بررسی تجربی تأثیر تغییرات آوانس جرقه بر میزان گازهای مضر خروجی موتور گاز سوز XU7/JPL3

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشیار، پژوهشگاه هوافضا،تهران، ایران

2 کارشناسی ارشد، دانشگاه آزاد اسلامی واحد دزفول،دزفول، ایران

چکیده

موتورهای احتراق داخلی جرقه‌ای نسبت به زمان جرقه‌زنی حساس هستند. زمان بهینه جرقه‌زنی به سرعت و بار موتور و حتی نوع سوخت وابسته است. اگر به هر دلیلی این زمان دست‌کاری شود، روی عملکرد و محصولات احتراق موتور و در نتیجه میزان تولید آلاینده‌ها تاثیر می‌گذارد. با توجه به بحران جهانی سوخت و لزوم استفاده از موتورهایی با کارایی بالاتر و مصرف سوخت کمتر راهکارهای متنوعی جهت کاهش مصرف سوخت و افزایش کارایی موتورهای احتراق داخلی ارائه شده است. از آنجا که موتور XU7/JPL3 محصول شرکت پژو دوّمین موتور پرتیراژ داخلی سازی شده کشور می‌باشد، این موتور به عنوان موتور مورد مطالعه در این تحقیق انتخاب شده است. بررسی نتایج آزمون تمام‌بار نشان می‌دهد که افزایش آوانس جرقه تا یک حد معین نسبت به حالت بنزینی باعث افزایش نسبی توان و افزایش میزان آلاینده اکسیدهای نیتروژن می‌شود. نتایج آزمون نیمه‌بار بیانگر این موضوع است که افزایش مقدار آوانس جرقه موجب کاهش مصرف سوخت ویژه ترمزی و افزایش آلاینده‌های هیدروکربن و اکسیدهای نیتروژن شده است، در حالی که بر روی آلاینده منواکسیدکربن تاثیر ندارد. مقادیر بهینه آوانس جرقه در حالت تمام‌بار و نیمه‌بار در شرایط گازسوز پیشنهاد شده است.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Experimental Investigation of Spark Advance of XU7/JPL3 Engine on Exhaust Gas Emissions

نویسندگان [English]

  • s.arash s. shams taleghani 1
  • Daryosh Roshani 2
1 Associate Professor, Aerospace Research Institute, Tehran, Iran
2 Master's degree, Islamic Azad University, Dezful branch, Dezful, Iran
چکیده [English]

Spark-ignition internal combustion engines are sensitive to ignition time. The optimum ignition timing depends on speed, engine load and even fuel type. If this time is manipulated for any reason, it affccts on engine performance and combustion products and consequently the amount of pollutants. Due to the fuel crisis and the need to use engines with higher performance and lower fuel consumption, various strategies for reducing fuel consumption and increasing efficiency of internal combustion engines are presented.‌ Since the XU7/JPL3, made by Peugeot, is the second high production engine in Iran, it has been selected in this investigation. The test results in full load condition show the ignition advance increment to a certain extent, increases power and NOx emissions relative to gasoline mode. The half load results indicate that the increment of the ignition advance angle reduces the brake specific fuel consumption, and NOx and HC emissions, whereas does not have any effect on CO emissions. Optimum amounts of the ignition advance in half and full load conditions have been presented for the gas engine.

کلیدواژه‌ها [English]

