مروری بر فناوری های احتراق در موتورهای احتراق داخلی در شرایط استوکیومتری: مقایسه موتورهای SI دوگانه سوز بنزین–گاز طبیعی و سامانه (RDE)

در سال های اخیر، بهبود عملکرد و کاهش آلایندگی موتورهای احتراق داخلی به یکی از مهم ترین چالش های مهندسی انرژی و حمل ونقل تبدیل شده است. در این راستا، استفاده از فناوری های نوین احتراق و سوخت های ترکیبی به عنوان راهکاری موثر برای افزایش بازده و کاهش آلاینده های زیست محیطی مورد توجه قرار گرفته است. هدف از این مطالعه، ارائه یک مرور تحلیلی بر نتایج تحقیقات انجام شده در زمینه عملکرد احتراق و آلایندگی موتورهای احتراق داخلی در شرایط استوکیومتری است. در این پژوهش، نتایج دو مطالعه تجربی بر روی موتورهای اشتعال جرقه ای با سوخت دوگانه بنزین–گاز طبیعی و یک مطالعه عددی بر روی محفظه احتراق موج تراک چرخشی (RDE) مورد بررسی و مقایسه قرار گرفته است. نتایج مطالعات تجربی نشان می دهد که استفاده از مخلوط بنزین و گاز طبیعی در موتورهای SI می تواند عملکرد موتور را در سطح قابل قبول حفظ کرده و در عین حال موجب کاهش قابل توجه آلاینده هایی نظیر CO، HC و Nox شود. همچنین افزایش سهم گاز طبیعی در مخلوط سوخت باعث کاهش تغییرات سیکلی احتراق و بهبود پایداری فرایند احتراق می شود. از سوی دیگر، نتایج شبیه سازی عددی محفظه احتراق RDE در مخلوط استوکیومتری هیدروژن– هوا نشان می دهد که احتراق مبتنی بر موج تراک قادر است با نرخ آزادسازی انرژی بالا و ساختار موج پایدار، عملکرد حرارتی بهتری نسبت به احتراق های متداول ارائه دهد. در مجموع، بررسی نتایج این مطالعات نشان می دهد که استفاده از سوخت های دوگانه در موتورهای SI و توسعه سامانه های احتراق موج تراک چرخشی می تواند نقش مهمی در بهبود عملکرد، افزایش بازده و کاهش آلایندگی موتورهای احتراق داخلی در شرایط استوکیومتری ایفا کند.

کلیدواژه ها:

موتور اشتعال جرقه ای ، سوخت دوگانه بنزین–گاز طبیعی ، احتراق ، آلایندگی موتور ، موتور تراک چرخشی.