بررسی متغیرهای عملکردی و آلایندگی موتور دیزل در نسبت‌های مختلف نسبت تعادلی هوا به سوخت با استفاده از مخلوط‌های سوخت دیزل-اتانول

نویسندگان

1 دانشگاه بوعلی سینا همدان

2 دانشگاه تربیت مدرس تهران

3 دانشکده فنی کشاورزی شهریار

4 دانشگاه تربیت مدرس

چکیده

در چند دهه اخیر افزایش گازهای گلخانه‌ای به چالش و نگرانی بزرگی تبدیل‌ شده است. آلودگی محیط زیست یکی از بزرگ‌ترین چالش‌های بشر در قرن بیست و یکم است. بهبود عملکرد موتورهای احتراق داخلی و کاهش میزان آلاینده­ها همواره از دغدغه­های محققان بوده است. استفاده از سوخت­های جایگزین و کنترل و تنظیم ضریب لامبدا به عنوان موثرترین راهکاهایی جهت افزایش راندمان سوخت، کاهش آلودگی و بهبود توانایی حرکتی موتور شناخته شده است. لذا در این پژوهش، رابطه بین نسبت تعادلی هوا به سوخت یا ضریب لامبدا با متغیرهای عملکردی موتور و همچنین آلاینده­های خروجی از اگزوز با ا ستفاده از مخلوط­ های­ سوخت دیزل- اتانول به عنوان سوخت جایگزین در یک موتور دیزل در دورهای 1700، 1800 و 1900 دور بر دقیقه بررسی شده است. نتایج نشان داد که افزایش درصد اتانول در مخلوط سوخت دیزل و اتانول باعث افزایش ضریب لامبدا گردید. این افزایش باعث کاهش توان و گشتاور موتور گردید. بیشترین کاهش توان در دور 1900 دور در دقیقه و به میزان 1.18 کیلو وات و بیشترین کاهش گشتاور در دور 1800 دور در دقیقه به میزان  5.94 نیوتن در متر  بدست آمد. با افزایش مقدار ضریب لامبدا، اکسیژن خروجی از اگزوز به میزان 42.89% در دور 1700 دور در دقیقه افزایش یافت. همچنین افزایش لامبدا باعث کاهش آلاینده های هیدروکربن­های نسوخته و منواکسید کربن گردید. به طوری که، بیشترین کاهش این آلاینده­ها به ترتیب به میزان 23.8% در دور 1800 دور در دقیقه و 38.75% در دور 1900 دور در دقیقه بدست آمد. همچنین افزایش ضریب لامبدا، اندکی باعث افزایش اکسید­های نیتروژن گردید. در نهایت، در اثر استفاده از مخلوط­های سوخت دیزل-اتانول و در نتیجه آن افزایش ضریب لامبدا، کاهش قابل توجهی در میزان انتشار آلاینده های خروجی از اگزوز بدست آمد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Investigation of performance and exhaust emission of diesel engine in different ratios of lambda coefficient using diesel-ethanol fuel blends

نویسندگان [English]

  • Behdad Shadidi 1
  • Hossein Haji Agha Alizade 1
  • Gholamhassan Najafi 2
  • Seyed Ashkan Moosavian 3
  • Meghdad Khazaee 4
چکیده [English]

In recent decades, rising greenhouse gas emissions have become a major challenge and concern. Environmental pollution is one of the greatest human challenges of the 21st century. Improving the performance of internal combustion engines and reducing the amount of pollutant emissions has always been a concern for researchers. The use of alternative fuels and the control and adjustment of the lambda coefficient are known as the most effective ways to increase fuel efficiency, reduce pollution and improve engine mobility. Therefore, in this study, the relationship between air-to-fuel equilibrium ratio or lambda coefficient with engine performance and exhaust emissions of a diesel engine using diesel-ethanol fuel blends as an alternative fuel at 1700, 1800 and 1900 rpm engine speeds has been investigated. The results showed that increasing the percentage of ethanol in the diesel-ethanol fuel blend increased the lambda coefficient. This increase reduced engine power and torque. The highest power reduction was achieved at 1900 rpm at the rate of 1.18 kW and the maximum torque reduction at 1800 rpm at the rate of 5.94 N.m. As the lambda coefficient increased, the exhaust oxygen output increased by 42.89% at 1700 rpm. The increase in lambda also reduced the emissions of unburned hydrocarbons and carbon monoxide. Thus, the highest reduction of these pollutants was 23.8% at 1800 rpm and 38.75% at 1900 rpm, respectively. Also, increasing the lambda coefficient slightly increased the nitrogen oxides. Finally, due to the use of diesel-ethanol fuel blends and as a result of increasing the lambda coefficient, a significant reduction in the amount of emissions of exhaust gases was achieved.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Lambda coefficient
  • Air to fuel ratio
  • Diesel engine
  • Alternative fuel
  • Exhaust emissions