فشار پاشش (کنترل فشار ریل)
روش‌های مختلفی برای کنترل فشار پاشش سوخت وجود دارد. سیستم‌های مشترک ریل سوخت به یک سیستم کنترل فشار بالا با حلقه بسته مجهز شده‌اند که فشار ریل را در یک حاشیه نسبتاً کوچک تا مقدار اسمی تعیین‌شده توسط واحد کنترل الکترونیکی برای شرایط کارکرد مشخص موتور ، تثبیت می‌کند.
یک راه تأمین سوخت بیش از میزان مورد نیاز ریل است که با استفاده از تنظیم‌کننده فشار بالا که معمولاً به آن شیر کنترل فشار گفته می‌شود، انجام می‌شود. در این روش ، موقعیت شیر کنترل فشار در ورودی سیستم کنترل است.. روش دیگر ، اندازه‌گیری سوخت در پمپ فشارقوی است، تا اطمینان حاصل شود که فقط مقدار سوخت مورد نیاز انژکتورها به ریل مشترک تأمین می‌شود.
شکل ۷: پمپ فشارقوی و شیر کنترل فشار در مسیر ورودی
لحظه ی پاشش سوخت
مربوط به رسیدن به حالت دماپایین موتور (PCCI , RCCI) و افزایش سطح همگن‌سازی مخلوط سوخت و هوا
بازه‌ی پاشش سوخت
کنترل جرم ورودی سوخت و همچنین تنظیم میزان نفوذ سوخت در فشار ریل مشخص، جهت جلوگیری از تجمع نقطه‌ای سوخت و افزایش سطح همگن‌سازی
تبدل موتور دیزل ساده به موتور RCCI
استراتژی پاشش همزمان سوخت اوکتان بالا و ستان بالا بنزین و دیزل و پاشش زود هنگام سوخت جهت رسیدن به حالت احتراق دما پایین
بررسی حالت‌های مختلف احتراق دمای پایین (PCCI & RCCI)
تغییر لحظه‌ی پاشش سوخت و پاشش زود هنگام سوخت در حالت وجود و یا عدم وجود هوای ورودی حاوی سوخت اوکتان بالا
اضافه کردن additive
پس از پیاده‌سازی شرایط دما پایین در حالت RCCI، با استفاده از دو سوخت دیزل (سوخت پاشش مستقیم) و بنزین (سوخت مخلوط با هوای ورودی) جهت بهبود هرچه بیشتر شرایط احتراق، کاهش آلایندگی و افزایش توان، از سوخت اتانول ۹۶% به‌عنوان سوخت مخلوط با هوا به همراه سوخت بنزین در حالت RCCI استفاده شد و نسبت‌های مختلف بنزین و اتانول در نسبت هم ارزی ثابت مورد بررسی قرار گرفت.
شبیه‌سازی تک بعدی:
(سیستم خنک‌کاری و سیستم heat recovery) و سیستم سوخت رسانی فشار بالا ریل مشترک درجات افزایش مقدار بازدهی خروجی موتور:
جهت پیش‌بینی و امکان‌سنجی تبدیل موتور موجود در آزمایشگاه به یک نمونه موتور دریایی با سیستم خنک کاری مرسوم و مورداستفاده در مجموعه وسایل حمل‌ونقل دریایی تلاش بر این شد تا نمونه‌ی یک‌بعدی از موتور در نرم‌افزار GT SUIT شبیه‌سازی گردد. طی این فرآیند مدار سوخت‌رسانی به‌صورت کامل و دقیق شبیه‌سازی گردید تا در صورت نیاز برای اتخاذ مشخصه‌های کنترلی و سهولت در انجام محاسبات جهت تعیین فشار و بازه پاشش مورد نیاز برای رسیدن به جرم سوخت مناسب در هر سیکل، از این مدل استفاده شود.
همچنین جهت پیش‌بینی سازگاری موتورها سیستم خنک‌کاری موتور دریایی مدل مدار خنک‌کاری با سیستم after cooler توسعه داده شد. در ادامه جهت امکان‌سنجی افزایش هرچه بیشتر بازدهی موتور، متحده‌ای مختلف heat recovery در مدل یک‌بعدی اضافه شد و نتایج به تفضیل ارائه و جمع‌بندی گردید.
شکل ۸: انژکتور و مدار سوخت‌رسانی ریل مشترک مدل شده در نرم‌افزار GT-SUITE
شکل ۹:مدار خنک کاری موتور شبیه‌سازی شده در نرم‌افزارGT-SUITE
شبیه‌سازی سه‌بعدی:
در این شبیه‌سازی از نرم افزار AVL fire ۲۰۱۴ به‌صورت کوپل با سینتیک مفصل شیمیایی مربوط به سوخت ترکیبی ایزواکتان-ان‌هپتان، شامل ۷۷ گونه و ۴۷۳ واکنش استفاده شده است. نمای شماتیک عملکرد همزمان نرم افزار با کد سینتیک مفصل در شکل۱۰ قابل مشاهده است.
شکل۱۰: فلوچارت کوپل Chemkin و AVL Fire
برای انجام این پژوهش هندسه‌ی حجم خالی محفظه ی احتراق موتور در حالتی که پیستون در نقطه‌ی مرگ بالاست شبیه‌سازی و ترسیم شد و جهت آماده سازی محاسبات CFD، شبکه بندی منظمی بر روی هندسه تشکیل شد.
شکل۱۱: شبکه‌بندی در نقطه مرگ بالا
شایان توجه است که، هندسه‌ی موتور بر اساس تعداد حفره‌های نازل به قسمت‌های کاملاً مشابه به‌صورت قرینه تقسیم بندی شده است تا درنهایت تعداد سلول‌های شبکه محاسباتی کاهش یافته و به طبع سرعت محاسبات افزایش یابد؛ لذا با توجه به اینکه نازل موتور مورد نظر ۸ حفره دارد، یک هشتم از هندسه‌ی موتور شبیه‌سازی شده است.
بررسی اثر زمان و بازه‌ی پاشش سوخت
بررسی دقیق دینامیک سیالات محاسباتی جهت تحلیل پدیده‌های داخل محفظه‌ی احتراق و همچنین مقدار نفوذ سوخت، بررسی اثر فشار و بازدهی پاشش سوخت و یافتن محدوده‌ای برای جلوگیری از تجمع سوخت در کاسه پیستون، همچنین یافتن محدودیت‌های تغییر لحظه‌ی شروع پاشش سوخت و جلوگیری از برخورد سوخت به لبه‌ی کاسه پیستون.
: additive افزودنی
بررسی امکان کنترل دمای هوای خروجی و امکان‌سنجی کاهش مصرف سوخت به کمک مطالعات دینامیک سیالات محاسباتی و عددی اثر پاشش آب در محفظه‌ی احتراق موتور در حالت RCCI به دو صورت پاشش مستقیم آب و اضافه کردن آب به مخلوط سوخت و هوای ورودی و یافتن محدودیت‌های موجود جهت عملی سازی ایده‌ی پیشنهادی.
