بررسي تاثير احتراق اتانول بر عملكرد و آلودگي موتور احتراق تراكمي با مخلوط همگن

The effect of ethanol combustion on HCCI engine performance and emissions

استفاده از اتانول به عنوان سوخت جايگزين و تجديدپذير در موتور هاي احتراق تراكمي با مخلوط همگن (HCCI) در توسعه موتورهاي احتراق داخلي نقش بسزايي داشته و باعث كاهش اكسيدهاي نيتروژن و ذرات معلق گرديده است. موتور HCCI در دو محدوده عملكردي با احتراق ناقص و احتراق با صداي شديد كار مي كند، كه تاخير و جلو افتادن احتراق تاثير فراواني در كاركرد اين موتورها، عملكرد و آلودگي آنها خواهد داشت. در اين مقاله، يك موتور 3/0 ليتر ديزل تك سيلندر با پاشش مستقيم به موتور HCCI با پاشش غيرمستقيم تغيير يافته است. در اين تحقيق تاثير احتراق اتانول بر روي عملكرد و آلودگي موتور HCCI بوسيله تغييرات دماي هواي ورودي و نسبت سوخت به هوا در مناطق عملكردي نزديك به احتراق ناقص و احتراق با صداي شديد صورت گرفته است. نتايج بدست آمده نشان مي دهد كه تاخير افتادن زياد زمان احتراق، احتراق HCCI را ناپايدار كرده كه باعث كاهش دماي احتراق از حد طبيعي شده و همچنين باعث خواهد شد كه فشار متوسط موثر انديكاتوري كاهش يافته و مقدار هيدروكربن هاي نسوخته و اكسيدهاي كربن افزايش مي يابد. جلو افتادن زياد زمان احتراق بيشينه فشار داخل سيلندر را افزايش داده و در نتيجه مدت احتراق كاهش يافته و بيشينه اندازه افزايش فشار زياد در داخل سيلندر توليد خواهد شد. مقدار هيدروكربن هاي نسوخته و اكسيدهاي كربن در اين وضعيت نسبت به حالت قبل كاهش پيدا كرده و فشار متوسط موثر انديكاتوري نسبت به حالت كاركرد نرمال كاهش پيدا خواهد كرد.

Ethanol as a renewable and alternative fuel when utilized in homogeneous charge compression ignition (HCCI) has potential to substantially reduce nitrogen oxides (NOx) and particle matter (PM) and can maintain HCCI sustainability. HCCI engine operation is limited between two ringing and misfire regions that too retard and advance combustion phasing highly affect HCCI engine operation, performance and emissions. In this study, a modified 0.3 liter single-cylinder direct-injection diesel engine has used with a fuel port injection system. A study has done on effect of ethanol combustion on engine performance and emission by varying incoming air temperature and fuel/air mixture which focused on the zones near ringing and misfire regions. The results indicate that too retarding combustion phasing makes HCCI combustion unstable that affects combustion temperature lower than normal combustion which result in reducing indicated mean effective pressure and producing higher hydrocarbon (HC) and carbon monoxide (CO) emissions and too advancing combustion phasing generates high peak pressure rise rate with rapid combustion and reduces IMEP but amount of CO and HC is lower in this situation.