بررسی تاثیر احتراق اتانول بر عملکرد و آلودگی موتور احتراق تراکمی با مخلوط همگن

نویسندگان

چکیده

استفاده از اتانول به عنوان سوخت جایگزین و تجدیدپذیر در موتور های احتراق تراکمی با مخلوط همگن (HCCI) در توسعه موتورهای احتراق داخلی نقش بسزایی داشته و باعث کاهش اکسیدهای نیتروژن و ذرات معلق گردیده است. موتور HCCI در دو محدوده عملکردی با احتراق ناقص و احتراق با صدای شدید کار می کند، که تاخیر و جلو افتادن احتراق تاثیر فراوانی در کارکرد این موتورها، عملکرد و آلودگی آنها خواهد داشت. در این مقاله، یک موتور 3/0 لیتر دیزل تک سیلندر با پاشش مستقیم به موتور HCCI با پاشش غیرمستقیم تغییر یافته است. در این تحقیق تاثیر احتراق اتانول بر روی عملکرد و آلودگی موتور HCCI بوسیله تغییرات دمای هوای ورودی و نسبت سوخت به هوا در مناطق عملکردی نزدیک به احتراق ناقص و احتراق با صدای شدید صورت گرفته است. نتایج بدست آمده نشان می دهد که تاخیر افتادن زیاد زمان احتراق، احتراق HCCI را ناپایدار کرده که باعث کاهش دمای احتراق از حد طبیعی شده و همچنین باعث خواهد شد که فشار متوسط موثر اندیکاتوری کاهش یافته و مقدار هیدروکربن های نسوخته و اکسیدهای کربن افزایش می یابد. جلو افتادن زیاد زمان احتراق بیشینه فشار داخل سیلندر را افزایش داده و در نتیجه مدت احتراق کاهش یافته و بیشینه اندازه افزایش فشار زیاد در داخل سیلندر تولید خواهد شد. مقدار هیدروکربن های نسوخته و اکسیدهای کربن در این وضعیت نسبت به حالت  قبل کاهش پیدا کرده و فشار متوسط موثر اندیکاتوری نسبت به حالت کارکرد نرمال کاهش پیدا خواهد کرد. 

عنوان مقاله [English]

The effect of ethanol combustion on HCCI engine performance and emissions

نویسندگان [English]

  • B. Bahri
  • A. Abdul Aziz
  • A. Salavati-Zadeh
  • V. Esfahanian
چکیده [English]

Ethanol as a renewable and alternative fuel when utilized in homogeneous charge compression ignition (HCCI) has potential to substantially reduce nitrogen oxides (NOx) and particle matter (PM) and can maintain HCCI sustainability. HCCI engine operation is limited between two ringing and misfire regions that too retard and advance combustion phasing highly affect HCCI engine operation, performance and emissions. In this study, a modified 0.3 liter single-cylinder direct-injection diesel engine has used with a fuel port injection system. A study has done on effect of ethanol combustion on engine performance and emission by varying incoming air temperature and fuel/air mixture which focused on the zones near ringing and misfire regions. The results indicate that too retarding combustion phasing makes HCCI combustion unstable that affects combustion temperature lower than normal combustion which result in reducing indicated mean effective pressure and producing higher hydrocarbon (HC) and carbon monoxide (CO) emissions and too advancing combustion phasing generates high peak pressure rise rate with rapid combustion and reduces IMEP but amount of CO and HC is lower in this situation.