  • NOx
  • HC
  • CO
  • Ignition advance
  • Internal combustion engine

Smiley face

مراجع

  1. Ebrahimi, R. “Experimental Study on the Auto Ignition in HCCI Engine”, Ph.D. Thesis, Universite de Valenciennes et du Hainaut-Cambresis, France, 2006.
  2. Mercier, M. “Contribution to the Study of the Behavior of a Spark Ignition Engine Fueled with Groningen Natural Gas”, Ph.D. Thesis, Universite de Valenciennes et du Hainaut Cambresis (UVHC), 2006.
  3. Vatani, A., Habibi, M., and Amin Naji, M. “Comparison CNG with Other Fuels and Emissions of CNG-Burning Vehicles”, 2th International Conference and Exhibition on CNG, Tehran, Iran, 2009. (In Persian)
  4. Putkrabek, W.W. “Engineering Fundamentals of the Internal Combustion Engine”, 2nd Edition, Prentice Hall, 1997.
  5. Evans, R.L. and Blaszczyk, J.A. “Comparative Study of the Performance and Exhaust Emissions of a Spark Ignition Engine Fuelled by Natural Gas and Gasoline”, P I MECH ENG D-J AUT. Vol. 211, pp. 39-47, 1997.
  6. Raine, R.R. and Jones, G.M. “Comparison of Temperatures Measured in Natural Gas and Gasoline Fuelled Engines”, SAE Paper 901503, 1990.
  7. Gupta, M., Bell, S.R., and Tillman, S.T. “An Investigation of Lean Combustion in a Natural Gas-Fueled Spark Ignited Engine”, J ENERG RESOUR-ASME. 118, Issue 2, pp. 145-165, 1996.
  8. Larsen, J.F. and Wallace, J.S. “Comparison of Emissions and Efficiency of a Turbocharged Lean-Burn Natural Gas and Hythane-Fueled Engine”, J ENG GAS TURB POWER. Vol. 119, pp. 218-226, 1997.
  9. Aslam, M.U., Masjuki, H.H., Kalam, M.A., Abdesselam, H., Mahlia, T.M.I., and Amalina, M.A. “An Experimental Investigation of CNG as an Alternative Fuel for a Retrofitted Gasoline Vehicle”, Fuel Vol. 85, pp. 717-724, 2006.
  10. Haghgooie, M. “The Effect of Fuel Octane Number and Inlet Air Temperature on Knock Characteristics of a Single Cylinder Engine”, SAE Paper 902134, 1990.
  11. Warren, C.C. and Mencik, D. “Correction of Borderline Detonation Spark Advance for Engine Inlet Air Temperature”, Ford SRM Vol. 4, No. 2, pp. 85-19, 1985.
  12. Ommi, F., Farhang, K., and Shafiei Sabet, A. “Experimental Investigation of the Combustion of a Spark Ignition Engine, with Gasoline-Ethanol-MTBE Blends as Fuel, to Reduce Fuel Consumption and Pollutants”, The Journal of Engine Research, Issue 16, 2010. (In Persian)
  13. Amaya, A.F.D., Torres, A.G.D., and Acosta, D.A. “Control of Emissions in an Internal Combustion Engine: First Approach for Sustainable Design”, Int J Interact Des Manuf. Vol. 10, pp.275–289, 2016.
  14. Han, S.B. “Cycle-to-Cycle Variations Under Cylinder-Pressure-Based Combustion Analysis in Spark Ignition Engines”, KSME INT J. Vol. 14, pp. 1151–1158, 2000.
  15. Duque Amaya, A.F., Díaz Torres, A.G., and Acosta Maya, D.A. “First and Second Thermodynamic Law Analyses Applied to Spark Ignition Engines Modelling and Emissions Prediction”, Int J Interact Des Manuf. Vol. 10, pp. 401–415, 2016.
  16. Anetor, L., Osakue, E.E., and Odetunde, C. “Parametric Studies of Some Operating Variables on Spark-Ignition Engine Performance”, ARAB J SCI ENG. Vol. 42, pp. 2141–2156, 2017.
  17. Joshi, A.S. “Effect of Spark Advance and Fuel on Knocking Tendency of Spark Ignited Engine”, Open Access Master's Report, Michigan Technological University, 2017.
  18. Eriksson, L. “Spark Advance Modeling and Control, Link¨oping Studies in Science and Technology”, Dissertations No. 580, 1999.
  19. Papagiannakis, R.G., Rakopoulos, D.C., and Rakopoulos, C.D. “Theoretical Study of the Effects of Spark Timing on the Performance and Emissions of a Light-Duty Spark Ignited Engine Running Under Either Gasoline or Ethanol or Butanol Fuel Operating Modes”, Energies Vol.10, No.8, 2017.
  20. Sens, M., Günther, M., Medicke, M., and Walther, U., “Developing a Spark-Ignition Engine with 45 % Efficiency”, MTZ Worldwide Vol. 81, pp. 46–51, 2020.
  21. Wang, L., Wang, J., Tan, X., Fang, C., “Analysis of NOx Pollution Characteristics in the Atmospheric Environment in Changchun City Atmosphere”, Atmosphere Vol. 11, Issue 1, 2019.
مکانیک سیالات و آیرودینامیک
دوره 11، شماره 2 - شماره پیاپی 30
پاییز و زمستان 1401
اسفند 1401
صفحه 103-111

فایل ها

سابقه مقاله

  • تاریخ دریافت: 17 تیر 1401
  • تاریخ بازنگری: 25 دی 1401
  • تاریخ پذیرش: 07 بهمن 1401
  • تاریخ انتشار: 11 اسفند 1401

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار