四冲程柴油机年代表面点火使用乙醇

G.TAMIZHARASI¹和S.KATHIRESAN²

助理教授,Departmentment电子和仪器,Bharath大学,钦奈
机械工程教授,Departmentment Karpaga Vinayaga Engg学院和科技,钦奈

文摘

本研究的目的找到策略使用更多的水与乙醇添加柴油发动机。为了完成目标,进行实验调查使用单缸柴油机配备电热塞在燃烧室缸头。性能和排放特性进行了研究和比较基础引擎。这个概念不仅是有效降低烟密度和燃料消耗也在提高发动机输出功率。引擎的修改等方式进行预燃烧室设计的发动机头部提供电热塞了燃烧室。乙醇是一种生物可再生能源和含氧燃料,从而可能减少柴油机的排放点并提供生命周期减少二氧化碳。这导致减少臭氧损耗有几项研究报告改善使用乙醇燃料的发动机的性能和排放。这让我们在柴油机使用乙醇作为唯一的燃料。甚至很多领域的研究完成了乙醇作为替代燃料,这种燃料的商业化不是在印度汽车场景中实现。这主要是因为安装充气站和遇到的问题在发动机使用乙醇作为燃料。 The problem such a starting trouble Aldehyde emission coming out from the engine and the stringent norms followed by the government for the use of ethanol. Our project aims to overcome these problems and recommend the possible solutions.

介绍

显然越来越受欢迎的轻型柴油机替代燃料,如醇、必须适用于柴油燃烧如果他们做出显著贡献,以代替petroleumbased燃料。虽然完全取代柴油醇是非常困难的,增加利益出现了使用醇类,尤其是低醇(甲醇和乙醇)与不同数量和不同的技术在柴油发动机作为近年来双燃料运行。

乙醇是一种可再生燃料从不同的农产品生产。ethanol-Diesel乳液技术是一种技术在柴油发动机使用乙醇。这种技术的最重要的优点是能够使用乙醇柴油发动机没有任何修改。

是以石油为基础的燃料价格的增长,政府规定严格的废气排放和未来全球石油储备的耗竭鼓励研究寻找替代燃料。乙醇对柴油机替代燃料。基于生物量的可再生燃料,提供了降低生命周期减少二氧化碳,它显示了一个重要的点。最近,经济也变得更加有利的生产乙醇和它能够与标准的柴油燃料竞争。研究中使用乙醇柴油发动机自1970年代以来一直在持续。的初步调查关注的是减少烟雾和排气中的微粒含量。乙醇柴油燃料之外的结果在不同的柴油理化变化特性,特别是数量减少十六烷、粘度和热值。因此,不同的技术涉及alcohol-Diesel双燃料运行开发使柴油机技术兼容的特性基于乙醇燃料。研究使用乙醇柴油发动机可以分为四个技术。这些alcohol-Diesel混合燃料(燃料的混合物注入之前),酒精熏蒸(增加酒精摄入的空气,alcohol-Diesel燃料乳液(使用乳化剂混合燃料,以防止分离)和双注入(单独为每个燃料喷射系统)。

同时添加乙醇柴油十六烷降低数字,高热值、芳烃馏分和运动学粘度的乙醇柴油混合燃料和蒸馏温度变化。用于保持的添加剂混合均匀,稳定,和一个点火剂,可提高十六烷的混合,对相关的物理化学性质有有利影响点火和燃烧的混合10%和30%乙醇的体积。乙醇是一种很有前途的含氧燃料。纯乙醇与十六烷剂等添加剂可以大大降低微粒。在早期阶段,可怜的燃油经济性和低可燃性是主要的障碍在柴油机上应用乙醇燃料。自1990年代末以来,乙醇柴油混合燃料用于重型和轻型柴油发动机为了修改他们的排放特性。作为替代燃料,乙基汞和甲基醇脱颖而出,因为批量生产的可行性从充足的原材料。在目前的工作,乙醇作为唯一的燃料,在标准和低排热(LHR)柴油发动机采用三种不同的方法。在第一种方法,使用乙醇作为唯一的燃料在的LHR引擎与普通金属电热塞和第二种方法火花塞援助用于启动燃烧。第三种方法,使用乙醇作为唯一的燃料在一个LHR引擎和陶瓷电热塞用于启动燃烧。

