91-41 ة(، صفح9814بهار ) 83پژوهشي تحقيقات موتور، شمارة -فصلنامة علمي

پژوهشي تحقيقات موتور -فصلنامة علمي

www.engineresearch.irتارنماي فصلنامه:

ديزلبا سوخت زيستاستوانه عملكرد موتور ديزل تك بررسي تجربي

8، برات قبادیان*2، سيد رضا موسوي سيدي9رضا ميريسيد محمد

yahoo.com@mohammadrezamiri89 ایران، ،ساري ،دانشگاه علوم کشاورزي و منابع طبيعي 9 mousavi22@yahoo.com ،، ایرانساري ،دانشگاه علوم کشاورزي و منابع طبيعي 2

ghobadib@modares.ac.ir ، ایران،تربيت مدرس، تهراندانشگاه 8 31998931198: تماسنویسندة مسئول، شمارة *

چكيده

اطالعات مقاله

دیزل روغن کلزاي غيرخوراکي از طریق واکنش در این تحقيق ابتدا سوخت زیستموتور دیزل تک استوانه با مخلوط هاي عملکردي استریفيکاسيون توليد شد. سپس ویژگيترانس

19، 93، 29درصد حجمي تحت بارهاي 23و 99، 93، 9دیزل حاوي و زیست 2 ةسوخت دیزل شماربررسي شد. نتایج نشان داد د.د.د. 433با گام د.د.د. 8333تا 9333هاي درصدي در سرعت 933و

دیزل نسبت به دیزل خالص، توان و گشتاور موتور ابتدا کاهش و سپس که با افزایش سوخت زیست. توان موتور در یابدميموتور ابتدا افزایش و سپس کاهش ةمصرف سوخت ویژو در مقابل افزایش

23,4و 99,3، 11,3 ( به ترتيبB0نسبت به دیزل خالص ) B20 و B10 ،B15هاي مخلوط سوخت درB5 درصد کاهش یافت. عالوه بر این سوخت 31,8نيز B5 درصد افزایش و مخلوط سوخت

کمترین د.د.د. 8333 سرعت دورانيدر B20بيشترین تأثير و سوخت د.د.د. 2333سرعت دوراني در B10ت درصد بيشترین تأثير و سوخ 29در بار B5تأثير روي توان موتور داشت. همچنين سوخت

در B10 داشت. در نهایت سوخت مصرف سوخت ویژة موتوردرصد کمترین تأثير را روي 933بار درصد به عنوان ترکيب بهينه انتخاب شد. 933و بار د.د.د. 2333 سرعت دوراني

تمامي حقوق براي انجمن علمي موتور ایران محفوظ است.

:مقاله ةتاریخچ 9814 مرداد 91دریافت: 9814 دي 9پذیرش:

ها:کليدواژه دیزلزیست

روغن کلزاي غيرخوراکي عملکرد موتور

موتور دیزل تک استوانه

IranianSociety

of Engine

CCBY NC SA

Dow

nloa

ded

from

eng

iner

esea

rch.

ir at

14:

08 +

0330

on

Tue

sday

Feb

ruar

y 4t

h 20

20

93 91-41 ة(، صفح9814 بهار) 83پژوهشي تحقيقات موتور، شمارة -فصلنامة علمي، ميري و همکاران

مقدمه -1هر سال به طور مداوم تعداد موتورهاي دیزل به دليل داشتن بازده

یابد. کم، افزایش مياي زیاد، اقتصاد سوخت و توليد گازهاي گلخانهاي تقریباً در تمام موتورهاي دیزلي بيش از موتورهاي اشتعال جرقه

شوند. بنابراین، تقاضاي هاي کاربردي سنگين ترجيح داده ميبرنامهیابد. از آنجا که جهاني براي سوخت دیزل در هر سال افزایش مي

اي ههاي سنگواراي به تدریج کاهش، و سوختمنابع سوخت سنگوارهیافتن شوند، الزم بهباعث آلودگي هوا و گرم شدن کره زمين مي

