17482

17482

بررسي عددي تاثير افزودني ستاني در موتور اشتعال تراكمي با واكنش پذيري كنترل شده(RCCI)

كارشناسي ارشد

قواي محركه

دي ماه 1395

دكتر اميرحسن كاكايي

خودرو

چكيده با توجه به خطرات افزايش آلايندگي در شهر¬هاي بزرگ و همچنين محدود بودن سوخت¬هاي فسيلي، احتراقي تميز و با بازده بالا در موتور¬هاي احتراق داخلي ضروري مي¬باشد. بين موتور¬هاي احتراق داخلي، موتور اشتعال تركمي از بازده بالايي برخوردار است، اما با توجه به ميزان آلايندگي بالاي آن، كمتر مورد استفاده قرار گرفته است. ايده موتور اشتعال تركمي با واكنش پذيري كنترل شده(RCCI)، احتراقي با آلايندگي پايين و بازده بالا را به ما مي¬دهد. موتور RCCI يك فناوري احتراق دو سوخته مي¬باشد، بدين ترتيب كه سوخت با واكنش پذيري پايين را به صورت پيش¬آميخته و سوخت با واكنش پذيري پايين را به صورت پاشش مستقيم، وارد سيلندر مي¬كند. يكي از معايب اين ايده نياز به دو منبع سوخت مي¬باشد. براي رفع اين مشكل مي¬توان از يك سوخت با واكنش پذيري كم به عنوان سوخت پايه استفاده كرد و براي محيا كردن سوخت با واكنش پذيري بالا از همان سوخت به علاوه¬ي مقدار كمي از افزودني ستاني، استفاده كرد. در اين راستا تحقيق بنده در مورد تاثير افزودني ستاني در موتور RCCI، با استفاده از افزودني ستاني مي¬باشد. هدف از اين تحقيق اين است كه با افزودن مقدار كمي از افزودني ستاني در سوخت پاشش مستقيم، رفتار موتور RCCI را بررسي كنيم. در اين تحقيق نشان داديم كه با افزودن مقدار كمي از افزودني ستاني به سوخت ايزوبوتانول، مي¬توان سوختي مشابه سوخت ديزل توليد كرد، كه بتواند نقش سوخت با واكنش پذيري بالا را، در موتور RCCI به خوبي ايفا كند. همچنين با تغيير در مقدار افزودني ستاني رفتار موتور را بررسي شد و مشاهده شد كه با كم كردن درصد افزودني ستاني احتراق كمتر ديرتر انجام شده و ناقص مي¬باشد. درصد افزودني براي احتراق مناسب 20% مي¬باشد. نشان داديم كه مدل شبيه¬سازي شده حساسيت بالايي به مقدار افزودني ستاني DTBP از 15% به پايين دارد. در اين تحقيق براي يافتن زاويه پاشش مناسب، سه زاويه پاشش 0، 45 و 5/72 بررسي شد و با مقايسه نتايج، متوجه شديم كه نتايج زاويه پاشش 45 درجه به نتايج تحقيقات پيشين نزديك¬تر است. همچنين با تغيير در دماي اوليه موتور مشاهده شد كه، براي مدل ايزوبوتانول و افزودني ستاني حساسيت به اين پارامتر بالاست. به نحوي كه اگر دماي اوليه 355 را، دماي مناسبي فرض كنيم، با افزايش 10 درجه¬اي دماي اوليه پديده ناك اتفاق مي¬افتد و در با كاهش 10 درجه¬اي دماي اوليه احتراق انجام نمي¬شود. اين مسئله نشان مي¬دهد كه براي بررسي دقيق¬تر ميزان تغييرات بايد كوچك¬تر از 10 درجه باشد. واژه‌هاي كليدي: موتور RCCI، افزودني ستاني، سوخت ايزوبوتانول، واكنش پذيري، DTBP

1396/03/27

1/1/1900 12:00:00 AM

Abstract: Due to environmental concern and limitation of fossil fuels, reaching efficient and clean combustion for internal combustion (IC) engines is more important than ever. Compression ignition engines are the most efficient inernal combustion engines but because of their high level of emissions, they need to be further developed. Over last two decades, many researchers are investigating methods to meet in-cylinder emission regulations. Many current combustion strategies can be consider as premixed low temperature combustion (LTC). One of these methods is Reactivity Controled Comperation Ignition (RCCI). This consept offer a highly efficient and clean combustion. In this strategy, a low reactivity fuel, such as gasoline, is premixed via port fuel injection (PFI) and a high reactivity fuel, such as diesel fuel, is direct-injected (DI) at multiple times during the compression stroke. One of the disadvantages of this strategy is necessity of using tow fuel tanks. This issue is more important in transportation sector. To solve this problem, we can use a single low reactivity fuel as the premixed fuel and the same fuel blended with a small amount of cetane improver as the DI high reactivity fuel to achieve RCCI combustion. DTBP and 2-ethylhexyl nitrate (EHN) are two of the most widely used cetane improvers in IC engine research. In this study we use isobutanol in port injection and this fuel with small amont of Di-tert-butyl-peroxide in direct injection. We demonstrate that isobutanol with small amont of DTBP behave like diesel fuel. Also we find out that RCCI combustion is sensitive to initial temperature and DTBP percentage. Keywords: RCCI Engine, Cetan Improver, isobutanol fuel, Reactivity, DTBP