بررسي اثر افزودن گاز هيدروژن بر عملكرد موتور احتراق داخلي با سوخت گاز طبيعي و بدست آوردن زمان جرقه مناسب براي نقطه بهينه

An Investigation of Effect of Adding Hydrogen on Natural Gas Engine Performance and Estimating the Appropriate Ignition Timing for Optimum Point

در اين مقاله به بررسي اثر افزودن هيدروژن به موتور گازسوز د 87 پرداخته مي‌شود. توان خروجي موتور پايه ديزل 1000 كيلووات و سرعت موتور آن 1500 دور در دقيقه است كه براي تبديل آن به موتور گازسوز نيازمند ايجاد تغييراتي در موتور پايه از جمله تغيير سامانه پاشش و كاهش نسبت تراكم از 15 به 11/5 مي‌باشد. هيدروژن به‌عنوان يكي از بهترين افزودني­ها، مي­ تواند مصرف سوخت و آلاينده‌هاي مضر را در موتورهاي احتراق داخلي به مقدار زيادي كاهش دهد. به همين منظور در اين مقاله اثر افزودن نسبت‌هاي جرمي مختلف سوخت هيدروژن به گاز طبيعي جهت مشاهده تغيير رفتار موتور مورد بررسي قرار گرفته است. در اين پژوهش نسبت جرمي هيدروژن از 0 به 0/002 تا 0/014 كه معادل اضافه نمودن 50% انرژي به داخل محفظه است، اعمال شده و با بررسي جوانب مختلف عملكردي و آلايندگي، نقطه بهينه تعيين مي‌شود. با در نظر گرفتن اين دو ديدگاه، نسبت جرمي 0/006 هيدروژن كه معادل با اضافه نمودن 18% انرژي به داخل محفظه احتراق مي‌باشد، به‌عنوان نقطه بهينه براي اين موتور تعيين مي‌شود. پس از آن، زمان مناسب براي نقطه بهينه موتور كه معادل با نسبت جرمي 0/006 مي‌باشد، تعيين مي‌گردد و با توجه به نتايج به دست آمده 3 درجه پس انداختن زمان جرقه با توجه به شرايط موتور، مناسب براي اين نسبت جرمي هيدروژن مي‌باشد.

In this paper, the effect of adding hydrogen to the performance of D87 gas engine has been discussed. The base system is an engine with power of 1000 kW and rotational speed of 1500 rpm which by changing the fuel system and compression ratio from 15 to 11.5 it is modified to a gas engine. Among many additives, hydrogen with its unique criteria seems to be the most promising additive which can significantly reduce fuel consumption and harmful emissions in internal combustion engines. It seems, the hydrogen is the best additive among various cases, which can greatly reduce fuel consumption and harmful emissions in internal combustion engines. Here the effect of adding different mass ratios of hydrogen fuel to natural gas fuel flint to see a change in behavior of flint fuel is examined. In this paper, the hydrogen mass ratios of 0, 0.002, up 0.014 are considered which is equivalent to adding 50% of chamber imported energy and according to these points the optimal point has been determined based on performance and pollution viewpoints. By considering these viewpoints, the optimal point of 0.006 for mass ratio of hydrogen which is equivalent to adding approximately 18% energy to the combustion chamber is achieved. Then the appropriate ignition timing for 0.006 of mass ratio with advance and retard of the ignition timing is estimated. The results show that 3 degree for advance of ignition timing is suitable for this mass ratio.