بررسی افزودن متانول و اتانول به بنزین بر عملکرد و آلایندگی یک موتور اشتعال جرقه ای

امروزه با توجه به رشد جمعیت، کاهش سطح ذخایر سوخت های فسیلی و پدیده گرمایش جهانی، استفاده از سوخت های جایگزین و ترکیبی در موتور های احتراق داخلی مد نظر قرار گرفته است. در میان انواع افزودنی ها که برای بهبود عملکردی و کاهش آلایندگی موتور های اشتعال جرقه ای مورد استفاده قرار می گیرد الکل ها به ویژه اتانول و متانول از جایگاه ویژه ای برخوردارند. در این پایان نامه به منظور بررسی عملکرد و آلایندگی یک موتور اشتعال جرقه ای با استفاده از ترکیب اتانول و متانول در پنج نسبت حجمی 5، 10، 15، 20 و 25 درصد با ایزواکتان از یک مدل یک بعدی و دوناحیه ای در نرم افزار gt-power استفاده شده است. در این بررسی ابتدا مدل موتور مورد نظر در محیط نرم افزار ساخته شده و نتایج خروجی آن در گشتاور ترمزی، توان ترمزی، مصرف سوخت ویژه ترمزی و بازده حجمی با نتایج آزمایشگاهی صحه گذاری شده است. سپس تاثیر سوخت های ترکیبی بر روی پارامترهای عملکردی و آلایندگی موتور مورد بررسی قرار گرفته است. براساس نتایج شبیه سازی مشخصه های عملکردی شامل گشتاور ترمزی، توان ترمزی، مصرف سوخت ویژه ترمزی و بازده حجمی در تمامی سوخت-های ترکیبی افزایش یافت. بیشترین افزایش در پارمترهای عملکردی با استفاده از ترکیب 25% متانول در ایزواکتان حاصل گردید به طوریکه با استفاده از سوخت m25 گشتاور ترمزی به دلیل بهبود شرایط احتراق 6/42%, مصرف سوخت ویژه ترمزی به علت ارزش حرارتی کمتر سوخت ترکیبی نسبت به بنزین 3/58% و بازده حجمی به علت گرمای تبخیر بیشتر سوخت ترکیبی نسبت به بنزین 2/18% افزایش یافت. همچنین اختلاط ایزواکتان با متانول و اتانول باعث بهبود نسبی آلاینده های خروجی موتور گردید. بر اساس نتایج بدست آمده به دلیل وجود پیوند اکسیژن در الکل ها و احتراق نزدیک تر به حالت استوکیومتریک مونواکسید کربن کاهش یافت و دی اکسید کربن و اکسید های نیتروژن با استفاده از سوخت های ترکیبی افزایش می یابد که در این بین m25 بیشترین اکسیدهای نیتروژن را تولید کرد.