بررسي تجربي افزايش بازه عملكردي موتور اشتعال تراكمي همگن با سوخت بنزين

Experimental investigation of gasoline fueled HCCI engine load expansion

ويژگي اصلي موتورهاي اشتعال تراكمي (HCCI) كاهش شديد آلاينده NOx و PM همزمان با افزايش راندمان و كاهش مصرف سوخت است. با اين وجود به علت بازه كاري محدود و نبود راه هاي معين براي كنترل زمان شروع احتراق كاربردهاي اين موتورها محدود مانده است. در اين مطالعه از يك موتور تك سيلندر ديزل با نسبت تراكم 19,3 براي احتراق در حالت HCCI استفاده شده است. بازه كاري در اين مطالعه براساس λ و EGR تعريف شده است. در يك موتور HCCI براي مقادير ثابت نسبت تراكم، دور موتور ، دما و فشار دماي هواي ورودي ميتوان با تغيير ميزان λ و EGR به مقدار توان مورد نياز دست يافت. كليه آزمون ها در دماي هواي ورودي 75 درجه سانتيگراد و فشار ورودي 137 كيلوپاسكال و دور rpm 1600 انجام گرفته است. درصد گازهاي پرخوران (EGR) هم در آزمون ها از صفر تا 41 درصد متغير بوده است. در آزمون ها در هر EGR ثابت مقدار لامبدا از حالت كوبش تا حالت بدسوزي جاروب شده است. نتايج نشان داد با استفاده از EGR مي توان بازه كاري موتور HCCI را تا بارهاي متوسط (imep = 5. 4 bar) افزايش داد. در يك مقدار EGR ثابت با افزايش مقدار λ مقادير HC و CO افزايش يافت. روند كلي كاهش HC و CO با افزايش EGR به علت ماهيت مخلوط است كه با افزايش EGR به سمت استوكيومتريك مي رود. ولي EGR به خودي خود باعث افزايش اين آلاينده ها مي گردد.

Operating an engine with homogeneous charge compression ignition (HCCI) technique is a promising technique to lower NOx and PM emissions of engines while achieving high efficiency and lower fuel consumption. Nevertheless, applications for HCCI are still limited due to the absence of a definite means to control ignition timing and narrow operating region. A single cylinder diesel engine with compression ratio of 19.3 has been used for running in HCCI mode. The operating region in this study was defined based on λ and EGR. For fixed values of compression ratio, intake temperature and engine speed, demand for a particular engine output can be met by varying combinations of λ and EGR. All experimental tests have been done in intake temperature of 75oC, exhaust pressure of 137 kPa and engine speed of 1600 rpm. Amount of EGR varied from 0 to 41 percent in tests. The results indicated that EGR can expand the HCCI operating regions into part loads (imep = 5.4 bar). At any constant EGR line, HC and CO increased by increasing λ. general trend of lower HC and CO emissions at higher EGR rates is just because of the mixture quality that is near to stoichiometric at higher EGR fractions. EGR itself increased HC and CO emissions as it was expected.