.]9[منابع انرژي تجدیدپذیر است هاي گياهي بسيار شبيه به سوخت دیزل اند. با این هاي روغنویژگي

هاي گياهي به عنوان سوخت روغن حال در تحقيقات اوليه استفاده از ر عملکرد موتور شد.براي موتورهاي دیزل، منجر به تأثير منفي ب

هاي گياهي در موتور دیزل منجر به روغن همچنين استفاده ازمشکالتي در افزایش فشار، گرد کردن، چسبندگي، گرفتگي افشانه،

آلودگي روغن موتور در عمليات دراز مدت به چسبندگي حلقة سمبه ودليل گرانروي قوي و چگالي است. روش استریفيکاسيون نبدیل

ب آزاد موجود در روغن به متيل استر را گویند که با اسيدهاي چرواکنش کاتاليست اسيد سولفوریک و متانول همراه است. همچنين در

درصد، 9,3هایي با محتواي اسيدهاي چرب آزاد فراتر از مورد روغنفرآیند نيازمند یک مرحله پيش تصفيه )مرحله استریفيکاسيون( است.

احتراق و عملکرد بهتر موتور، برايسپس به منظور کاهش گرانروي استریفيکاسيون استفاده هاي گياهي با استفاده از روش ترانساز روغن

شود. ميهاي گياهي به عنوان روش ترانس استریفيکاسيون براي تبدیل روغن

دیزل نام دارد، در موتورهاي دیزل استفاده سوخت جایگزین که زیست .] 8-2[شود مي

عبارت است، ASTM D6751د اساس استاندارربدیزل زیستسوخت ازيلي زنجيره بلند اسيدهاي چرب حاصل لاز ترکيب استرهاي مونواک

را آنترین منابع که مهم تجدیدپذیر واکنشگرهاي واکنش یک الکل باداراي حدود و دهندهاي گياهي تشکيل ميهاي حيواني و روغنچربي

شدن کامل سوخت کمک درصد اکسيژن که به شعله ور 92تا 93 .]4[کرده و داراي عدد ستان بزرگ نيز است

عنوان هاي گياهي مختلف بهدیزل توليد شده از روغنسوخت زیستپذیر و غير سمي که در ناسوخت جایگزین تجدیدپذیر، زیست تخریب

شود، است. با موتورهاي دیزل بدون هيچ گونه تغييراتي استفاده ميها باید در حدود استانداردهاي کرد که خواص آن این حال، باید اشاره

ASTMو EN 14214دیزل، به خصوص استاندارد سوخت زیست

D6751 باشد، در غير این صورت باعث مشکالت مختلفي درموتورهاي دیزل مانند عملکرد و آالیندگي موتور، خوردگي قطعات،

.]9[شوند تشکيل رسوب در خط سوخت و تخریب روغن مي

دیزل در اروپا است که ، استاندارد سوخت زیستEN 14214ندارد استااستانداردهاي ملي مربوطه براي هر کشور که جزو کميته استاندارد

BS 14214عنوان مثال، براي انگلستان، اروپا بوده، متفاوت است. بهEN ،14214و براي آلمان DIN EN است. این استاندارد کمينه

هاي موتورسازي و صنایع دیزل براي شرکتملزومات کيفي زیست D6751کند. استاندارد دیزل کشورهاي اروپایي را تعيين ميزیست

ASTM دیزل در ایالت متحده امریکا است استاندارد سوخت زیستدیزل و ( و مخلوطي از سوخت زیستB100دیزل خالص )که زیست

.]3[گيرد دیزل را نيز در بر ميدرصد زیست 23ا سقف دیزل تتواند کيفيت سوخت را دیزل در دیزل امتزاج پذیر است و ميزیست

تواند رواني دیزل به دیزل ميبهبود بخشد. بطور مثال افزودن زیسترا بهبود دهد و منجر به افزایش عملکرد موتور شود. این سوخت آن

