Title of article :
Studying the Effect of Reformer Gas and Exhaust Gas Recirculation on Homogeneous Charge Compression Ignition Engine Operation
Author/Authors :
Pourfallah, M Mechanical Engineering Department - Babol Noshirvani University of Technology, Babol, Iran , Ranjbar, A. A Mechanical Engineering Department - Babol Noshirvani University of Technology, Babol, Iran , Mirsalim, S. M Mechanical Engineering Department - Amirkabir University of Technology, Tehran, Iran , Jazayeri, S. A Mechanical Engineering Department - K.N. Toosi University of Technology, Tehran, Iran
Abstract :
Combustion in homogeneous charge compression ignition (HCCI) engine is controlled auto ignition of well-mixed fuel, air and residual gas. Since onset of HCCI combustion depends on the auto ignition of fuel/air mixture, there is no direct control on the start of combustion process. Therefore, HCCI combustion becomes unstable rather easily especially at lower and higher engine load. Charge stratification has the potential to extend the load limits of HCCI combustion by improving the control over the combustion phase as well as reducing the maximum of pressure rise. In this study, a combination of experiment and numerical simulation was carried out to investigate the effect of fuel stratification using reformer gas and EGR on HCCI natural gas combustion. It was found that fuel stratification in this case increased the autoignition property of natural gas. On the lean operation boundary, reformer gas and EGR blending enhanced the autoignition by advancing combustion timing at identical initial conditions compared to pure natural gas that expanded the lean boundary of the operating region.
Farsi abstract :
در موتورهاي اشتعال تراكمي مخلوط همگن (HCCI)، احتراق بواسطۀ اشتعال خودبخودي مخلوط كاملي از هوا، سوخت و گازهاي باقيمانده شكل ميگيرد. از آنجاييكه شروع احتراق در اين گونه موتورها به خاصيت خوداشتعالي مخلوط هوا و سوخت بستگي دارد، روش پايش مستقيمي براي شروع احتراق وجود ندارد. بنابراين احتراق موتورهاي اشتعال تراكمي مخلوط همگن، به ويژه در توان هاي كم و زياد، بسيار ناپايدار خواهد بود. با استفاده از چينه بندي مخلوط ورودي ميتوان پايش مراحل احتراق را بهبود بخشيد و همچنين بيشينه افزايش فشار داخل محفظه را كاهش داد، كه در نتيجه بازۀ عملكردي گسترش پيدا خواهد كرد. در اين مقاله، با تركيبي از كار تجربي و عددي تاثير چينه بندي مخلوط با استفاده از گاز تبديل و گازهاي بازگرداني شده بر احتراق HCCI گاز طبيعي مورد بررسي قرار گرفت. نتايج نشان ميدهد كه استفاده از چينه بندي سوخت موجب افزايش خاصيت خوداشتعالي گاز طبيعي ميشود. تركيب گاز تبديل و گازهاي بازگرداني شده در شرايط ثابت ورودي سبب پيش انداختن احتراق شده و بازۀ عملكردي را به ويژه در محدودۀ توان كم افزايش ميدهد.
Keywords :
HCCI Engine , Charge Stratification , Reformer Gas , Combustion Control
Journal title :
Astroparticle Physics