发动机性能和排放测试上述三种方法的100%乙醇操作在标准和LHR柴油机和结果比较。火花塞辅助乙醇操作的LHR引擎给制动热效率最高的和最低的排放。

醇的范围

正如前面说的醇是最丰富的,有前途的替代化石燃料。这些醇可以随时由非石油资源的数量。甲醇或甲醇可以由煤,相对丰富的化石燃料。可以生产乙醇或乙醇发酵的碳水化合物是自然发生的在一些植物如甘蔗、土豆、玉米等,因此这些燃料可以是由高度可靠和持久的原料来源。因为乙醇和甲醇有更高的自我点火温度与现有的传统燃料相比,我们需要开发一个高强度的火花点燃这些燃料,现有的火花塞做开发必要的温度点燃燃料,因此我们去催化插头。

双燃料系统

熏蒸

•增加二次燃料进入的空气

•取代多达50%的柴油需求

双注入

•单独为每个燃料喷射系统与控制

•取代90%的柴油发动机的需求

混合燃料

•混合燃料注入之前

•取代25%的柴油发动机的需求

燃油乳化

•使用乳化剂混合燃料

•取代25%的柴油发动机的需求

乙醇燃料

乙醇的应用

•汽油混合(5 - 10%)

•柴油混合(E-diesel)

乙醇的特征

•体积能量低

•高辛烷值

•增加引擎的效率和性能

环境特征

•生产“再生能源”

•减少温室气体排放

预燃室

在CI引擎,燃烧提供了空间两个部分即预燃室和主燃烧室。预燃室总是位于汽缸。主燃烧室活塞和汽缸之间的封闭。孔互连两个燃烧室。预燃室是建立在各种形状和相对大小。预燃室体积大约是30到燃烧室总数的40%。

缸在压缩,空气进入预燃室。压缩,年底整个燃料预燃室注入。热空气点燃燃料。在这个室开始燃烧。压力上升。上升的压力预燃室燃烧的产品,在主燃烧室和点燃燃料主要燃烧。

在预燃烧室注入和动力冲程

预燃室(是一个辅助室thecylinder的顶部。它连接到主燃烧室restrictedthroat或通道。预燃室条件下燃料finalcombustion的缸。活塞顶的镂空部分,Causesturbulence在主燃烧室,燃料进入从Precombustionchamber援助与空气混合。以下流程arehappens预燃室:

•在压缩冲程的发动机,空气被迫Precombustionchamber,因为空气被压缩,它是热的。在开始注入,预燃室包含adefinite空气的体积。

•注射开始时,燃烧Pre-combustionchamber开始。燃料的燃烧,结合restrictedpassage主燃烧室,创建一个tremendousamount燃烧室的压力。燃油压力和燃烧导致过热设有进入maincombustion室在高速度。

•进入混合物的镂空活塞顶部,creatingturbulence fuelcharge混合室,以确保完整的空气。这种基因混合甚至completescombustion。

乙醇的性质

化学公式——C2H5OH

分子量- 46

密度为15.5°c - 789 kg / m3

沸点- 78°C

热值- 27700 kJ /公斤

汽化潜热- 855 kJ /公斤

自燃温度- 366°C

十六烷- 8号

辛烷值- 111

化学计量/ F值- 9.0

乙醇的合成

碳- 52%重量

氢- 13%按重量

氧- 35%按重量

比较的燃料性质:

引擎修改

要求在内燃发动机燃烧乙醇

1。引擎需要预热塞设置点燃乙醇,因为乙醇辛烷值高。

2。重要的是要确保正确airfuel混合物承认燃烧室,所以我们可以使用一个简单的化油器促进适当的燃料混合物。

3所示。如果我们想使用化油器需要适当的空气校正系统将确保适当的进气歧管真空压力,所以燃料化油器子槽将举起气道与空气混合物。

4所示。引擎需要适当的温度应该保持在燃烧室内部因为乙醇燃料高温蒸发(78.9 C)这是一个浓缩的燃料在燃烧室的可能性。

5。作为燃料的蒸发温度较高,将压缩进气总管本身主要是在寒冷的气候条件。这可能需要一个歧管加热器,它可以用在这样的气候条件。

6。我们可以采取一个简单的四冲程汽油发动机项目,但它需要压缩比(16.1)为了保持高温。使燃料适当的混合促进容易捕捉的燃料。

发动机的选择

选择引擎是非常重要的考虑属性的乙醇燃料少修改范围比在引擎是很重要的有一个乙醇蒸发温度高是需要保持良好,因为它需要一个引擎比率比较比率超过16:1

乙醇的辛烷值高,是不容易的汽车点燃乙醇通过压缩点火,所以它需要一个加烃SI引擎压缩比为16.1。一般来说我们没有SI引擎压缩比为16.1。所以CI引擎选择使用所需的压缩比,进一步转化为SI引擎做必要的修改。