ي در مقایسه با سوخت دیزل باعث کاهش گازهاي خروجي سمتوان به لزجت قوي آن دیزل اشکاالتي هم دارد که ميشود. زیستمي

هایي از اشاره کرد. لزجت شدید باعث چسبيدن سوخت به قسمتشود. همچنين روي عدد ستان، دماي شعله و چگالي هم اثر موتور مي

تر رندهدیزل بشدت به نور و دما حساس، و از دیزل خوگذارد. زیستمي .]1[است

موتوري دیزل چهار زمانه با هايیندهالي عملکرد و آادر مطالعهدیزل و دیزل دیزل و دیزل، زیستاستفاده از سه ترکيب سوخت زیست

93، 23، 93، 9، 3دیزل با درصد حجم افزودني و نفت سفيد و زیستدور بر دقيقه تحت شرایط بارگذاري 9333در سرعت ثابت 933و

ف، متوسط و قوي( بررسي شده است. )ضعيدهد، با افزایش درصد سه ترکيب سوخت در بار مينتایج تحقيق نشان

یابد، در حالي که در بار متوسط و کم، مصرف سوخت ویژه افزایش ميدیزل و دیزل و دیزل، زیستقوي، با افزایش درصد سوخت زیست

با افزایش دیزل افزودني، مقدار مصرف سوخت ویژه افزایش، ولي دیزل، مصرف سوخت ویژه کاهش درصد سوخت نفت سفيد و زیست

.]3[یابد ميدیزل تک و آالیندگي موتوري عملکردي متغيرهاي تحقيقي در

دیزل در زیست و دیزل سوخت مخلوط بکارگيري با آب خنک ةاستوانبار، افزایش با دهدمي نشان تحقيق شد. نتایج بارهاي مختلف بررسي

ها افزایش ترمزي و بازده حرارتي ترمزي براي تمام سوختتوان دیزل، بازده حرارتي ترمزي یابند. همچنين با افزایش درصد زیستمي

.]1[و مصرف سوخت ویژه به ترتيب افزایش و کاهش یافته است دیزل تک موتورية آالیند و احتراق هايویژگي در تحقيقي که روي

بين متغير موتور دور در پایدار شرایط تراکمي تحت احتراق استوانه با با B10و B5دیزل دقيقه و سوخت زیست در دور 2333تا 9233

عنوان به دیزل روغن پسماند موجود در رستورانزیست از استفادهانجام شد، به این نتيجه رسيدند که سوخت جایگزین سوخت

Dow

nloa

ded

from

eng

iner

esea

rch.

ir at

14:

08 +

0330

on

Tue

sday

Feb

ruar

y 4t

h 20

20

99 91-41 ة(، صفح9814 بهار) 83پژوهشي تحقيقات موتور، شمارة -فصلنامة علمي، ميري و همکاران

با سوخت ویژه ترمزي مصرف در درصدي 19,9افزایش دیزل،زیست .حرارتي کمتر یافت شد به ارزش توجه حرارتي بازده سوخت، مصرف مقدار که دهدمي نشان تجربي نتایج

مصرف که حالي در یافته، افزایش خروجي گاز حرارت درجه ترمزي و این، بر عالوه .است یافته کاهش موتور سرعت افزایش سوخت ویژه با

شده توليد دیزلزیست خاص، طور یابد. به مي افزایش موتور قدرتارزي را ایجاد هم نسبت ترینپایين پراکسيد کردن، فرآیند افزودن با

براي مؤثر طور به تواندمي پراکسيد کردن فرآیند بنابراین، کند.مي شود، استفادهاستفاده مي دیزلزیست هنگامي که سوخت خواص بهبود .]93[شود

و خالص دیزلزیست عملکرد هايویژگي ارزیابي که براي تحقيقي در بار سه تحت 4 اروپا دیزل موتور آن بر روي یک ترکيبي سوخت ،333) موتور مختلف سرعت و چهار (درصد 933 و 93 ،29) مختلفانجام شده بود، به این نتيجه (دقيقه در دور 8333 و 2433 ،9233

افزایش به منجر دیزلزیست سوخت ترکيب از رسيدند که استفاده و موتور کم هايسرعت در خصوص به ترمزي ویژه سوخت مصرف . شودمي جزئي بار شرایط

مصرف سوخت ویژه موتور، براي درصدي 29بار در مثال، عنوانبه براي درصدي 4,84 و 42 افزایش شد که ترمزي مشخص

و دقيقه در دور 333 در دور ترتيب به دیزل با مقایسه در دیزلزیست . است دارا را دقيقه در دور 9233 933 و 93 بار در دیزل با مقایسه در دیزلزیست ترمزي حرارتي بازده

شد. از مخالفي مشاهده درصدي روند 29 بار در ولي بزرگتر، اندکي جایگزین تجدیدپذیر بخاطر سوخت یک عنوانبهدیزل طرفي زیست

و)حفظ کردن تمام خواص خود در طول زمان( پایداري ،خوب کيفيت. استر برخوردا خاصي اهميت ان ازـجه رـسرتاس در ،بودن پذیرتجزیههاي گياهي روغن از که است ليآلکيتک استرهايمتيل دیزل،زیست

.]99[ميشود استحصال واکنشگر حضور درو حيواني دیزل حاصل از روغن کلزاي غيرخوراکي در این تحقيق، سوخت زیست

در موتور دیزل تک استوانة 2هاي آن با سوخت دیزل شماره و مخلوطهاي مختلف استفاده شد. در هوا خنک، در چهار بار موتور و سرعت

هاي الزم براي محاسبه و بررسي متغيرهاي عملکردي ادامه دادهدیزل موتور ثبت گردیده و عملکرد موتور با استفاده از سوخت زیست

ارزیابي شده است.

مواد و روش -2منظور بررسي متغيرهاي عملکردي موتور دیزل در تحقيق حاضر به

دیزل تک استوانة هوا خنک از مخلوط سوخت دیزل معمولي با زیست 9333هاي درصد حجمي در سرعت 23و 99، 93، 9، 3هاي با نسبت

933و 19، 93، 29د.د.د. تحت بارهاي 433د.د.د. با گام 8333تا درصد استفاده شد.

گام ترمز متصل به موتور دیزل تک استوانه گشتاور و توان بوسيله لتحت بار و سرعت بيان شده، پس از رسيدن به حالت پایدار

گيري شد. همچنين متغيرهاي عملکردي موتور )مصرف سوخت، اندازه( نام RAKگشتاور و توان( توسط سامانة پایش از راه دور که رک )

دور را نشان نماي کلي سامانة پایش از راه 9دارد، ثبت شد. شکل دهد.مي

: نمایي کلي سامانة پایش از راه دور9شکل

سوخت آزمايش -2-1کلزاي استر دیزل توليد شده در این پژوهش، متيل سوخت زیست

غيرخوراکي است که در آزمایشگاه انرژي تجدیدپذیر گروه مکانيک سامانة دانشگاه تربيت مدرس تهيه شد. زیست

خوراکي از کارخانه سبوس گندم شهرک همچنين روغن کلزاي غيردیزل توليد صنعتي جویبار مازندران تهيه شد. برخي از خواص زیستارائه شده 9شده به همراه استاندارد و حدود مجاز مربوطه در جدول

است.

