بررسی عملکرد واکنشگر شیمیایی سه منظوره در یک موتور 1.7 لیتری پرخوران در حالت استفاده از سوخت ترکیبی گاز طبیعی و بنزین

نویسندگان

1 ایپکو

2 دانشگاه

3 پژوهشگاه

چکیده

در این مقاله عملکرد یک موتور اشتعال جرقه ای پرخوران که در آن از ترکیب سوخت های گاز و بنزین استفاده شده و عملکرد واکنشگر شیمیایی سه منظوره در آن بمنظور بررسی میزان انتشار آلاینده ها و دست یابی به بهترین راندمان تبدیل بررسی شده است.

استفاده از سوخت گاز طبیعی به عنوان یکی از سوختهای جایگزین با داشتن عدد اکتان زیاد بهمراه سوخت بنزین سبب کاهش آلاینده‌ها و ایجاد تنوع در منابع سوخت مصرفی خودروها شده و بعنوان یک ایده جدید مورد توجه خودروسازان دنیا واقع شده است. با توجه به اینکه پاشش گاز موجب کاهش بازده تنفسی می‌شود و بر روی بیشینه‌ی گشتاور تاثیر می‌گذارد، استفاده از موتورهای اشتعال جرقه‌ای مجهز به سامانه پرخوران، مورد توجه طراحان موتور می‌باشد. مصرف سوخت کمتر، توان و بازده زیادتر نسبت به موتورهای تنفس طبیعی با حجم یکسان، از مزایای یک موتور پرخوران است. انجام آزمون موتوری نشان می دهد در حدود نسبت اختلاط جرمی 30 درصد دو سوخت در دور rpm 3000، مصرف سوخت و پایداری احتراق در شرایط بهینه ای قرار می گیرد ضمن آنکه بیشینه توان موتور نیز در این نسبت اختلاط حاصل می شود..

استفاده از واکنشگرهای شیمیایی سه منظوره یکی از موثرترین روشهای کنترل آلایندگی برای موتورهای اشتعال جرقه ای (SI) می باشد.  بازده تبدیل گازهای آلاینده خروجی HC، CO و NOx بعنوان اصلی ترین موضوع در بررسی عملکرد و کارایی واکنشگر می باشد که در این تحقیق مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج نشان می دهد در دمای محیط واکنشگر در حدود ثانیه 50 به حداکثر دمایی خود می رسد و پس از آن در حد ثابتی باقی می ماند که در این حالت آلاینده های NOx و CO پس از گذران زمان گرمایش و راه اندازی واکنشگر نرخ تبدیل آلایندگی شروع شده و با نرخ زیاد به بازده تبدیل 95% می رسد. شروع واکنش برای آلاینده HC با سوخت گاز CNG دیرتر صورت می پذیرد و در واقع واکنشگر به دمای بالاتری برای شروع واکنش نیاز دارد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Investigation of Three-Way Catalytic Converters of a 1.7L Turbocharged Bi-Fuel Engine Using CNG and Gasoline Fuels

نویسندگان [English]

  • Abbas Raei Tabar 1
  • Asghar Hamidi 2
  • Hossein Ghadamian 3
1
2
3
چکیده [English]

The paper reports the studies on how the three-way catalytic converters behave under full load condition of a 1.7L turbocharged engine with the mixed CNG and Gasoline fuels. The main focus of the work is the pollution reduction of the three-way catalyst. Results show that the amount of pollution is dependent on how much percent CNG is mixed in the exhaust. A numerical model was investigated with the Fire software to characterize the amount of the exhaust pollutants HC, Co and NOx. Achieving a minimum percentage of pollutant in front of the matrix surface of the catalytic converter is an important target in the development of an engine, due to thermodynamic, chemical and cost requirements. The flow distribution influences the catalyst’s conversion rate, as well as its resistance to ageing and the necessary precious metal loading. The main objective of this simulation is to help us understand how the catalyst works. The simulation interprets some of the phenomena observed in the experiments, also to shed lights on the mechanisms of catalytic actions. The simulation results the behavior of HC, CO and NOx at the output of catalyst.

کلیدواژه‌ها [English]

  • catalyst
  • turbocharged engine
  • CNG and Gasoline combination
  • Exhaust emission