بررسی اثر چینه‏بندی دمایی اتاق احتراق بر عملکرد احتراق موتور اشتعال تراکمی مخلوط همگن

نویسندگان

چکیده

موتورهای اشتعال تراکمی مخلوط همگن (HCCI) یک روش مناسب برای دستیابی به بازده بیشتر و کاهش آلاینده NOx و ذرات معلق در مقایسه با موتورهای احتراق داخلی مرسوم است. امّا دستیابی به احتراقی عملی در شرائط بار کامل و بار جزئی و پایش زمان شروع احتراق مهمترین چالش‌های پیش‌روی محققان در توسعه موتورهای HCCI است. در این مقاله، چینه‏بندی دمایی با استفاده از دمای متغیر مخلوط ورودی، مقدار گازهای بازگردانی شده و همچنین دمای متغیر نقطه ملتهب بررسی شد. ترکیبی از آزمون تجربی بر موتوری تک استوانه و شبیه‌سازی سه بعدی احتراق در این تحقیق استفاده شد. نتایج نشان می‌دهد، افزایش دمای مخلوط ورودی و دمای نقطه ملتهب موجب پیش‌رسی احتراق، کاهش تأخیر در اشتعال و نرخ سریعتر آزادسازی گرما خواهد شد. همچنین برای افزایش توان قابل دستیابی و بازده احتراق می‌توان نسبت گازهای بازخورانی شده را افزایش داد. به‏طور کلی، چینه‏بندی دمایی با بهبود شرائط پایش مراحل احتراق و همچنین کاهش نرخ افزایش فشار، موجب گسترش محدوده توان زیاد در بازه عملکردی موتور می‌شود.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Investigation of combustion chamber thermal stratification effect on combustion performance of homogeneous charge compression ignition engine

نویسندگان [English]

  • M. Pourfallah
  • A.A. Ranjbar
  • S.M. Mirsalim
  • S.A. Jazayeri
چکیده [English]

Homogenous charge combustion ignition (HCCI) is an excellent method for higher efficiency and to reduce NOx and particulate matter simultaneously in comparison to conventional internal combustion engines. However, reaching for higher loads and improving combustion phasing control are important challenges for the HCCI research. In this study, thermal stratification using variable intake charge temperature, the EGR ratio and variable glow plug temperature have been investigated. A combination of experiments on single cylinder engine and the 3D simulation of combustion was used for this work. As a result, increasing intake charge and glow plug temperature advanced combustion timing, shortened ignition delay time and decreased the rate of heat release. Higher combustion efficiency and higher the allowable engine load could be obtained by the increase in the rate of EGR. In general, thermal stratification has the potential to extend high-load limits of HCCI combustion by improving the control over the combustion phase as well as reducing the maximum rate of pressure rise.

کلیدواژه‌ها [English]

  • HCCI engine
  • Thermal Stratification
  • Range of operation