Numerical Investigation of the Effects of Engine Speed on Performance and Combustion Characteristics on a Converted Spark-Ignition Natural Gas Engine

Abstract

In this study, the effects of different engine speed values on performance and combustion characteristics were investigated by converting a diesel engine to a spark-ignition engine using natural gas. In numerical analysis, G-equation combustion model, reduced methane chemical kinetic mechanism that represent natural gas consisting of 29 types and 171 equations, and RANS k-e turbulence model were used. Analyzes were performed at full load, 17.5:1 compression ratio, constant ignition timing, and 6 different engine speeds. In order to examine only the effect of speed, the initial value, boundary conditions and spark plug ignition time were considered constant. While engine power and fuel consumption increased with increasing engine speed, engine efficiency decreased. In addition, increasing engine speed also increased the ignition delay time and combustion duration, and the flame front reached the squish zone later.

Dizel bir motorun reaktivite kontrollü sıkıştırma ateşlemeli bir motora dönüşümünde farklı oranlarda propan kullanımının ve yanma başlangıç zamanının performans, emisyon ve silindir içi yanma karakteristiklerine olan etkilerinin incelenmesi

“…Bu yakıtlar direkt olarak tek başlarına kullanılabildiği gibi konvansiyonel yakıtlarla da karma olarak kullanılabilmektedir. Son zamanlarda bu alternatif yakıtlarla birlikte düşük sıcaklıkta yanma teknolojisi [5], reaktivite kontrollü sıkıştırma ateşlemeli (RCCI), dizel motorun buji ateşlemeli motora dönüşümü [6], kullanılan dönüşüm teknolojisi sonrası farklı yanma teknolojilerinin [7] ve farklı parametre kullanımı [8][9][10] gibi alternatif teknolojiler geliştirilmiştir. Güncel çalışılan bu yanma sistemleri arasından ise halen tam ticarileşmemiş RCCI yanma teknolojisi araştırma konusu, faydaları ve ticarileşme potansiyeli açısından dikkat çekmektedir.…”

“…Ayrıca performans ve emisyon değerleri için en iyi yanma başlangıç zamanının üst ölü noktadan -6 °KA sonra olduğu saptanmıştır. 10.17341/gazimmfd.1193551 Anahtar Kelimeler: RCCI, çift yakıt, propan, yanma analizi, AVL boost Investigation of the effects of propane usage at different ratios and start of combustion time on performance, emission, and in-cylinder combustion characteristics in converting a diesel engine to a reactivity-controlled compression ignition…”