بررسی تاخیر در اشتعال موتور دوسوخته (گازوئیل-گاز طبیعی) در بارها، نسبت ها و زوایای مختلف پاشش سوخت آتش زن

نوع مقاله: مقاله علمی پژوهشی

نویسندگان

1 موتورسازان

2 دانشیار، گروه مهندسی بیوسیستم، دانشگاه محقق اردبیلی

چکیده

تاخیر در اشتعال سوخت در موتورهای احتراق داخلی عامل مهمی در طراحی ، آلایندگی و عملکرد این گونه موتورها می باشد. در این تحقیق تاخیر در اشتعال موتور دوسوخته شده دیزل با پاشش مستقیم و دور ثابت rpm 1500 و توان kW 44 مورد بررسی قرار گرفت. ابتدا تست­های تجربی در حالت های مختلف بار و زاویه آوانس پاشش سوخت در موتور دیزل انجام شد و بعد از تبدیل موتور دیزل به موتور دوسوخته (گازوئیل-گاز شهری) تست­ها در بارهای مختلف 10%، 25%، 50%، 75% و 100% بار کامل و در زوایای آوانس پاشش سوخت آتش زن 14، 17 و 20 درجه قبل از نقطه مرگ بالا و نسبت­های سوخت آتش زن به سوخت گازی 50% ، %40 و %30 انجام شدند و سپس نتایج حاصله تحلیل شدند. نتایج نشان داد که با افزایش بار موتور تاخیر در اشتعال هم در حالت دیزل و هم در حالت دوسوخته کاهش می­یابد و تاخیر در اشتعال در حالت دیزل در مقایسه با حالت دوسوخته در همه شرایط تست کمتر می باشد. همچنین افزایش زاویه آوانس میزان تاخیر در اشتعال در موتور دوسوخته را تا حدودی کاهش می­دهد ولی در موتور دیزل اختلاف چندانی وجود ندارد. شبیه سازی عددی برای پیش بینی تاخیر در اشتعال در حالت­های مختلف تست موتور دوسوخته، انجام شد و نتایج شبیه سازی نشان داد که مدل پیشنهادی توانایی تعیین تاخیر در اشتعال در موتور دوسوخته را دارد و توافق قابل قبولی را با نتایج تجربی داشت.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


[1]   Heywood, J.B., "Internal Combustion Engine Fundamentals", McGraw-Hill, Vol. 1, pp. 117-125, New York, (1988).

 

[2]   Pulkrabek, W. W., "Engineering Fundamentals of the Internal Combustion Engine", Printice Hall, Vol. 1, pp. 149-254, (2000).

 

[3]   Lata, D. B., and Misra, A., "Analysis of Ignition Delay Period of a Dual Fuel Diesel Engine with Hydrogen and LPG as Secondary Fuels", International Journal of Hydrogen Energy, Vol. 36, No. 5, pp. 3746-3756, (2011).

 

[4]   Stone, R., "Introduction to Internal Combustion Engines", Macmillan Press Ltd, Vol. 3, pp. 252-272, (1999).

 

[5]   Karim, J. W., and Raine, R., "An Examination of the Ignition Delay Period in Dual Fuel Engines", In: SAE Technical Paper, No. 892140, Vol. 3, pp. 331-340, (1989).

 

[6]   Tamour, E. F., Javeda, N., Ahfaz Ahmeda, Jihad Badrab, Khalil Djebbia, Mohamed Beshira, Weiqi Jia,c, S. Mani Sarathya and Aamir Farooq, "Ignition Delay Measurements of Light Naphtha: A Fully Blended Low Octane Fuel", Proceedings of the Combustion Institute, Vol. 1, pp. 1-8, (2016).

 

[7]   Karim, G.A., and Raine, R.R., "An Examination of the Ignition Delay Period in Dual Fuel Engines", SAE Technical Paper, Vol. 5 , pp. 20-27, (1989).

[8]   Weaver, C. S., "Natural Gas Vehicle - A Review of the State of the Art, Society of Automotive Engineers", SAE Paper, No. 892133, Vol. 7, pp. 52-57, (1989).

