Effects of Using CNG Direct Injection on Performance of a 3 Cylinder Naturally Aspirated Engine

اثرات استفاده از تزريق مستقيم گاز بر روي عملكرد يك موتور تزريق سه استوانه تنفس طبيعي

سوخت CNG گزينه مناسبي براي استفاده در موتورهاي اشتعال جرقه اي است كه داراي مزاياي زيادي بلحاظ كاهش مصرف سوخت، آلايندگي خام كمتر، احتراق پايدارتر و تمايل به كوبش كمتر در مقايسه با سوخت بنزين است. اما عملكرد كمتر اين سوخت بر روي موتورهاي تنفس طبيعي بدليل بازده تنفس ي كمتر، يك مشكل استفاده از اين سوخت است. تزريق مستقيم گاز، راهكاري مناسب براي دستيابي به عملكرد بهتر ضمن حفظ مزاياي تزريق راهگاهي گاز است. در اين مقاله اثرات استفاده از تزريق مستقيم گاز در حالت CNG با حالت تزريق راهگاهي CNG و تزريق راهگاهي بنزين مقايسه شده است. زمان تزريق، مدت تزريق و نسبت تراكم يك موتور سه استوانه تنفس طبيعي با هدف بهترين عملكرد بهينه سازي شده است. روش كار استفاده از يك نرم افزار شبيه سازي يك بعدي موتور، GT Power است. نتايج حاكي از بهبود حداقل 10درصدي گشتاور و توان موتور با بهينه سازي تمام متغيرهاي فوق مي باشد.

CNG fuel is a good option for spark ignition engines due to its advantages on fuel consumption reduction, lower raw emissions, stable combustion and low knock tendency in comparison with gasoline fuel. But lower performance on naturally aspirated engines due to lower volumetric efficiency is a problem for using this fuel. CNG DI is a solution to have much better performance by keeping the advantages of CNG PFI. In this paper, the effects of using DI injection for CNG mode is compared with PFI gasoline and PFI CNG. Injection timing, injection duration and compression ratio of a 3 cylinder engine is optimized to have a best performance at CNG mode. Working method is using 1-D simulation GT power software. The results show at least 10% torque & power improvement by optimization of all of these parameters.