بررسي تجربي و تحليل آماري نوسانات چرخه‏اي در موتور احتراق تراكمي همگن

Experimental investigation and statistical analysis of cyclic variations in homogeneous charge compression ignition combustion engine

موتورهاي احتراق تراكمي همگن (HCCI)، نسل جديدي از موتورهاي احتراق داخلي هستند كه همانند موتورهاي ديزلي داراي احتراق خودبخودي‌اند و مشابه موتورهاي بنزيني با مخلوط همگن سوخت و هوا كار مي‌كنند. اساس احتراق در اين موتورها خوداشتعالي مخلوط همگن سوخت و هوا بر اثر تراكم است. اين نوع احتراق معمولاً با مخلوط هوا و سوخت به شدت رقيق شده، با هواي اضافي يا گازهاي بازخوران EGR انجام مي‌شود و مقادير توليد آلاينده‏هاي NOx (به خصوص در بارهاي ضعيف) و دوده بسيار، ناچيز است. موتور HCCI بر خلاف موتورهاي جرقه‏اي، نوسانات چرخه‏اي بسيار اندكي دارد. با اينحال، به دليل حساسيت زياد احتراق به متغير دما، در صورت بروز نوسانات چرخه‏اي، احتراق به شدت ناپايدار مي‏گردد. اين امر در پايش بهينه موتور، اهميت بسزايي دارد. در اين تحقيق، موتوري HCCI در دامنه كاركرد متنوع آزمايش و نوسانات چرخه‏اي احتراق از منحني فشار داخل استوانه استخراج شد. نتايج حاصل نشان مي‏دهند، پايداري احتراق HCCI با افزايش آزادسازي انرژي در مرحله احتراق دما خنك، افزايش مي‏يابد.

Homogeneous charge compression ignition (HCCI) combustion engines are the new generation of internal combustion engines that are like compression ignition engines utilize the auto-ignition and similar to spark ignited engines use the homogenous air-fuel mixture. The HCCI combustion is highly diluted with the air or exhaust gas recirculation (EGR) and produces near-zero NOx and soot emissions. Unlike SI engines, the HCCI combustion engines exhibit low combustion cyclic variations. However, due to extreme sensitivity of the combustion to the temperature history, small cyclic variation can potentially lead to the combustion instability. This is important for a robust design of the engine control system. In this study, the operation of the HCCI combustion engine has been examined in a wide range of operating conditions. Cyclic variations were characterized by cylinder pressure data. Results showed that the stability of the HCCI combustion increased with the increase of low temperature heat release rate. © Iranian Society of Engine (ISE), all rights reserved.