مطالعه بر روي واكنش هاي شيميايي در شرايط احتراق كوبشي در موتورهاي HCCI

An investigation on chemical reactions at knocking conditions in the HCCI engines

موتور اشتعال تراكمي بار همگن (HCCI) نسل جديدي از موتورهاي احتراق داخلي مي باشد. در بارهاي بالاي موتور، بدليل وجود مخلوط غني در محفظه احتراق، نرخ آزاد سازي انرژي افزايش يافته و باعث بروز پديده كوبش ميشود. در اين مطالعه با بكارگيري يك مدل ترموديناميكي چند منطقه اي به مطالعه بر روي احتراق در فاز كوبش از ديدگاه سينتيك شيميايي پرداخته شده است. به منظور شناسايي مرز بين دو فاز احتراق عادي و كوبش از رابطه شدت نوسان (RI) استفاده شده است. با مقايسه گونه هاي توليد شده در دو فاز احتراقي، مشاهده مي شود كه عليرغم غني بودن مخلوط سوخت و هوا در آزمايش فاز كوبش، نرخ توليد گونه هاي H2O2 و HO2 در فاز احتراق عادي بيشتر از فاز كوبش مي باشد. در حالي كه نرخ توليد راديكال OH در فاز كوبش بيشتر از فاز عادي مي باشد. نتايج به دست آمده نشان مي دهند كه در فاز كوبش نرخ پيشروي بيشتر واكنش ها در مقايسه با فاز احتراق نرمال بطور قابل توجهي بالا مي باشد كه همين امر سبب احتراق سريع مي شود. واكنش هايي كه منجر به توليد گونه هاي H2O2 و HO2 مي شوند، در فاز احتراق كوبش داراي نرخ پايين تري نسبت به احتراق در فاز نرمال هستند.

Homogeneous charge compression ignition engines (HCCI) are the new type of internal combustion engines. At engine high loads due to rich in-cylinder charge, the heat release rate increases and leads to knocking combustion phenomenon. The main purpose of the current study is investigation on knocking combustion by applying a thermodynamic multi zone model coupled to a semi-detailed chemical kinetics mechanism. In order to identify the boundary between knocking and normal combustion, ringing intensity (RI) correlation has been used. Comparison between in-cylinder species traces in the production rates of H2O2 and HO2 at normal combustion mode are more than their production rates at knocking mode. However production rate of OH in the knocking mode is more than that of the normal mode. In knocking mode the progress rate of many of reactions are higher than that of normal combustion mode that leads to a rapid combustion. Additionally, rates of reactions that produce H2O2 and HO2, are lower than their rate during normal combustion mode.