بررسی عددی اثرات متغیرهای نسبت تراکم، زمان جرقه زنی و نقشه کار توربوشارژر بر پارامترهای عملکردی و آلایندگی موتور دیزل تبدیل شده به CNG

افزایش قیمت سوخت و مقررات سختگیرانه آلایندگی، تقاضای زیادی را برای توسعه موتورهای جدید با بازده بالا و آلایندگی کم ایجاد کرده است. این تحقیق با تمرکز بر اثر متغیرهای نسبت تراکم، زمان جرقه زنی، و نقشه توربوشارژر بر پارامترهای عملکردی و آلایندگی به شبیه سازی موتور دیزل ۴ سیلندر توربوشارژ برای تبدیل به موتور CNG با استفاده از نرم افزار تک بعدی جی تی پاور پرداخته است. با استفاده از نتایج حاصل از آزمون های تجربی اقدام به صحه گذاری نتایج خروجی از مدل دیزل شبیه سازی شده گردید. سپس مدل شبیه سازی شده به موتور CNG تبدیل گردید. پس از تبدیل، اثر پارامترهای کلیدی نسبت تراکم (۱۱:۱ تا ۱۴:۱)، زمان جرقه زنی (۱۳ تا ۲۱ درجه میل لنگ قبل از نقطه مرگ بالا) و تغییر نقشه توربوشارژر (نقشه های ۱ تا ۵) به عنوان متغیرهای مستقل بر پارامترهای عملکردی و آلایندگی اگزوز (متغیرهای وابسته) موتور CNG بررسی گردید. تعداد ۴۵ مدل در ۱۱ سرعت مختلف شبیه سازی شدند. نتایج صحه گذاری نشان داد که توان و گشتاور ترمزی موتور دیزل شبیه سازی شده در مقایسه با داده های تجربی، دارای خطای کمتر از ۱ درصد در اکثریت نقاط و در موارد محدود بین ۳ تا ۵ درصد می باشد. نتایج نشان داد که بیشترین مقادیر پارامترهای عملکردی (BMEP و گشتاور ترمزی) و کمترین مقادیر آلاینده های اگزوز (NOx، CO، CO۲ و HC) مربوط به مدل با زمان جرقه زنی ۱۳ درجه میل لنگ قبل از نقطه مرگ بالا بود. میزان انتشار NOx، CO۲ و CO موتور CNG تبدیل شده به ترتیب ۶۰%، ۵۰% و ۴۰% کمتر از میزان انتشار موتور دیزل پایه بود. اگرچه میزان انتشار HC موتور تبدیل شده بیشتر از موتور دیزل پایه بوده است. بهترین عملکرد موتور CNG تبدیل شده در مدل با نسبت تراکم ۱۴:۱، زمان جرقه زنی ۱۳ درجه میل لنگ قبل از نقطه مرگ بالا و نقشه ۴ توربوشارژر به دست آمد.

کلیدواژه ها:

آلایندگی ، سوخت ، گاز طبیعی ، عملکرد ، CNG ، موتور تبدیلی