 

[9]   Thiagarajan, S., "Investigation of Fuel Composition Effects on a Natural Gas Fuelled Spark-ignited Engine", Natural Gas and Alternative Fuels for Engines, American Society of Mechanical Engineers, Vol. 24, pp. 62-71, (1994).

 

[10] Neilson, Q. B., and Sorenson, S., "Ignition Delay in the Dual Fuel Engine", SAE Technical Paper, No. 870589, Vol. 24, pp. 153-168, (1987).

 

[11] Abagnale, C., Cameretti, M., Simio, L. De., Gambino, M., Iannaccone, S.,  and Tuccillo, R., "Numerical Simulation and Experimental Test of Dual Fuel Operated Diesel Engines", Applied Thermal Engineering, Vol. 65, No. 1–2, pp. 403-417, (2014).

 

[12] Zhang, F., Liu, H. F., Yu, J., and Yao, M., "Direct Numerical Simulation of N-Heptane/Air Auto-ignition with Thermal and Charge Stratifications under Partially-premixed Charge Compression Ignition (PCCI) Engine Related Conditions", Applied Thermal Engineering, Vol. 104, pp. 516-526, (2016).

 

[13] Najafi, B., "Simulation of Effect of Cetane, Density and Gravity of Bio Diesel in Ignition Delay in Diesel Engine", Engine Investigations, Vol. 16, pp. 13-21, (2010).

 

 [14] Ferguson, K., "Internal Combustion Engines Applied Thermosciences", New York: John Wiley &Sons Inc, Vol. 2, pp. 120-145, (2001).

 

[15] Gunea,  R. R. C., and Karim,  G.A., "The  Effects  of  Pilot  Fuel  Quality  on  Dual  Fuel  Engine Ignition Delay", In: SAE Technical Paper 982453, Vol. 17, pp. 77-81, (1998).

 

[16] Lata, D. B., Misra, A., and Medhekar, S., "Investigations on the Combustion Parameters of a Dual Fuel Diesel Engine with Hydrogen and LPG as Secondary Fuels", International Journal of Hydrogen Energy, Vol. 36, No. 21, pp. 13808-13819, (2011).

 

[17] Javed, T., Lee, C., AlAbbad, M., Djebbi, K., Beshir, M., Badra, J., Curran, H., and Farooq, A., "Ignition Studies of N-Heptane/Iso-Octane/Toluene Blends", Combustion and Flame, Vol. 171, pp. 223-233, (2016).

 

[18] Huang, M., Gowdagiri, S., Cesari, X. M., and Oehlschlaeger, M. A., "Diesel Engine CFD Simulations: Influence of Fuel Variability on Ignition Delay", Fuel, Vol. 181, pp. 170-177, (2016).

 

[19] Dhole, A. E., Yarasu, R. B., and Lata D. B., "Investigations on the Combustion Duration and Ignition Delay Period of a Dual Fuel Diesel Engine with Hydrogen and Producer Gas as Secondary Fuels", Applied Thermal Engineering, Vol. 107, pp. 524-532, (2016).

 

[20] Tarabet, L., Loubar, K., Lounici, M. S., Khiari, K., Belmrabet, T., and Tazerout, M., "Experimental Investigation of DI Diesel Engine Operating with Eucalyptus Biodiesel/Natural Gas under Dual Fuel Mode", Fuel, Vol. 133, pp. 129-138, (2014).

 

 [21] Hardenberg, H. F. HO., "An Empirical Formula for Computing the Pressure Rise Delay of a Fuel from its Cetane Number and from the Relevant Parameters of Direct-injection Diesel Engines", In: SAE Technical Paper 790493, Vol. 78, pp. 1823- 1834, (1979).

 [22]            Prakash, G., Ramesh, A., Shaik, A.B., "An Approach for Estimation of Ignition Delay in a Dual Fuel Engine", No. 1999-01-0232. SAE Technical Paper, (1999).