گسترش بازه ی عملکردی در یک موتور اشتعال تراکمی مخلوط همگن با سوخت گاز طبیعی با بهره‌گیری از چینه بندی دمایی و مخلوط در محفظه احتراق

نویسندگان

دانشگاه علوم و فنون مازندران

چکیده

ناحیه عملکردی در موتورهای اشتعال تراکمی مخلوط همگن (HCCI) با دو مرز مجزا از وقوع کوبش در بارهای بالا و خاموشی شعله یا  احتراق ناقص در بارهای پایین محدود می شوند. مهمتر از همه، هیچ روش مستقیمی برای پایش زمان احتراق در موتور HCCI وجود ندارد. در این تحقیق، مطالعه تجربی به منظور بررسی تأثیر چینه­بندی دمایی و چینه­بندی ترکیب و توزیع سوخت برای گسترش بازه­ی عملکردی در یک موتور HCCI با گاز طبیعی انجام شده است. بنابراین، از یک موتور تک استوانه­ای با سوخت گاز طبیعی برای بررسی عوامل موثر بر شرایط عملکردی شامل ترکیب نسبت گازهای بازگردانی شده به نسبت هوا به سوخت، گاز تبدیل و شمع نقطه ملتهب استفاده شده است. نتایج نشان می­دهد که افزایش نسبت گازهای بازگردانی شده با توجه به رقیق نمودن مخلوط، بازۀ عملکردی را به سمت نواحی غنی گسترش می­دهد. بنابراین امکان دستیابی به توان­های بیشتر فراهم می­ شود. استفاده از گاز تبدیل بازۀ عملکردی را به سمت مخلوط رقیق گسترش می­دهد و امکان دستیابی به نقاط قابل قبول در این نواحی را بیشتر می­کند. شمع نقطۀ ملتهب با توجه به بر هم زدن شرایط همگن دمایی در داخل محفظه، در عین حالی­که موجب پیش افتادن احتراق می­شود، طول مدّت احتراق را می­افزاید.
 

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Operating Range Expansion in a HCCI Natural Gas Engine Using Charge and Thermal Stratification in Combustion Chamber

نویسندگان [English]

  • Mohsen Pourfallah
  • Mahbod Armin
چکیده [English]

HCCI operating window has two distinct boundaries of knock at higher load region and misfiring/partial burning at lower load region. Moreover, there is no conventional direct way of controlling combustion timing in an HCCI engine. In this research, experimental study were carried out to investigate the effect of thermal and charge stratification on expansion of the operating range of a natural gas HCCI engine. To achieve this aim, a single-cylinder natural gas HCCI engine was used to characterize the effect of key operating conditions, including λ/EGR combination, reformer gas and glow plug tip temperature. The results reveal that increasing EGR ratio because of diluent effect on mixture; move the operation region towards rich boundary. So, it allows for more power. Reformer gas expands operating range toward lean mixtures and increases acceptable points in these region. The glow plug due to the disruption of homogeneous temperature inside the combustion chamber advances the start of combustion and increases the ignition duration.
 

کلیدواژه‌ها [English]

  • HCCI
  • Thermal and Charge Stratification
  • Operating Range
  • EGR
  • Reformer Gas
  • Glow Plug