عملکرد موتور تک سیلندر اشتعال جرقه‌ای در حالت ترکیبی‌سوز (بنزین- گاز طبیعی) با سوخت غالب بنزین تحت شرایط استوکیومتری

مزایا و معایب استفاده از بنزین و گاز طبیعی به‌صورت تک‌سوز، از چالش‌های محققان در توسعه موتورهای اشتعال جرقه‌ای است. استفاده از این سوخت‌ها به‌تنهایی مزایا و معایبی را از نظر اقتصادی، ترمودینامیکی، آلایندگی و توسعه‌ای دارند که ترجیح یکی بر دیگری را سخت می‌کند. با این نگاه که استفاده از ترکیب دو سوخت در موتور می‌تواند موجب بهبود در مزایا و کاهش در معایب شود. در کار حاضر ترکیب‌های مختلف 100، 90، 75 و 60% بنزین و مابقی گاز طبیعی، نامگذاری شده به‌صورت g100، g90، g75 و g60 در یک موتور تک سیلندر پژوهشی si در سرعت rpm1800، نسبت تراکم 9 و نسبت هم‌ارزی استوکیومتری بررسی شد. پس از اخذ داده‌های تجربی درون سیکلی (p‐θ) در ترکیب‌ها و آوانس‌های مختلف جرقه و پردازش آنها داده ‌های تجربی سیکل‌به‌سیکل پشت سر هم استخراج شد و به همراه داده‌های خروجی موتور مورد بررسی قرار گرفت. از بررسی اولیه آوانس بهینه هر ترکیب مشخص، و ترکیب‌ها در آوانس‌های مذکور مقایسه شدند. نتایج نشان دادند که با افزایش کسر جرمی گاز طبیعی در حالت ترکیبی‌سوز مقادیر انحراف‌معیار، σ، ضریب تغییرات، cov مربوط به کاهش قابل توجهی داشت؛ به‌طوری که کاهش σ و cov در g60 نسبت به g100 به ترتیب 51/6 و 49/2% بود. با کاهش حضور بنزین در ترکیب مقادیر آلاینده‌های co2، nox و hc، به جز g90 که در آن hc و nox بیشترین بود، کاهش یافت و مقادیر co در g90 به کمترین مقدار تقلیل یافت. همچنین در شرایط پژوهش از ترکیب g90 عملکرد رضایت ‌بخشی مشاهده نشد.

Single-Cylinder SI Engine Performance in Dual-Fuel (Gasoline-NG) Mode with Gasoline Dominant Fuel under Stoichiometric Conditions

The advantages and disadvantages of using gasoline and NG as singlefuel is a challenge for researchers in development of SI engines. Singular utilization of these fuels results in some advantages and disadvantages from economics, thermodynamics, pollution and development aspects and make it difficult to prefer one to the other. Assuming that using combination of the fuels can modify the output results, in the present research, different combinations of 100, 90, 75 and 60% gasoline and the rest of natural gas, designated as G100, G90, G75 and G60, were investigated in a SI singlecylinder engine at running at 1800rpm, 9 compression ratio and stoichiometric equivalence ratio. After collecting and processing incylinder experimental data in the combinations and different spark advances and their experimental data processing, consecutive cycletocycle data were extracted and analyzed with engine output data. First, optimum spark advance of each combination was determined and then, the combinations were compared at their spark advances. The results revealed that increasing natural gas fraction in combination causes substantial reductions in standard deviation, sigma;, and coefficient of variation, COV of IMEP, so that sigma; and COV of G60 reduced by 51.6% and 49.2%, respectively, in comparison with G100. Reducing the gasoline presence in combination, the amount of CO2, NOx and HC reduced except G90 which have the higher HC and NOx, whereas, CO amount in G90 decreased to the lowest level. Also, no satisfactory performance was observed in the G90 combination.