لزوم تغییر و بهینه‌سازی زمانبندی دریچه‌های هوا و دود در تبدیل موتور دیزل ملی د87 به موتور گازسوز پیش آمیخته

نویسندگان

چکیده

سوخت پاک، ارزان و در دسترس گاز طبیعی در سالیان اخیر تولیدکنندگان در زمینه موتورهای احتراق داخلی را به توسعه و تولید موتورهای گازسوز خصوصا در زمینه کاربری سنگین و نیروگاهی واداشته است. در این مطالعه که برگرفته از طرح تبدیل موتور دیزل ملی د87 به گازسوز نیروگاهی می‌باشد، برای دستیابی به اهداف پروژه که در فاز اول دستیابی به بازده حرارتی 35% و در فاز نهایی دسترسی به بازده حرارتی 42% است استفاده از طرح سوخت آما در بالادست تنجار جهت اختلاط هوا و سوخت بر سایر طرح‌های رایج ترجیح داده شد. قابل ذکر است این مطالعه برگرفته از مرحله اول پروژه جهت دسترسی به حداقل بازده حرارتی 35% می‌باشد. لذا با انتخاب این طرح از آنجایی که در تمامی لحظات کارکردی موتور، بطور پیوسته مخلوط هوا و سوخت جایگزین هوا در راهگاه مکش شده است با مطالعه اولیه مشخص شد که زمانبندی دریچه‌های هوا و دود جهت دسترسی به بازده هدف در تبدیل طرح دیزل به گازسوز نقش تعیین‌کننده‌ای را ایفا می‌کند. لذا پس از مشاهده عملکرد نامناسب زمانبدی دریچه موتور پایه دیزل، در مطالعه‌ای عددی اثرات زمان باز و بسته شدن دریچه‌های هوا و دود بررسی شد که در نهایت مشخص گردید که بیشترین اثرات مربوط به همپوشانی دریچه‌ها می‌باشد که در نهایت منجر به کاهش زمان همپوشانی از 110 درجه در دیزل به حدود 33 درجه در طرح گازسوز شد. در انتهای این مطالعه، مرحله اول پروژه در اتاق آزمون با دسترسی به بازده حرارتی ترمزی 38%  انجام شد که مقایسه آن با الگوی پیشگویی یک‌بعدی نهایی در انتهای گزارش اعلام شده است.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Principle of valves timing optimization in D87 diesel to premixed natural gas engine conversion

نویسندگان [English]

  • A. Yousefzadeh
  • S. A. Nabavi
  • H. Khatamnejad
  • S. M. Agha Mirsalim
چکیده [English]

In recent years, heavy duty engine manufacturers have increased natural gas engine products to be used especially due to its potential in offering lower fuel cost, lower NOx emission and gas-fuel worldwide availability. Through D87 diesel to gas conversion project, to achieve minimum thermal efficiency of 35% at phase 1 and 42% in final phase, use of mixer in upstream of compressor was prioritized to other prevalent strategies for fuel and air mixing. This study has been investigated under scope of phase 1 of the project (minimum thermal efficiency 35%). Therefore, with this mixing strategy, since air stream is replaced with air-fuel mixture in engine suction chest, primary studies have shown that valve’s timing plays significant role to achieve project’s target. Hence, after approving the lack of diesel base valve timing in achieving the minimum thermal efficiency, investigating exhaust and intake valves timing effect has come up with this result that intake and exhaust valves overlap has the prominent effect in scavenging which consequently has resulted in overlap reduction from 110 CAD degrees in diesel engine to 33 CAD degrees in natural gas engine. Finally, natural gas engine test results which represent 38% brake thermal efficiency are compared with simulation final predicted results.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Natural gas
  • 1D simulation
  • Mixer
  • Valve Timing
  • thermal efficiency