به جمع مشترکان مگیران بپیوندید!

تنها با پرداخت 70 هزارتومان حق اشتراک سالانه به متن مقالات دسترسی داشته باشید و 100 مقاله را بدون هزینه دیگری دریافت کنید.

برای پرداخت حق اشتراک اگر عضو هستید وارد شوید در غیر این صورت حساب کاربری جدید ایجاد کنید

عضویت

جستجوی مقالات مرتبط با کلیدواژه "Diesel Engine" در نشریات گروه "مکانیک"

تکرار جستجوی کلیدواژه «Diesel Engine» در نشریات گروه «فنی و مهندسی»
  • Seyyed Amirreza Abdollahi *, Seyyed Faramarz Ranjbar, Mohammad Babaei Parvazian, Nasim Sahaf Amin, Mahsa Jodeiri Feizi, Sana Sahaf Amin
    With the invention of internal combustion engines in the late 19th century, a tremendous transformation in the field of transportation occurred, paving the way for acceleration in all human endeavors. Consequently, internal combustion engines have continuously advanced, with industry players competing and innovating in this sector. Various industries have shown a noticeable interest in creative approaches to design and improve the quality and performance of these engines. Internal combustion engines can be broadly categorized into gasoline and diesel engines. Marine diesel engines, like gasoline engines, are internal combustion or internal ignition engines that convert chemical energy from fuel into thermal energy inside the cylinder and then convert thermal energy into the mechanical energy required for ignition generation. The importance and necessity of using diesel engines in various industries, especially in maritime applications, are undeniable, as the focus of this research. The field of diesel engines is considered one of the crucial components of a country's industrial and scientific self-reliance and ignition, with the measurement of a nation's capacity and ignition in various sectors, from politics and economics to defense and military, being dependent on the knowledge, analysis, design, and production of equipment and tools that are internationally competitive. Key parameters that play a significant role in selecting engines include size, ignition, and how they perform in various applications. An engine's ignition level and appropriate performance are directly related to optimal design and understanding the forces and stresses applied to the engine components during operation. The primary objective of this project is to perform a mechanical analysis of the piston, connecting rod, and crankshaft in a 150-horse-ignition marine diesel engine, to improve thermal performance and enhance engine efficiency. To achieve this, an in-depth study will be conducted, using available diagrams to analyze these components, and the results obtained will be used to evaluate strategies for reducing thermal stresses and increasing efficiency. Ultimately, based on the research data, it can be concluded that the quenching process on the piston crown with a ceramic material reduces the maximum stress by an average of 40% for the critical element in four phases: compression, combustion, and exhaust. As a result, it increases the reliability coefficient by 23% for the critical element in the ignition phase.
    Keywords: Stress, Strain, Diesel Engine, Thermal Stress, Coating
  • مسعود گل بداقی، سید محمد جعفری*

    این پژوهش در راستای پیش بینی عمر مفید باقیمانده روغن موتورهای دیزل با استفاده از رویکرد هوش مصنوعی مبتنی بر روندنمایی فرآیند گوسی انجام شده است. برای آموزش سامانه گوسی، بیش از 1020 نمونه تحلیل و استفاده شده است. داده ها به دو بخش آموزش و صحت سنجی تقسیم شده و نسبت داده های صحت سنجی بهینه سازی شد از 25% تا 5% که منجر به افزایش قابل توجه دقت پیش بینی از 49% به 66% شد. این سامانه‏ با استفاده از داده های کیفی و کمی مرتبط با ویژگی های روغن، شامل عناصر فلزی، گرانروی، و سایر شاخص ها ایجاد و بهینه سازی شده است. تحلیل داده ها تایید کرد که توزیع این ویژگی ها عمدتا نرمال است، که صحت استفاده از فرآیند گوسی را تایید می کند. برای کاهش پیچیدگی محاسبات و افزایش دقت، از روش های آماری مانند آزمون F و MRMR برای انتخاب ویژگی های مهم استفاده شده است. با تحلیل نتایج، مشاهده شد که حذف داده های پرت و استفاده از ویژگی های منتخب به طور قابل ملاحظه ای دقت سامانه‏ را بهبود بخشید. این سامانه قابلیت ارائه پیش بینی های قابل اعتماد برای عمر مفید روغن را فراهم کرده و امکان بهینه سازی مصرف روغن و حفظ سلامت موتورهای دیزل را فراهم می آورد. همچنین، این سامانه می تواند به عنوان پایه ای برای توسعه سامانه‏ های پیشرفته نگهداری و تعمیرات مبتنی بر شرایط کاری موتورهای دیزل استفاده شود.

    کلید واژگان: عمر مفید باقیمانده روغن, پایش وضعیت, موتور دیزل, روندنمای فرآیند گوسی, هوش مصنوعی
    Masoud Golbodaghi, Seyed Mohammad Jafari *

    This study intends to predict the remaining useful life (RUL) of diesel engine oil using an artificial intelligence approach based on Gaussian process regression. Over 1,020 oil samples were analyzed and utilized to train the Gaussian system, with data divided into training and validation sets. The validation ratio was adjusted from 25% to 5%, leading to a significant improvement in prediction accuracy from 49% to 66%. The system incorporates qualitative and quantitative oil properties, including metallic elements, viscosity, and other indices. Data analysis confirmed that these properties predominantly follow a normal distribution, validating the application of Gaussian processes. To reduce computational complexity and enhance precision, statistical methods such as the F-test and MRMR were used to select key features. The results revealed that eliminating outliers and utilizing selected features substantially improved the system's accuracy. This system provides reliable predictions for oil RUL, enabling optimized oil usage and ensuring diesel engine health. Furthermore, it can serve as a foundation for developing advanced condition-based maintenance systems for diesel engines.

    Keywords: Remaining Useful Life, Diesel Engine, Condition Monitoring, Gaussian Process, Artificial Intelligence
  • محمدجواد نوروزی*، آرمین امامی فر، عیسی مختاری

    در تحقیق حاضر، تحلیل ترمودینامیکی و اگزرژی-اقتصادی استفاده از گرمای اتلافی یک موتور دیزل به منظور تولید توان مورد بررسی قرار گرفته است. در سیکل دوگانه مورد استفاده، سیکل دمابالا به منظور استفاده از انرژی گازهای خروجی اگزوز و سیکل دماپایین به منظور بازیافت گرمای اتلافی هوای ورودی و سیال خنک کن موتور به ترتیب از R245fa و R134a به عنوان سیال کاری استفاده می کنند. تحلیل انرژی نشان می دهد که مقادیر توان خالص سیکل دماپایین، سیکل دمابالا و توان خالص سیکل به ترتیب برابر با kW 45/11، kW 98/6 و kW 65/16 می باشد. همچنین راندمان انرژی و اگزرژی سیکل به ترتیب برابر با 36/17 % و 29/28 % بدست می آید. نتایج تحلیل اقتصادی نشان می دهد که اواپراتور و توربین سیکل دمابالا بیشترین میزان هزینه کلی را نسبت به سایر اجزای سیکل داشته و ضروری است بیشتر از سایر اجزای سیستم مورد توجه قرار گیرند. به علاوه، فاکتور اگزرژی-اقتصادی کلی سیکل برابر با 52/32 % می باشد. بنابراین 48/67 % از هزینه های کلی سیکل به دلیل تخریب اگزرژی است که اواپراتور سیکل دمابالا سهم به سزایی در این هزینه ها دارد. بررسی پارامتری عوامل موثر بر عملکرد سیکل نشان می دهد که با افزایش دمای گازهای خروجی اگزوز، توان تولیدی و هزینه های سرمایه گذاری و تعمیر و نگهداری هر دو توربین افزایش می یابد. با این حال هزینه واحد تولید انرژی الکتریکی توربین دماپایین و دما بالا با افزایش دمای گازهای خروجی اگزوز به ترتیب کاهش و افزایش می یابند. همچنین با افزایش دبی جرمی گازهای خروجی اگزوز، توان تولیدی و هزینه واحد تولید انرژی الکتریکی توربین های دما بالا و دما پایین افزایش می یابد.

    کلید واژگان: تحلیل اگزرژی-اقتصادی, بازیافت انرژی, سیکل رانکین آلی, موتور دیزل, توان تولیدی
    Mohammadjavad Noroozi *, Armin Emamifar, Issa Mokhtari

    In the present research, the thermodynamic and exergoeconomic analysis of using the waste heat of a diesel engine to produce power has been investigated. In the dual cycle used, the high temperature cycle uses the energy of the exhaust gases and the low temperature cycle uses R245fa and R134a as the working fluid, respectively, in order to recover the waste heat of the intake air and engine cooling fluid. Energy analysis shows that the net power values of low temperature cycle, high temperature cycle and net power of the cycle are equal to 11.45 kW, 6.98 kW and 16.65 kW, respectively. Also, the energy and exergy efficiency of the cycle are obtained as 17.36% and 28.29%, respectively. The results of the economic analysis show that the evaporator and turbine of the high-temperature cycle have the highest overall cost compared to other cycle components and it is necessary to pay more attention than other system components. In addition, the overall exergy-economic factor of the cycle is equal to 32.52%. Therefore, 67.48% of the total costs of the cycle are due to exergy destruction, and the high temperature cycle evaporator has a significant contribution to these costs.

    Keywords: Exergoeconomic Analysis, Energy Recovery, Organic Rankine Cycle, Diesel Engine, Power
  • مهسا امانی*، مهدی جوادی

    در این پژوهش عوامل موثر بر روی شکست لاینر موتور توربوشارژ (16215T) لکوموتیو بررسی شده است. با تهیه سه نمونه لاینر از تولیدکننده های مختلف و ارسال به آزمایشگاه، خواص مکانیکی اعم از سختی و استحکام کششی و همچنین درصد عناصر سازنده و تفاوت مقادیر آن ها در نمونه های مختلف مورد مطالعه قرار گرفت. در ادامه تاثیر درصد وزنی عناصر مختلف بر روی خواص مکانیکی چدن خاکستری تحقیق شد. با تهیه تصاویر میکروسکوپی در بزرگنمایی 100x، ساختار زمینه رویت گردید. همچنین شکل و آرایش گرافیت های ورقه ای در نمونه های مختلف با یکدیگر مقایسه و تاثیر آن بر روی شکست و رشد ترک در لاینر بررسی گردید. سه نمونه لاینر، تعیین دسته بندی و نوع ماده سازنده، شده اند. با رویت فسفید یوتکتیک در ریز ساختار دو نمونه A (لاینر کاملا شکسته شده) و B (لاینر ترک خورده) و همچنین درصد بالای فسفر، عیوب ساختاری و وجود نابجایی ها در دانه بندی سبب شکست این نمونه ها شده است. همچنین توزیع غیر یکنواخت گرافیت ورقه ای در این دو نمونه، طول و ضخامت کم آن ها سبب افزایش استحکام، کاهش جذب و تعدیل انرژی شده است.

    کلید واژگان: لاینر, موتور دیزل, چدن خاکستری, گرافیت ورقه ای, رشد ترک, 16rk215T
    Mahsa Amani*, Mahdi Javadi

    In this research, the effective factors on the liner failure of the turbocharged engine (16rk215T) of the locomotive have been investigated. By preparing three liner samples from different manufacturers and sending them to the laboratory, the mechanical properties, including hardness and tensile strength, as well as the percentage of constituent elements and the difference in their values in different samples, were studied. Next, the effect of the weight percentage of different elements on the mechanical properties of gray cast iron was investigated. By preparing microscopic images at 100x magnification, the background structure was seen. Also, the shape and arrangement of lamellar-graphite in different samples were compared with each other and it effect on the fracture and crack growth in the liner was investigated. Three samples of liner, grade and material have been determined. With the appearance of eutectic phosphide in the structures of two samples A (broken liner) and B (liner with crack), as well as the high percentage of phosphorus, structural defects and the presence of dislocations in the grain cause the failure of these samples. Also, non-uniform production of lamellar-graphite in these two samples, its short length and thickness increases strength, reduces absorption and reduces energy.

    Keywords: Liner, diesel engine, Gray cast iron, Lamellar graphite, Crack growth, 16rk215T
  • راضیه پوردربانی*، علی موسوی
    انتشارات مضر احتراق سوخت های فسیلی محققان را تشویق می کند تا سوخت های جایگزین مانند بیودیزل را مطالعه کنند. البته آنالیز آلایندگی مشکل اصلی برای انتخاب سوخت مناسب است. بنابراین، در این مطالعه، یک موتور دیزل دوگانه سوز برای رویکردهای ارزیابی عملکرد و چرخه حیات محیطی مورد بررسی قرار گرفته است. علاوه بر این، مخلوطی شامل بیودیزل مشتق از روغن آفتابگردان با افزودنی بیواتانول 3، 5 درصد و 7 درصد و بیوگاز خالص در کسری 50 تا 80 درصد به عنوان سوخت در فرآیند احتراق تهیه می شود. بر این اساس، در این تحقیق هشت نمونه سوخت تهیه و به همراه سوخت دیزل (به عنوان سوخت شاهد) مورد مطالعه قرار گرفته است. تمام مراحل از تولید نهاده تا احتراق نمونه های سوخت شامل استخراج روغن از دانه های آفتابگردان، تولید بیودیزل و بیواتانول و تولید گازطبیعی مشتق شده از بیوگاز خالص در ارزیابی چرخه حیات به طور جامع، به عنوان یک موضوع جذاب و ابتکاری در نظر گرفته می شود. این نمونه ها در یک موتور دوگانه سوز تحت احتراق قرار گرفتند. نتایج نشان می دهد که نمونه سوخت B5 و 3 درصد از افزودنی بیواتانول در عملکرد موتور و آلایندگی اگزوز بهترین ها هستند. علاوه بر این، شرایط بهتری هم در عملکرد موتور و هم در آلاینده های اگزوز در حداقل نرخ کسر گازطبیعی (50٪) به دست آمد. ارزیابی چرخه حیات جامع مزرعه تا احتراق نشان می دهد که ترکیب سازگار با محیط زیست با شاخص های عملکرد قابل قبول متعلق به B5E7 با 50% کسر گازطبیعی در بار کامل موتور است.
    کلید واژگان: بیواتانول, بیودیزل, بیوگاز, موتور دیزل, ارزیابی چرخه حیات
    Razieh Pourdarbani *, Ali Mousavi
    The investigation of alternative fuels, such as biodiesel, have been prompted by the detrimental emissions resulting from the combustion of fossil fuels. Undoubtedly, the primary concern in fuel selection lies in the examination of emissions. Hence, the present study aims to examine the performance and environmental life cycle assessment methodologies of a dual fuel diesel engine. Furthermore, a fuel blend is made by combining biodiesel sourced from sunflower oil with varying concentrations of bioethanol (3%, 5%, and 7%) and pure biogas, with a percentage ranging from 50% to 80%. This fuel blend is intended for use in the combustion process. In this study, a total of eight fuel samples were meticulously produced and subsequently examined, alongside diesel fuel which served as the control fuel. The entire life cycle evaluation encompasses several stages, starting with the manufacturing of inputs to the combustion of fuel samples. This includes the extraction of oil from sunflower seeds, the production of biodiesel and bioethanol, as well as the generation of natural gas produced from pure biogas. These processes are regarded as captivating and pioneering topics within the field. The provided samples underwent combustion within a dual fuel engine. The findings indicate that the B5 fuel sample, when combined with a 3% bioethanol additive, demonstrates superior engine performance and reduced exhaust emissions. Furthermore, enhanced conditions were achieved in terms of engine performance and exhaust emissions when operating at the lowest rate of natural gas fractionation, which was 50%. The findings of a thorough life cycle evaluation, which examines the entire process from farm to combustion, indicate that the blend B5E7, consisting of 50% natural gas portion at maximum engine load, demonstrates both environmental friendliness and appropriate performance characteristics.
    Keywords: Life Cycle Assessment, Bioethanol, Biodiesel, Biogas, Diesel Engine
  • Y. M. Zheng, L. B. Xie *, D. Y. Liu, J. L. Ji, S. F. Li, L. L. Zhao, X. H. Zen
    The aim of this study was to accurately quantify the emission characteristics of pollutants at different altitudes. We used an intake and exhaust altitude simulation system that could simulate the intake and exhaust pressures of a national sixth vehicle diesel engine at different altitudes. Experimental research was conducted on the World Harmonized Transient Cycle (WHTC) and World Harmonized Steady State Cycle (WHSC) of the diesel engine. The results showed that carbon monoxide (CO) emissions increased with the altitude at full load, but their rates were significantly reduced at low speed (800 rpm), increasing by 0.0084–0.665 ppm/m. Hydrocarbon (HC) emissions showed an initial decreasing and then increasing trend, with a rise of up to 30%. Nitrogen oxides (NOx) showed a linear decreasing trend, especially at low speed. With the increase in altitude, the cycle work of the diesel engine decreased in a non-linear manner, and the decrease became more pronounced above 3000 m. The raw emission results of the WHTC and WHSC tests also revealed that CO increased exponentially, NOx decreased slightly and then increased rapidly, HC increased linearly, and the emissions of all pollutants deteriorated significantly above 3000 m. The exhaust emission results of the WHTC and WHSC tests showed that the CO emission showed an initial decreasing and then increasing trend with the elevation of the altitude, approximately 15 ± 5 mg/kWh. HC emissions showed an increasing trend, with HC emissions of 3 – 6 mg/kWh for the WHTC and 1 – 2 mg/kWh for the WHSC. NOx emissions did not follow any obvious rule, while the particulate matter (PM) tended to increase and then decrease with the elevation of the altitude. In relation to the current emission standards, the limit value margin for CO and HC exhaust emissions is greater than 95% and the limit value margin for PM emissions is greater than 88% at an altitude of 4000 m. The NOx emission limit is greater than 87% (within 3000 m), but there is a risk of exceeding the limit above 3000 m. The second sampling data from the WHTC and WHSC showed that the raw emissions of the engine were higher in the high-altitude area than in the low-altitude area, but the change law of the exhaust emissions was not obvious, and the levels of both emissions were low.
    Keywords: Altitude, Heavy-Duty Vehicle, Diesel engine, Emission characteristics, Experimental
  • مقداد خیاط، هادی غائبی*، ابراهیم عبدی اقدم، سینا فیض الله زاده
    موتورهای دیزل به عنوان اصلی ترین منابع تولید انرژی و مصرف سوخت دیزل به شمار می آیند. به کارگیری از سوخت بیودیزل به عنوان بخشی از سوخت مصرفی موتورهای دیزل می تواند تاثیر مثبتی در کاهش به کارگیری از منابع فسیلی و انتشار آلاینده ها داشته باشد. به کارگیری از سوخت بیودیزل در کنار مزایای آن، دارای معایبی نظیر افزایش انتشار اکسیدهای نیتروژن می باشد که به عنوان یک گاز سمی تلقی می شود. محققان بسیاری افزودنی های متفاوتی در راستای پوشش بخشی از معایب سوخت بیودیزل ارایه داده اند. در این مقاله دو نوع افزودنی اکسیژن دار شامل دی متیل کربنات و ان بوتانول به صورت تلفیقی با مقادیر کم در سوخت های B2 (2 درصد بیودیزل و 98 درصد دیزل) و B5 (5 درصد بیودیزل و 95 درصد دیزل) مخلوط شدند. به کارگیری مقادیر کم این افزودنی ها می تواند موجب کاهش هزینه تولید سوخت شود. بر اساس نتایج به دست آمده، نمونه سوخت های B2D10N10 و B2D10N0 توانستند توان ترمزی موتور دیزل را به ترتیب حدود 12 و 10 درصد نسبت به سوخت B2 افزایش دهند. از طرفی استفاده از نمونه سوخت های حاوی افزودنی های ترکیبی دی متیل کربنات و ان بوتانول در سوخت B2 به طور متوسط حدود 18 درصد مصرف سوخت ویژه ترمزی را نسبت به سوخت دیزل و حدود 32 درصد نسبت به سوخت B2 کاهش داد. استفاده از افزودنی های ترکیبی دی متیل کربنات و ان بوتانول میزان بازده حرارتی را به طور متوسط حدود 15 الی 30 درصد نسبت به سوخت های دیزل، B2 و B5 افزایش داد. افزودن دی متیل کربنات و ان بوتانول به صورت ترکیبی در مقادیر کم موجب کاهش انتشار مونوکسیدکربن به میزان قابل توجه شد. بالاترین میزان انتشار دی اکسیدکربن در سوخت های حاوی ترکیبات ترکیبی دی متیل کربنات، ان بوتانول و B5 اتفاق می افتد که حدود 10 الی 15 درصد بالاتر از نمونه شاهد بود. طی فرایند بهینه سازی، نمونه سوخت B2D30N20 به عنوان فرمولاسیون بهینه در تلفیق سوخت دیزل، بیودیزل، دی متیل کربنات و ان بوتانول انتخاب شد.
    کلید واژگان: بیودیزل, موتور دیزل, سوخت دیزل, دی متیل کربنات, ان-بوتانول
    Meghdad Khayat, Hadi Ghaebi *, Ebrahim Abdi Aghdam, Sina Faizollahzadeh
    Diesel engines are considered the main sources of energy production and diesel fuel consumption. The use of biodiesel fuel as a part of diesel engines can have a positive effect on reducing the use of fossil resources and the emission of pollutants. Using biodiesel fuel, along with its advantages, has disadvantages such as increasing the emission of nitrogen oxides, which is considered a toxic gas. Many researchers have proposed different additives to cover some of the disadvantages of biodiesel fuel. In this article, two types of oxygen additives, including dimethyl carbonate and n-butanol, were combined with small amounts in B2 (2% biodiesel and 98% diesel) and B5 (5% biodiesel and 95% diesel) fuels. Using small amounts of these additives can reduce the cost of fuel production. Based on the obtained results, B2D10N10 and B2D10N0 fuel samples were able to increase the braking power of the diesel engine by about 12 and 10%, respectively, compared to B2 fuel. On the other hand, the use of fuel samples containing dimethyl carbonate and n-butanol additives in B2 fuel reduced the special brake fuel consumption by about 18% compared to diesel fuel and about 32% Diesel engines are considered the main sources of energy production and diesel fuel consumption. The use of biodiesel fuel as a part of diesel engines can have a positive effect on reducing the use of fossil resources and the emission of pollutants. Using biodiesel fuel, along with its advantages, has disadvantages such as increasing the emission of nitrogen oxides, which is considered a toxic gas. Many researchers have proposed different additives to cover some of the disadvantages of biodiesel fuel. In this article, two types of oxygen additives, including dimethyl carbonate and n-butanol, were combined with small amounts in B2 (2% biodiesel and 98% diesel) and B5 (5% biodiesel and 95% diesel) fuels. Using small amounts of these additives can reduce the cost of fuel production. Based on the obtained results, B2D10N10 and B2D10N0 fuel samples were able to increase the braking power of the diesel engine by about 12 and 10%, respectively, compared to B2 fuel. On the other hand, the use of fuel samples containing dimethyl carbonate and n-butanol additives in B2 fuel reduced the special brake fuel consumption by about 18% compared to diesel fuel and about 32% compared to B2 fuel. Using the combined additives of dimethyl carbonate and n-butanol increased the thermal efficiency by an average of 15-30% compared to diesel, B2, and B5 fuels. The addition of dimethyl carbonate and n-butanol in combination in small amounts significantly reduced carbon monoxide emissions. The highest amount of carbon dioxide emission occurs in fuels containing the combined compounds of dimethyl carbonate, n-butanol, and B5, which was about 10-15% higher than the control sample. During the optimization process, the B2D3N2 fuel sample was selected as the optimal formulation in combining diesel fuel, biodiesel, dimethyl carbonate, and n-butanol.
    Keywords: Biodiesel, Diesel engine, Diesel fuel, Dimethyl carbonate, n-butanol
  • W. Zhang, W. D. Jian, Z. H. Chen *, Z. H. Li, L. P. Meng, L. B. Xie, X. Y. Zhang
    For diesel engines equipped with a combined spiral/tangential inlet, the main object of the valve structure and valve lift dissimilitude strategies is the valve, the changes of both will alter the motion state of the in-cylinder airflow, which has an important impact on the formation and combustion of the mixture. In order to investigate the flow performance of valve structure and valve lift dissimilitude, this paper used computational fluid dynamics (CFD) numerical simulation and multi-parameter regression methods to optimize the dual intake valve structure and obtained three valve structures with better intake performance first. Then, the optimized intake valve structure models were combined with the valve lift dissimilitude schemes to conduct steady-flow tests for the intake port. Through the reasonable combining of the two, the intake performance of the original engine was further improved. The results show that the valve structure has a relatively small influence on the intake mass, while it has a greater effect on the formation of the swirl in the cylinder, increasing the swirl ratio by 8.0%. The optimized valve structure model was combined with the valve lift dissimilitude scheme. It was found that the valve structure with optimal intake mass combined with the dissimilitude scheme of the largest valve lift of the spiral inlet could increase the flow coefficient by a maximum of 1.9%. The valve structure of the optimal swirl ratio combined with the dissimilitude scheme of the largest valve lift of the tangential inlet could increase the swirl ratio by a maximum of 9.7%. This study can guide diesel engines with combined intakes to increase the intake mass and improve the intake performance.
    Keywords: Diesel engine, Combined inlet, Valve structural optimization, Valve lift dissimilitude, Intake performance
  • رسول همتیان*، سیدرضا حسن بیگی، جعفر مساح، علیرضا حاجی علی محمدی
    نوسانات فشار در هنگام پاشش سوخت یکی از عواملی است که روی عملکرد موتور دیزل تاثیر منفی می گذارد. این نوسان ها به دلیل باز و بسته شدن سریع افشانه ها و ایجاد امواج فشاری در ریل سوخت به وجود می آیند. یکی از روش هایی که می توان این نوسانات فشار را کنترل کرد تغییر در طراحی افشانه و استفاده از یک انباره در ساختمان آن است. این پژوهش به منظور بررسی اثر افزودن انباره بر روی افشانه برای کنترل موج های فشاری در سامانه سوخت رسانی ریل مشترک موتورهای دیزل انجام می شود. همان طور که نتایج شبیه سازی ها نشان می دهد در فشار پاشش 1000 بار و زمان تحریک افشانه 0.8 میلی ثانیه در حالت بدون انباره بیشینه نوسان فشار در مسیر سوخت رسانی عدد 1046 بار وکمینه فشار 891 بار می باشد که با اضافه کردن انباره با حجم 4 سانتی متر مکعب کاهش بیشترین فشار ادامه یافته و به عدد 1023 بار رسیده است و کمترین فشار مسیر سوخت رسانی با افزایش 17 بار، 943 بار می باشد. که این تغییرات در بقیه فشارها و زمان های پاشش نیز قابل ملاحظه می باشد در نتیجه بهترین انباره که بیشترین تاثیرگذاری در کاهش نوسانات فشار را دارا می باشد انباره با حجم 4 سانتی متر مکعب می باشد.
    کلید واژگان: انباره, ریل مشترک, فشار سوخت, موتور دیزل, نوسانات فشار
    Rasoul Hematian *, Seyed Reza Hassan-Beygi, Jafar Massah, Alireza Hajialimohammadi
    Pressure fluctuations during fuel injection are one of the factors that negative effect on performance of diesel engine. These fluctuations are caused by the rapid opening and closing of the nozzles and the creation of pressure waves in the fuel rail. One way to control these pressure fluctuations is to change the injector design and use an accumulator in the injector. This study is performed to investigate the effect of adding accumulator on the injector to control pressure waves in the common rail fuel injection system of diesel engines. As the simulation results show, at injection pressure of 1000 bar and energizing time of 0.8 milliseconds, in the case of no accumulator, the maximum pressure fluctuation in the fuel rail is 1046 bar and the minimum pressure is 891 bar. By adding an accumulator with a volume of 4 cm3, the maximum pressure continued to decrease and reached 1023 bar, and the minimum pressure of the fuel rail increased by 17 bar, 943 bar. These changes are also noticeable in other pressures and energizing times, so the best accumulator that has the most impact on reducing pressure fluctuations is the accumulator with a volume of 4 cm3.
    Keywords: accumulator, Common rail, Diesel engine, Fuel Pressure, Pressure fluctuations
  • عباس زارع نژاد اشکذری*

    یکی از استراتژی های نوین به منظور بهبود عملکرد و آلایندگی موتورهای دیزلی، استفاده از سوخت های جایگزین و نیز افزودنی های مناسب نظیز نانوذرات به سوخت دیزل می باشد. نانوسوخت ها نقش بسزایی در بهینه کردن فرآیند های احتراق و در نتیجه مصرف سوخت و آلاینده های خروجی دارند. در این مقاله تاثیر افزودن نانوذرات مختلف (نانوذرات اکسیدهای سریم، آلومنیوم و مس) در غلظت 100 پی پی ام، به سوخت دیزل، بر روی فرآیند احتراق و آلایندگی موتورهای دیزلی با استفاده از کد دینامیک سیالات محاسباتی فایر، بررسی شده است. برای ارزیابی نتایج حاصل از شبیه سازی، تغییرات فشار داخل سیلندر، مقدار بیشینه فشار تجربی و زاویه رخداد آن با مقدار حاصل از حل عددی مقایسه شده است. در کنار این پارامتر، مقادیر تجربی آلاینده های اکسیدهای نیتروژن، دوده، توان و همچنین مصرف سوخت ویژه ترمزی با مقادیر عددی ارزیابی گردید. نتایج نشان می دهد که نانوذرات، میزان حرارت منتقل شده به سوخت را افزایش داده و با تسریع احتراق، سبب کاهش زمان تاخیر در اشتعال می گردند. همچنین اختلاط بهتر مخلوط سوخت و هوا، در نانوذرات اکسید سریم نسبت به سایر نانوذرات، مکانسیم اشتعالی سوخت را بهبود بخشیده که منجر به احتراق کامل تر و افزایش 5/14 درصدی توان و نیز کاهش 6 درصدی مصرف سوخت و 34 درصدی آلاینده دوده در مقایسه با سوخت دیزل خالص گردید. تنها نکته منفی آن، افزایش 31 درصدی آلاینده اکسید نیتروژن می باشد که می توان آن را با مبدل های کاتالیزوری کاهش داد

    کلید واژگان: نانوذرات, موتور دیزلی, آلایندگی, اسپری سوخت, دینامیک سیالحاسباتی
    Abbas Zarenezhad Ashkezari *

    One of the novel strategies to improve the performance and emissions of diesel engines is the use of alternative fuels as well as suitable additives such as nanoparticles to diesel fuel. Nanofuels play an important role in the optimization of combustion processes, fuel consumption, and emissions. In this paper, the effect of adding different nanoparticles (cerium, aluminum, and copper oxide nanoparticles) at a concentration of 100 particles per million (ppm) to diesel fuel on the combustion process and emissions of diesel engines has been investigated by using FIRE computational fluid dynamics code. For validation, the in-cylinder pressure variations, the experimental peak pressure, and the angle of occurrence are compared with the numerical results. In addition, the experimental data of NOx, soot, power as well as brake specific fuel consumption were evaluated with numerical values. The results show that nanoparticles increase the amount of heat transfer to the fuel and decrease the ignition delay. Also, better mixing of fuel and air in cerium oxide nanoparticles compared to other nanoparticles improved the fuel ignition mechanism, which leads to more complete combustion and a 14.5% increase in power and also a 6% and 34% reduction in fuel consumption and soot compared to diesel fuel respectively. The only downside is the 31% increase in NOx, which can be reduced by catalytic converters.

    Keywords: Nanoparticles, Diesel Engine, Emissions, Fuel Spray, CFD
  • عباس زارع نژاد اشکذری*، صادق پورتقی یوسفده
    در این مطالعه به بررسی آزمایشگاهی ترکیب حاصل از امولسیون های بیودیزل -دیزل، اتانول-دیزل و اتانول-بیودیزل-دیزل بر روی عملکرد و آلایندگی یک موتور دیزلی پاشش مستقیم پرداخته شده است. اتانول با خلوص بالا در سه سطح 2، 4 و6 درصد حجمی و بیودیزل تهیه شده از روغن پسماند آشپزخانه ای در چهار سطح 5، 10، 15 و20 درصد حجمی با سوخت دیزل مخلوط گردید و 11 نمونه سوخت تهیه شد که به صورت اختصاری با BxEy نمایش داده می شود. x و y به ترتیب نشان دهنده درصد حجمی بیودیزل و اتانول در مخلوط های آماده شده، می باشد. آزمایشات در حالت بار کامل و با تغییر سرعت از 800 تا 1800 و با گام 200 دور بر دقیقه انجام شد. نتایج نشان داد که دیزل خالص دارای کمترین میزان مصرف سوخت ویژه ترمزی در تمامی سرعت های مورد آزمایش در مقایسه با سایر نمونه های تهیه شده می باشد. استفاده از ترکیب سوخت B15E6 میزان انتشار آلاینده مونوکسید کربن را تا 40 درصد در مقایسه با دیزل خالص بهبود بخشید. همچنین استفاده از این ترکیب میزان انتشار گاز دی اکسید کربن و هیدروکربن نسوخته را به ترتیب 27 و 55 درصد نسبت به دیزل خالص کاهش داد.
    کلید واژگان: بیودیزل, اتانول, موتور دیزل, آلایندگی
    Abbas Zarenezhad Ashkezari *, Sadegh Pourtaghi Yousefdeh
    In this study, the combination of biodiesel-diesel, ethanol-diesel, and ethanol-biodiesel-diesel emulsion blends on performance and emissions of a direct injection diesel engine was investigated. High purity ethanol in three levels of 2, 4 and, 6 by volume percent and biodiesel prepared from waste cooking oil in four levels of 5, 10, 15 and 20 by volume percent were mixed with pure diesel. Thus, 11 fuel samples were prepared which were shown with BxEy, that x and y represent the volume percent of biodiesel and ethanol in the prepared mixtures, respectively. The experiments were performed at full load with the change in engine speed from 800 to 1800 rpm, with the interval 200 rpm. The results showed that pure diesel has the lowest specific fuel consumption at all of the speeds compared to other prepared mixtures. Using of B15E6 blend, reduced the emission of carbon monoxide by 40% compared to pure diesel. This mixture also, reduced the emissions of carbon dioxide and hydrocarbon by 27 and 55% compared to pure diesel, respectively.
    Keywords: Biodiesel, Ethanol, Diesel engine, Emissios
  • Y. Z. Guo, H. L. Kui *, C. S. Shao, Z. Z. Wang, Y. Liu
    The intake port of a CA4DD diesel engine was investigated by a computational fluid dynamics (CFD) numerical simulation to enhance the intake swirl and improve the flow characteristics in the engine. The uniform design method was applied to study the influence of guide vanes with different parameters on the intake process at various valve lifts. Nine guide vane models were established and compared to the base model using CATIA™ 3D CAD software. Numerical simulations were conduct with Xflow software based on the lattice Boltzmann method (LBM). The distributions of the streamlines, vorticity, velocity and turbulent intensity in each cylinder were simulated and analyzed. The results show that the influence of the guide vanes on the swirl ratio was greater than 37%, and the flow coefficient was less than 5% compared to the base model. Scheme 5, H7.5-L50-θ20 (guide vane height of 7.5 mm, length of 50 mm and angle of 20°), provided good performance. The flow characteristics of the optimal guide vane model were verified through a steady flow test. When the guide vane aspect ratio and angle were within the ranges of 3.5-6.9 and 12.2°-20.2°, respectively, the swirl ratio had the best effect at maximum valve lift. This study provides a theoretical basis for improving the performance of dual-intake diesel engines.
    Keywords: Diesel engine, Numerical simulation, Guide vane, Uniform design, Steady flow test
  • محسن باشی، محسن قاضی خانی*

    مطالعات متعددی برای استفاده از سوخت های سبک در موتورهای اشتعال تراکمی به جهت کاهش انتشار آلاینده ها و افزایش بازده انجام شده است؛ موتور های اشتعال تراکمی کنترل واکنشی از جمله این مطالعات هستند. اما استفاده از بخار سوخت های سنگین برای ایجاد احتراق شبه همگن مورد توجه نبوده است. استفاده از بخار گازوییل نیاز به مخزن سوخت ثانویه در خودروها را بر طرف می کند، اما گازوییل حاوی هیدروکربن های سنگین است و از واکنش پذیری بالایی برخوردار است. لذا در این مطالعه با تبخیر گازوییل و تزریق آن به هوای ورودی به مطالعه یک احتراق شبه همگن با کمک بخار گازوییل پرداخته شده است. آزمایشات در سرعت rpm 2000 (سرعت حداکثر گشتاور) انجام شده است. بر اساس نتایج حاصله افزودن بخار گازوییل علی رغم حضور هیدروکربن های سنگین در آن و به عنوان یک سوخت با واکنش پذیری بالا، می تواند انتشار دوده و اکسیدهای نیتروژن را به ترتیب حداکثر 20 درصد و 50 درصد کاهش دهد. افزایش بار موتور اثر مثبت بخار گازوییل در کاهش دوده و اکسیدهای نیتروژن را کاهش می دهد، اما این اثر مثبت تا 80 درصد بار کامل ادامه دارد. افزودن بخار گازوییل تاثیری بر کاهش و یا افزایش تغییرات سیکلی و شدت صدای موتور ندارد، اما انتشار منواکسیدکربن و هیدروکربن های نسوخته را افزایش می دهد. برای تبخیر گازوییل به طور متوسط 15 درصد توان ترمزی موتور مصرف می شود. با گرمایش گازوییل تا دمای گازهای خروجی، می توان به طور متوسط 5 درصد از توان لازم برای تبخیر گازوییل را بازیابی کرد.

    کلید واژگان: بخار گازوئیل, احتراق شبه همگن, موتور دیزل, آلاینده ها, مصرف سوخت ویژه, تحلیل فشار سیلندر
    Mohsen Bashi, Mohsen Ghazikhani*

    Numerous studies on using light fuels in compression ignition engines to reduce emission and increase efficiency have been done. The Reactivity Controlled Compression Ignition engines are one of these studies. Nevertheless, using heavy fuels vapor for achieving partially premixed combustion is not investigated. Using diesel fume (to upgrade conventional combustion to premixed combustion) resolves the need for a secondary fuel tank in a car. However, diesel fuel has heavy hydrocarbons and is a high reactivity fuel. So in this study, diesel has evaporated in a tank, and its vapor has injected into the intake air for studying a semi homogeneous combustion. The tests have performed at 2000 rpm (the speed of maximum torque). According to the achieved results, although diesel has heavy hydrocarbons and is a high reactivity fuel, adding diesel fumigation can reduce soot and NOx emissions up to 20% and 50%, respectively. Increasing load reduces the positive impact of adding diesel fumigation on soot and NOx emission reduction. However, the positive impact of adding diesel fumigation continues up to 80% of the full load. Adding diesel fumigation has no impact on cyclic variation and ringing intensity, but increases CO and HC emission. The evaporation of diesel averagely consumes 15% of brake power. Also on average, 5% of diesel evaporation energy can be supplied by recovering heat energy from the exhaust gas (warming up diesel from ambient temperature to the exhaust gas temperature).

    Keywords: Partially Premixed Combustion, Diesel Engine, Emissions, Specific Fuel Consumption, Cylinder Pressure Analysis, Diesel Fumigation, Diesel Vapor
  • حسین پورصباغ رکن آبادی، عباس روحانی*، محمدحسین آق خانی، سید مصطفی میرسلیم، کوروش جناب

    امروزه به دلیل رقابت تولیدکنندگان در کیفیت محصولات، معیارهای ارزیابی کیفیت در مراحل مختلف تولید از اهمیت به سزایی برخوردار اند. یکی از این معیارها، قابلیت اطمینان بوده که در بیشتر موارد از ارزیابی های آماری داده های خدمات پس از فروش  ناشی از بازگشت قابل توجهی از محصولات و یا به کمک آزمون‏ های شتاب‏ یافته در زمان تولید نمونه محاسبه می‏شود. در این پژوهش با اجرای آزمون های شتاب‏ یافته متنوع، در پنج شرایط متفاوت و متناسب با تنش های وارده بر روی موتور دیزل، قطعه بازوی لنگ پس از هر آزمون ارزیابی شد. شاخص مورد نظر در تجزیه و تحلیل قابلیت اطمینان در این مطالعه زمان بین خرابی است که پس از جمع ‏آوری و طبقه‏ بندی داده ها به کمک آزمون های شتاب‏ یافته، تایید ماهیت توزیع مستقل و یکسان داده ها به کمک سه آزمون میلیتاری-هندبوک، لاپلاس و اندرسون دارلینگ بررسی گردید. در نهایت نمودار توزیع قابلیت اطمینان بازوی لنگ در زمان های مختلف کارکرد به کمک توزیع آماری لوگ- لجستیک، با توجه به بهترین تطابق با نتایج تجربی، ترسیم شد. نتایج به دست آمده نشان داد که قابلیت اطمینان بازوی لنگ بترتیب برای 177471 و 212753 کیلومتر کارکرد تجمعی برابر با 99 و 95 درصد خواهد شد و پس از 448240 کیلومتر به کمتر از 5 درصد خواهد رسید.

    کلید واژگان: قابلیت اطمینان, آزمون شتاب یافته, موتور دیزل, بازوی لنگ
    Hossein Poursabbagh Roknabadi, Abbas Rohani*, Mohammad Hossein Aghkhani, Seyyed Mostafa Mirsalim, Kourosh Jenab

    Nowadays, due to the competitive market, quality evaluation criteria at different stages of production are very important. One of these criteria is reliability, which is calculated using statistical evaluations of after-sales service data in most cases or with the help of accelerated tests at the early stage of the product development life cycle. In this research study, various accelerated test scenarios in proportion to the stresses on the diesel engine have been conducted to evaluate the lifetime of the connecting rod parts. The considered criterion for the reliability analysis is the time between failures which is evaluated after collecting and classifying the data using accelerated tests and confirming independent and uniform distribution of data via MIL-Hdbk, Laplace’s, and Anderson-Darling functions. Finally, the distribution diagram of reliability at different operating times was drawn using log-logistic statistical distribution, according to the best agreement with the experimental results. The results depicted that the reliability of the connecting rod would be equal to (0.99 @ 177417 hrs.) and (0.95@ 212753 hrs.) kilometers of cumulative operation, respectively, and after 448240 kilometers it would be less than 0.05.

    Keywords: accelerated test method, diesel engine, connecting rod
  • Javad Zareei*, Abbas Rohani

    Diesel engines are the most trusted sources in the transportation industry. They are also widely used in the urban transportation system. Most pollutants are related to these engines. Therefore, it is important to increase the performance and reduce exhaust emissions of these engines. Alternative fuels are key to meeting upcoming targets.
    An experimental and numerical study was performed to investigate the effect of diesel fuel and hydrogen addition to diesel fuel from 0 to 30% on performance and exhaust emissions. Also in this research for changing diesel fuel, an indirect injection engine converted to direct injection engine. The simulation study was conducted by Star cd codes and experimental investigation was carried out on a diesel engine (Perkins 1103A-33TG1), three- cylinders, and four-stroke with maximum engine power 72.3hp at 1800 rpm. The results from this study showed that the increase of hydrogen to diesel fuel improves the thermal efficiency, resulting in lower specific fuel consumption. Also, the results showed that adding hydrogen until 30%, the cylinder pressure increase by about 9% and occurred the delay of peak pressure about 8 degrees of a crank angle compared to diesel fuel. The other obtained results in emission with 30%H2+Diesel showed the soot emission reduced 11.3%, HC and CO reduced nearly 36%, but NOx increased by about 8.3% due to high combustion temperature.

    Keywords: Diesel engine, hydrogen fuel, compressed ignition engine, performance, exhaust emissions
  • فرید حقیقت شعار*، بهمن نجفی

    یکی از مشکلات عمده کشورهای جهان، تامین انرژی مورد نیاز است. بیودیزل یکی از سوخت های جایگزین و منابع انرژی تجدیدپذیر می باشد. در غالب کشورها استفاده از بیودیزل  B5در ترکیب سوخت دیزل مرسوم است و اغلب آنها برای بکارگیری ترکیب بیودیزل B20 برنامه ریزی کرده اند. استفاده از گاز طبیعی در موتور دیزلی و بررسی امکان بکارگیری آن در درصدهای بالا یک راهکار نوین دیگر هست، که می تواند وابستگی به سوخت دیزل را کمتر کند. در این راستا در این مطالعه، بیودیزل با فرآیند ترانس استریفیکاسیون از روغن پسماند تولید شد و در دو سطح 5 و %20 در سوخت دیزل ترکیب گردید. سپس از گاز طبیعی در سه سطح 60، 70 و %80 (G/T%) در موتور دیزل استفاده شد. آزمایشات موتور در بار کامل و در دور  rpm1500 انجام گرفت. به طور کلی نتایج این آزمایش نشان داد که برای شرایطی که از بیودیزل  B20در ترکیب سوخت دیزل و از سوخت گازی نیز در مقدار %80 در موتور دیزل استفاده می شود، به دلیل کاهش در اغلب آلاینده های انتشاری موتور، افزایش بازدهی انرژی و کاهش هزینه اقتصادی، شرایط مناسبی فراهم می گردد؛ به طوری که تحت این شرایط در مقایسه با موتور دیزل معمولی، توان ترمزی و بازده انرژی به ترتیب 8.86 و %29.06 افزایش می یابد، همچنین مصرف سوخت ویژه ترمزی، CO و CO2 نیز به ترتیب 26.5، 57.58 و %4.54 کاهش پیدا می کند، هرچند مقدار NOx اندکی افزایش می یابد، ولی هزینه اقتصادی در مقایسه با دیزل % $/kwh26.47 کمتر می شود و لذا از این جهت نتایج ارزشمندی را درپی دارد.

    کلید واژگان: بیودیزل, گاز طبیعی, موتور دیزل, انتشار گازهای گلخانه ای و عملکرد اقتصادی
    Farid Haghighat Shoar*, Bahman Najafi

    One of the major problems in the world is the supply of energy. Biodiesel is one of the alternative fuels and renewable energy sources. The use of B5 biodiesel in diesel fuel mixtures is common and most countries have planned to use B20 biodiesel. The use of natural gas in diesel engines and the study of the possibility of using it in high quantities is another new solution, which can reduce dependence on diesel fuel. In this study, biodiesel was produced from waste oil by transesterification process and used in two levels of 5 and 20% in diesel composition. Then natural gas was used in three levels of 60, 70, and 80% (% G / T) in the diesel engine. Engine tests were performed at full-load at 1500 rpm. In general, the test results showed that in conditions where biodiesel B20 was used in the composition of diesel fuel and gaseous fuel was used in the amount of 80% in a diesel engine, suitable conditions in terms of reducing emissions, increasing energy efficiency, and reducing economic costs were obtained; Under these conditions, compared to a conventional diesel engine, brake power, and energy efficiency increased by 8.86 and 29.06%, respectively. Also, brake specific fuel consumption, CO and CO2 were reduced by 26.5, 57.58, and 4.54%, respectively. Although the amount of NOx increased slightly, but, decreased the economic cost compared to diesel 26.47% $/kwh, so the results were valuable.

    Keywords: Biodiesel, Natural Gas, Diesel engine, Emissions of greenhouse gases, and economic performance
  • به داد شدیدی*، حسین حاجی آقا علیزاده، غلامحسن نجفی، سید اشکان موسویان، مقداد خزایی

    در چند دهه اخیر افزایش گازهای گلخانه ای به چالش و نگرانی بزرگی تبدیل شده است. آلودگی محیط زیست یکی از بزرگ ترین چالش های بشر در قرن بیست و یکم است. بهبود عملکرد موتورهای احتراق داخلی و کاهش میزان آلاینده ها همواره از دغدغه های محققان بوده است. استفاده از سوخت های جایگزین و کنترل و تنظیم ضریب لامبدا به عنوان موثرترین راهکاهایی جهت افزایش راندمان سوخت، کاهش آلودگی و بهبود توانایی حرکتی موتور شناخته شده است. لذا در این پژوهش، رابطه بین نسبت تعادلی هوا به سوخت یا ضریب لامبدا با متغیرهای عملکردی موتور و همچنین آلاینده های خروجی از اگزوز با ا ستفاده از مخلوط های سوخت دیزل- اتانول به عنوان سوخت جایگزین در یک موتور دیزل در دورهای 1700، 1800 و 1900 دور بر دقیقه بررسی شده است. نتایج نشان داد که افزایش درصد اتانول در مخلوط سوخت دیزل و اتانول باعث افزایش ضریب لامبدا گردید. این افزایش باعث کاهش توان و گشتاور موتور گردید. بیشترین کاهش توان در دور 1900 دور در دقیقه و به میزان 1.18 کیلو وات و بیشترین کاهش گشتاور در دور 1800 دور در دقیقه به میزان  5.94 نیوتن در متر  بدست آمد. با افزایش مقدار ضریب لامبدا، اکسیژن خروجی از اگزوز به میزان 42.89% در دور 1700 دور در دقیقه افزایش یافت. همچنین افزایش لامبدا باعث کاهش آلاینده های هیدروکربن های نسوخته و منواکسید کربن گردید. به طوری که، بیشترین کاهش این آلاینده ها به ترتیب به میزان 23.8% در دور 1800 دور در دقیقه و 38.75% در دور 1900 دور در دقیقه بدست آمد. همچنین افزایش ضریب لامبدا، اندکی باعث افزایش اکسید های نیتروژن گردید. در نهایت، در اثر استفاده از مخلوط های سوخت دیزل-اتانول و در نتیجه آن افزایش ضریب لامبدا، کاهش قابل توجهی در میزان انتشار آلاینده های خروجی از اگزوز بدست آمد.

