پایش زمان‌بندی احتراق گاز طبیعی در موتور تراکمی همگن با افزودن گاز سنتزی با شبیه‌سازی سینتیک شیمیایی

موتورهای اشتعالی تراکمی همگن به علت قابلیت بازدهی حرارتی بزرگ، کاهش شدید آلاینده‌هایی نظیر اکسیدهای نیتروژن (NOx) و کاهش مصرف سوخت در سال‌های اخیر مورد توجه قرار گرفته‌اند. بزرگ‌ترین معضل این موتورها، پایش احتراق است که در محدوده عملکردی باریکی میان ضربه و بدسوزی اتفاق می‌افتد. گاز طبیعی از سوخت‌های پرکاربرد در موتورهای احتراق داخلی است. استفاده از گاز طبیعی در موتورهای تراکمی همگن، به علت تمایل ضعیف آن به خود اشتعالی، دشوار است و درنتیجه در بررسی پایش احتراق باید از روش‌هایی نظیر افزودن گاز سنتزی استفاده کرد. در این مقاله، شبیه‌سازی صفربعدی تک‌ناحیه‌ای به‌طور مستقل برای پیش‌بینی زمان‌بندی احتراق و اثر اضافه کردن گاز سنتزی استفاده شد. این گاز دارای ترکیب متغیری از کربن مونوکسید و هیدروژن است که به عنوان عامل پایش احتراق است. برای صحت‌سنجی از نتایج تجربی حاصل از موتور تک استوانه CFR استفاده شده است. نتایج نشان می‌دهند که افزودن گاز سنتزی و در کنار آن تغییر درصد هیدروژن در ترکیب گاز سنتزی، با تغییر خواص ترمودینامیکی و خواص شیمیایی احتراق، باعث تغییر زمان شروع احتراق می‌گردد و می‌تواند روش مناسبی برای پایش احتراق در موتور HCCI به دست دهد که باعث گسترده شدن محدوده کاری موتور، افزایش بازده و کاهش مصرف سوخت خصوصاً در مخلوط‌های فقیرتر و دمای ورودی خنک‌تر، می‌شود.