An Experimental Analysis of the Knock Response of Different Stoichiometric Mixtures of Gasoline-Natural Gas to Various Engine ‎Speeds

Subject Areas : International Journal of Industrial Mathematics

رضا بهراد ¹ (گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه محقق اردبیلی، اردبیل، ایران.)
ابراهیم عبدی اقدم ² (گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه محقق اردبیلی، اردبیل، ایران.)
هادی غائبی ³ (گروه مهندسی مکانیک، دانشگاه محقق اردبیلی، اردبیل، ایران.)

Received: 2019-10-21 Accepted : 2019-12-14 Published : 2023-01-01

Keywords: بنزین, کوبش, گاز طبیعی, ترکیب‌سوز, موتور اشتعال جرقه‌ای,

Abstract :

بنزین به دلیل داشتن دمای اشتعال خود­به­خودی پایین­تر باعث کوبش موتور در نسبت تراکم بالاتر می­شود. گاز طبیعی (NG) عدد اکتان بالاتری دارد و از نظر خواص ضدکوبشی سوخت مناسبی است. با این حال، استفاده از آن به عنوان سوخت موتور منجر به افزایش انتشار برخی از گازهای آلاینده­ی خروجی و کاهش قدرت موتور می شود که دلیل آن کاهش سرعت سوختن و طبیعت گازی سوخت است. استفاده از مخلوط بنزین و NG با سوخت غالب بنزین می­تواند کاهش قدرت موتور را جبران کرده و از وقوع کوبش موتور جلوگیری کند. با در نظر گرفتن این موضوع، در مطالعه حاضر، 4 ترکیب مختلف بنزین و NG شامل 100%، 90%، 80% و 70% بنزین و مابقی NG (به ترتیب GA100، GA90، GA80 و GA70) با استفاده از یک موتور تحقیقاتی SI تک سیلندر با نسبت هم­ارزی 1.0، نسبت تراکم 11، و سرعت موتور 1500، 1800 و 2100 دور در دقیقه به صورت تجربی مورد بررسی قرار گرفت.

References:

 [1] J. Alazemi, J. Andrews, Automotive hydrogen fueling stations: an international Review, Renew Sustain Energy Rev 48 (2015) 483-99.
[2] A. Midilli, I. Dincer, Key strategies of hydrogen energy systems for sustainability, Int. J. Hydrog Energy 32 (2007) 511-24.
[3] C. Fotache, T. Kreutz, C. Law C, Ignition of hydrogen-enriched methane by heated air, Combust Flame 110 (1997) 429-40.
[4] E. Pipitone, G. Genchi, Experimental determination of LPG-gasoline mixtures knock resistance, ASME Journal of Engineering for Gas Turbines and Power (2014).
[5] S. Gan S, HK. Ng, KM. Pang, Homogeneous charge compression ignition (HCCI) combustion: implementation and effects on pollutants in direct injection diesel engines, Appl. Energy 88 (2011) 559-67.

[6] A.	Raei	Tabar,	A.	A.	Hamidi,	H.
Ghadamian,	Experimental	investigation

of CNG and gasoline fuels combination on a 1.7 L bi-fuel turbocharged engine, Int. J. Energy Environ Eng 8 (2017) 37-45.
[7] M. Bahattin Celik, Experimental determination of suitable ethanolgasoline blend rate at high compression ratio for gasoline engine, Applied Thermal Engineering 28 (2008) 396-404.
[8] A. Taghizadeh-Alisaraei, A. Rezaei-Asl,.The effect of added ethanol to diesel fuel on performance, vibration, combustion and knocking of a CI engine, Fuel 185 (2016) 718-733.
[9] O. Obodeh, N. C. Akhere, Experimental study on the effects of kerosene-doped gasoline on gasoline-powered engine performance characteristics, Journal of Petroleum and Gas Engineering 1 (2010) 37-40.
[10] H. Liu, Z. Wang, Y. Long, J. Wang, DualFuel Spark Ignition (DFSI) combustion fuelled with different alcohols and gasoline for fuel efficiency, Fuel 157 (2015) 255-260.
[11] G. tiwari, N. shrivastava, Experimental investigation of ethanol blends with gasoline on SI engine, (2014) 108-114.
[14] S. K. Yekani, E. Abdi Aghdam, F. Sadegh Moghanlou, Experimental Investigation of The Performance Response of A Spark Ignition Engine to Adding Natural Gas to Gasoline in Lean-Burn Condition, International Journal of Industrial Mathematics 11 (2019) 13-21.
[15] H. N. Gupta, Fundamentals of internal combustion engines, PHI Learning Pvt Ltd H (2012).
[16] G. Shu, J. Pan, H. Wei, Analysis of onset and severity of knock in SI engine based on in-cylinder pressure oscillations, Appl Therm Eng 51 (2013) 1297-1306.
[17] E. Ollivier, Contribution a la caracterisation des transferts thermiques dans les moteurs a allumage commande, Application a la detection du cliqueti (2006) PhD thesis ENSTIM of Nantes.
[18] M. Tazerout, B. Leduc, Detection et controle du cliquetis dans les moteurs a gaz de 428 cogeneration, Eur J Mech Eng 44 (2000) 229-233.
[19] C. Rahmouni, G. Brecq, M. Tazerout, O. Le Corre, Knock rating of gaseous fuels in a single cylinder spark ignition engine, Fuel 83 (2004) 327-336.
[20] A. H. Kakaee, M. Momeni Movahed, Evaluation and Development of Methods for Knock Detection Using Cylinder Pressure Data, The Journal of Engine Research 15 (2009).
[21] N. Kawahara, E. Tomita, Y. Sakata, Autoignited kernels during knocking combustion in a spark-ignition engine, Proceedings of the Combustion Institute 31 (2007) 2999-3006.
[22] D. Siano, D. Dagostino, Knock detection in SI engines by using the Discrete Wavelet Transform of the engine block vibrational signals, Energy Procedia 81 (2015) 673-688.
[23] M. Abu-Qudais, Exhaust gas temperature for knock detection and control in spark ignition engine, Energy conversion and management 37 (1996) 1383-1392.
[24] B. Grandin, I. Denbratt, The Effect of Knock on Heat Transfer in SI Engines, SAE Pape 12 (2002) 23-28.
[25] X. Zhen, Y. Zhu, Wang. Y, M. Song, The engine knock analysisAn overview, Applied Energy 92 (2012) 628-636.
[26] F. G. Michael Brunt , R. Christopher, J. Biundo, Gasoline Engine Knock Analysis using Cylinder Pressure Data, SAE TECHNICAL PAPER SERIES 98-106.
[27] D. A. Rothamer, J. H. Jennings, Study of the knocking propensity of 2,5-dimethylfurangasoline and ethanol-gasoline blends, Fuel 13 (2012) 203-212.