启动点火火花点火电路获得和提供多余的燃料中的各种飞机使用化油器。发动机有一个peperpot类型预燃室和两个出口孔和预燃室和两个出口孔,预燃烧室位于外位于出口孔的边缘。

表面- CI发动机点火酒精

表面火花塞安装在酒精刺激直接喷射柴油机图中可以看到系统的基本概念如下。

一块绝缘体材料,伤口的几缕电热丝固定在电线上运行的燃烧室的脸暴露在气体。喷油器位于这样一个喷淋头的影响在这个表面的一部分。点火启动。燃烧室,汽缸,是由相对狭窄,这样燃烧蔓延速度很快的休息空间。

由于燃料燃烧在绝缘子表面的一部分,从板头损失较低,表面经过一些分钟的操作达到温度足以启动点火不借助外部的电力供应。发动机被发现乙醇与柴油相比性能上运行平稳操作。发动机运转更平稳更低的速度比更高的速度。

所选发动机汽缸进气总管,排气歧管,发动机缸盖水套,修改等方式进行预燃室设计引擎的头和电热塞提供了预燃室。

表面点火时间

雷竞技网页版表面接触角,因此点火,点火几何和压缩比的函数。催化地——辅助点火内燃机有两个不同的阶段。第一阶段是新鲜的催化氧化混合物进入预燃室。提供上述催化剂表面点火温度对于一个给定的燃料,这就开始新鲜,residualgas之间的界面接触催化剂从之前的周期。雷竞技网页版第二阶段是积累的未燃的混合物的自燃的情况下,控制的曲柄角新鲜混合接触催化剂可以设置点火正时。雷竞技网页版

实验装置

结果与讨论

进行实验,得到的结果与在这一节中讨论。

性能:

燃油消耗率:-

制动热效率:-

结论

详细的实验分析,发现乙醇与基地相比,柴油的排放特性。这个调查的实验结果总结如下:

•总燃料消耗量随着制动功率的增加而增加。交通对柴油低于乙醇。因为乙醇的热值较低的柴油。交通基础柴油小于SI +乙醇。

•可以看出效率的引擎发动机SI +柴油高于柴油的增加比例的热效率比柴油机热效率低硅+乙醇这也是由于低热值的乙醇。

•发动机发现乙醇与柴油相比性能上运行平稳操作。发动机运转更平稳更低的速度比更高的速度。

•未燃的HC的排放与SI引擎+乙醇柴油31.67%低于基地。和基础引擎,HC排放逐渐令人沮丧。基础引擎和SI +乙醇有更高的HC排放,因为不完全燃烧。

•CO排放低硅+柴油相比柴油约22.2%。公司是SI +柴油逐渐减少。这是由于SI +乙醇燃料的氧含量高于基础引擎,所以它将与碳氢化合物和更好的燃烧反应容易发生。

•乙醇减少了氮氧化物的形成,因为它可以吸收热量燃烧期间由于其高汽化潜热。所以它减少了燃烧温度峰值。

引用

沉思可以,*,_IsmetC_Elikten b, NazamUsta c,“乙醇添加对性能和排放的影响间接注入涡轮增压柴油机运行在不同注入压力”,能量转换和管理45 (2004)2429 - 2440。
鲍里索夫嗜,Zamanskii V.M., Konnov A.A., Lisyanski V.V., Rusakov S.A. and Skachkov G.G.I (1992), ‘A mechanism of high temperature ethanol Ignition’, Sov. J. Mchem. Phys., Vol. 9 pp.2527-2537. 3. Cherry M. (1992), “Catalytic-compression timed ignition”, US patent 5, 109, 817.
A.N.帕瓦尔,b . n条线上调查低排热的柴油机性能的影响与改变注入时机”。
萨达姆政权Chan和·豪尔”的影响热障涂层活塞顶Engnie特性”,JMEPEG (2000) 9; 103 - 109。

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