بررسی متغیرهای توان و نشر آلاینده‌های احتراقی در موتورهای اشتعال تراکمی با بکارگیری سوخت ترکیبی گاز طبیعی فشرده و دیزل

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری، گروه مهندسی مکانیک بیوسیستم، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد تاکستان، تاکستان، ایران

2 گروه مهندسی بیوسیستم, دانشگاه آزاد اسلامی واحد تاکستان, تاکستان, ایران

3 دانشیار گروه مهندسی مکانیک بیوسیستم، واحد تاکستان، دانشگاه آزاد اسلامی، تاکستان، ایران

چکیده

پژوهش حاضر با هدف بررسی امکان به‌کارگیری سوخت گاز طبیعی فشرده در موتورهای اشتعال تراکمی بدون بهره‌-مندی از سامانه‌ی جرقه‌زنی و مقایسه متغیرهایی نظیر توان خروجی موتور و نیز میزان انتشار آلاینده‌های حاصل از احتراق انجام شده است. بدین منظور از یک موتور چهار سیلندر اشتعال تراکمی با امکان مصرف گاز طبیعی فشرده به عنوان سوخت اصلی و به‌کارگیری سوخت دیزل به عنوان آتش‌زنه استفاده شد آ تمامی آزمون‌های عملکرد و آلایندگی پس از 10 دقیقه کار در جای موتور انجام گرفت و آزمون‌ها در پنج سطح سرعت دورانی 1200، 1400، 1600، 1800 و 2000 دور بر دقیقه و در دو حالت سوخت دیزل تنها و حالت دوگانه سوز (سوخت ترکیبی) در سه تکرار صورت گرفت. بیشترین گشتاور تولیدی موتور در حالت دیزل تنها، در سرعت دورانی 1400 دور در دقیقه 360 نیوتن‌متر بود و بیشترین گشتاور تولیدی این موتور در حالت سوخت ترکیبی 334 نیوتن‌متر در سرعت دورانی 1600 دور در دقیقه بود که این نتایج نشان داد که در حالت سوخت ترکیبی 26 نیوتن‌متر کاهش گشتاور وجود داشت. تولید توان در موتور مورد بررسی در حالت دیزل تنها، 60 کیلووات در سرعت دورانی 2000 دور در دقیقه و برای سوخت ترکیبی 5/58 کیلووات در سرعت دورانی 2000 دور در دقیقه بود. در ضمن با افزایش سرعت دورانی موتور میزان مصرف سوخت دیزل نیز افزایش یافت. طبق نتایج بدست آمده از آزمون‌های آلایندگی، در سرعت دورانی مشخصه‌ی 2000 دور بر دقیقه میزان آلاینده‌های NOX ، HC، CO2 و CO در سامانه‌ی ترکیبی به ترتیب به میزان20، 53، 16 و 86 درصد بیش از سوخت دیزل بود و متغیرهای O2 و دوده در سرعت دورانی مشخصه‌ی 2000 دور بر دقیقه سامانه‌ی ترکیبی به ترتیب 51 و 69 درصد کمتر از سوخت دیزل بود.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Investigation of engine power and emission variables in compression ignition engines using a combination of compressed natural gas and diesel fuel

نویسندگان [English]

  • Yaser Niknam 1
  • Hassan Gholami Pareshkoohi 3
1 Ph.D student, Dept. of Biosystems Engineering, Islamic Azad University, Takestan Branch, Takestan, Iran
3 Dept of Biosystems Engineering. Islamic Azad University, Ttakestan Branch, Takestan, Iran
چکیده [English]

The present study was conducted to investigate the possibility of using compressed natural gas fuel in compression ignition engines without the use of ignition system. For this purpose, a four-cylinder compression-ignition engine with the possibility of using compressed natural gas as the main fuel and diesel fuel as the igniter was used. Performance tests and emission of pollutants were performed at the Engine Research Center of Tabriz Motor Manufacturers Company. All performance and pollution tests were performed after 10 minutes of operation in the engine room and the tests were performed in five levels of rotational speed of 1200, 1400, 1600, 1800 and 2000 rpm and in two modes of single diesel fuel and dual fuel mode (combined fuel) was performed in three replications. The maximum output torque of the engine in single diesel mode was 360 N.m at a rotational speed of 1400 rpm and the maximum output torque of this engine in the combined fuel mode was 334 N.m at a rotational speed of 1600 rpm, which showed that the combined fuel mode had 26 N.m of torque reduction. In addition, with increasing the rotational speed of the engine, the amount of diesel fuel consumption also increased. According to the results of pollution tests, at indicated rotational speed of 2000 rpm, the amount of NOX, HC, CO2 and CO pollutants in the combined system was 20, 53, 16 and 86% more than diesel fuel, respectively, and the variables O2 and soot at indicated rotational speed of 2000 rpm, the combined system was 51% and 69% lower than diesel fuel, respectively. Therefore, by using a hybrid system, there is no significant reduction in engine production capacity and this system can be proposed as an alternative to existing systems, although compared to diesel fuel, hybrid fuel produced more pollutants.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Compression ignition engine
  • compressed natural gas
  • diesel
  • power
  • pollution