    کلید واژگان: ضریب لامبدا, نسبت هوا به سوخت, موتور دیزل, سوخت جایگزین, آلاینده های اگزوز
    Behdad Shadidi*, Hossein Haji Agha Alizade, Gholamhassan Najafi, Seyed Ashkan Moosavian, Meghdad Khazaee

    In recent decades, rising greenhouse gas emissions have become a major challenge and concern. Environmental pollution is one of the greatest human challenges of the 21st century. Improving the performance of internal combustion engines and reducing the amount of pollutant emissions has always been a concern for researchers. The use of alternative fuels and the control and adjustment of the lambda coefficient are known as the most effective ways to increase fuel efficiency, reduce pollution and improve engine mobility. Therefore, in this study, the relationship between air-to-fuel equilibrium ratio or lambda coefficient with engine performance and exhaust emissions of a diesel engine using diesel-ethanol fuel blends as an alternative fuel at 1700, 1800 and 1900 rpm engine speeds has been investigated. The results showed that increasing the percentage of ethanol in the diesel-ethanol fuel blend increased the lambda coefficient. This increase reduced engine power and torque. The highest power reduction was achieved at 1900 rpm at the rate of 1.18 kW and the maximum torque reduction at 1800 rpm at the rate of 5.94 N.m. As the lambda coefficient increased, the exhaust oxygen output increased by 42.89% at 1700 rpm. The increase in lambda also reduced the emissions of unburned hydrocarbons and carbon monoxide. Thus, the highest reduction of these pollutants was 23.8% at 1800 rpm and 38.75% at 1900 rpm, respectively. Also, increasing the lambda coefficient slightly increased the nitrogen oxides. Finally, due to the use of diesel-ethanol fuel blends and as a result of increasing the lambda coefficient, a significant reduction in the amount of emissions of exhaust gases was achieved.

    Keywords: Lambda coefficient, Air to fuel ratio, diesel engine, Alternative fuel, Exhaust emissions
  • Javad Zareei*, Saeed Ahmadi

    In internal combustion engines, the turbocharger and alternative fuels are two important factors affecting engine performance and exhaust emission. In this investigation, a one-dimensional computational fluid dynamics with GT-Power software was used to simulate a six-cylinder turbocharged diesel engine and the naturally aspirated diesel engine to study the performance and exhaust emissions with alternative fuels. The base fuel (diesel), methanol, ethanol, the blend of diesel and ethanol, biodiesel and decane was used. The results showed that decane fuel in the turbocharged engine has more brake power and torque (about 3.86%) compared to the base fuel. Also, the results showed that the turbocharger reduces carbon monoxide and hydrocarbon emissions, and biodiesel fuel has the least amount of carbon monoxide and hydrocarbon among other fuels. At the same time, the lowest NOX emission was obtained by decane fuel. As a final result can be demonstrated that the decane fuel in the turbocharged engine and the biodiesel fuel in the naturally aspirated engine could be a good alternative ratio to diesel fuel in diesel engines.

    Keywords: Diesel engine, Fuel, GT-Power, Performance, Emission, Turbocharger
  • M. Sheykhvazayefi*, M. Gorji-Bandpy, A. Hajialimohammadi, M. Agha Mirsalim

    The novel diesel engines with advanced fuel injection systems are equipped with solenoid injectors comprising multiple small nozzle orifices which makes considerable improvement in fuel spray characteristics and engine performance along with providing high pressure fuel injection system. On the other hand, poor fuel quality, impurities and heavy metal elements in the diesel fuel, and high temperature medium in the diesel engines combustion chamber lead to remarkable deposits formation in the small holes of the nozzle. In addition, it results in partial or complete nozzle hole obstruction which is called injector nozzle coking having detrimental effects on discharged spray ideal behavior and proper engine performance. In this work, the analysis of coking phenomenon influences on diesel spray macroscopic characteristics have been done. Initially, the coked injectors with different time operation and deposit amounts are prepared under experimental and specific operating conditions. Then, the images recorded from the spatial and temporal evolution of a diesel spray in various injection and chamber pressures, are processed through the extended code in MATLAB software in order to analyze discharged fuel spray characteristics. The SCHLIEREN Imaging Method with high speed camera has been utilized in a CVC (constant volume chamber) without combustion. Non-Destructive Electron Microscopy Method of SEM (Scanning Electron Microscope) imaging was utilized in order to analyze sediments quantity and construction changes during injector working in the real engine conditions. The results show that, sediments occupy 20, 40, 75 and 90% of the total hole opening surface, respectively in the injectors with 300, 700, 800 and 900 hours operating time. By increasing the injector operation time and accumulated sediment amount on the nozzle, the discharged injector spray exhibits a more inappropriate behavior. Moreover, The Results revealed that coking has considerable effects on the spray tip penetration at low injection pressures. As injection pressure increases, the decreasing rate of the penetration length alleviates gently. In other words, at high injection pressures (1500 bar and higher) the penetration length has minor drop compared with non-utilized injectors even at 900 hours operating time, but the spray projected area can be reduced up to 28% in high chamber pressures.

    Keywords: Diesel engine, Nozzle coking, Schlieren imaging, Coked injector
  • A. Vadivel*, S. Periyasamy

    A single cylinder diesel engine was tested under different loading conditions with its piston crown coated with the Thermal Barrier Coating (TBC). The main objective of this work is to investigate the effect of the TBC on performance and emission characteristics in the diesel engine. The top surface of the piston was coated with 100 µm thick NiCrAl as lining layer by plasma spray method. A mixture of 88% Yttria stabilized Zirconia, 4% MgO and 8% TiO2 of 150 µm thick were coated over the lining layer. Exhaust emission (HC, NOx, CO and CO2) parameters were investigated using AVL exhaust gas analyzer. The results showed that the brake thermal efficiency was increased by 10% and brake specific fuel consumption was decreased by 9.8% for coated piston in comparison with the uncoated piston engine. It was also observed that, smoke, CO and HC emissions were decreased in the TBC engine as compared with the baseline engine. In addition carbon di oxide (CO2) and nitrogen oxide (NOx) emissions were partially increased.

    Keywords: Yttria stabilized zirconia, Thermal barrier coating, Diesel engine, Piston crown, Plasma spray, Emission
نکته
  • نتایج بر اساس تاریخ انتشار مرتب شده‌اند.
  • کلیدواژه مورد نظر شما تنها در فیلد کلیدواژگان مقالات جستجو شده‌است. به منظور حذف نتایج غیر مرتبط، جستجو تنها در مقالات مجلاتی انجام شده که با مجله ماخذ هم موضوع هستند.
  • در صورتی که می‌خواهید جستجو را در همه موضوعات و با شرایط دیگر تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مجلات مراجعه کنید.
درخواست پشتیبانی - گزارش اشکال