دیزل مورد استفاده هاي مهم سوخت دیزل و زیست: برخي از ویژگي9 جدول و حدود مجاز ASTMبه همراه استاندارد

دیزل دیزلزیست حد مجاز آزمون خصوصيات

گرانروي سينماتيک (mm2/s)

D445 3 - 1,9 99,4 93,8

D445 8 – 39,3 33,3 32,3 (g/cm3چگالي )گرانروي دیناميک

(MPa.s) D445 3 - 1,9 18,8 3,2

لگام ترمز و موتور آزمايش -2-2با سامانة D400در تحقيق حاضر از دستگاه لگام ترمز جریان گردابي

و به ترتيب حداکثر توان و حداکثر د.د.د. 93333پایش و بيشينة دور گيري گشتاور، توان و اعمال براي اندازه N.m 33و Kw 33گشتاور

سرعت و بارهاي مختلف استفاده شد. 9تا 9,3گيري شده بين دقت این لگام ترمز براي متغيرهاي اندازه

گيري( است. درصد مقياس کلي )کل محدودة اندازه

Dow

nloa

ded

from

eng

iner

esea

rch.

ir at

14:

08 +

0330

on

Tue

sday

Feb

ruar

y 4t

h 20

20

92 91-41 ة(، صفح9814 بهار) 83پژوهشي تحقيقات موتور، شمارة -فصلنامة علمي، ميري و همکاران

همچنين موتور مورد استفاده در این آزمون، موتور دیزل چهار زمانه ساخت کشور ایتاليا بود که LOMBARDINIتک استوانة هوا خنک

ویژگي هاي فني موتور بيان شده است. 2در جدول

آزمایش: مشخصات موتور مورد 2جدول

مقدار مشخصات موتور

DIESEL 3LD 510 نوع 33 وزن )کيلوگرم(

9 تعداد استوانه 39 قطر استوانه )ميليمتر(

13 استوانه )ميليمتر(پيمایش

993 استوانه )سانتي متر مکعب( حجم 9:9,91 نسبت تراکم

1 توان بيشينه )کيلو وات(

88 متر(گشتاور بيشينه )نيوتن

نمایي از موتور و لگام ترمز مورد استفاده در آزمایش 2شکل همچنين

دهد.را نشان مي

: نمایي از موتور و لگام ترمز مورد آزمایش2شکل

روش آزمايش -2-3ها به رایانه، ابتدا متغيرها از لحاظ بدین ترتيب پس از وارد کردن داده

عمليات بررسيدر این دار بودن بررسي شدند. دار و غيرمعنيمعنيها از آزمون همچنين براي مقایسه ميانگينها و واریانس داده تجزیة

استفاده شد. درصد 9با سطح احتمال اي دانکنچند دامنهاین آزمایش استفاده گردید. Excel ةاز صفح نيز براي رسم نمودارها

بين ترکيبات مختلف متغيرهاي عملکردي موتور ةبا هدف مقایسدیزل انجام گرفت. متغيرهاي تحت پایش در زیست و سوخت دیزل

بوده است. موتور و بار دور، نوع سوختآزمایش، این به مدت که پس از روشن شدن موتور استروش کار بدین صورت

درجة 33و گرم شدن آن )رسيدن دماي روغن موتور به دقيقه 99پایدار رسد و در آن دور( دور موتور به مقدار مورد نظر ميسلسيوس

( دور موتور را در حالت مورد RAKبا استفاده از دستگاه رک ) شود.مي

نظر قرار داده و با پایدار شدن دور، مقادیر متغيرهاي عملکردي موتور شود. ابتدا )مصرف سوخت، گشتاور و توان( در دستگاه فوق ثبت مي

سپس با انجام شد.درصد( 933) موتوربار کامل حالت در آزمایشدرصد( محاسبه 19و 93، 29تفاده از گشتاور کل، بارهاي بعدي را )اس

که به لگام ترمز متصل بود، RAKشد و سپس با استفاده از دستگاه به موتور اعمال شد.

دقيقه به موتور اجازه 93همچنين براي تعویض سوخت نيز به مدت . تمام]92[دهيم تا کار کرده تا سوخت قبلي به اتمام برسد مي

ها در سه تکرار انجام گرفت.آزمایش

طرح آماری مورد استفاده -2-4)بررسي اثرات دو یا چند متغير در این تحقيق از آزمایش فاکتوریل

تيمار 33با صادفيـل تـکام رحـالب طـدر ق ،روي صـفت مورد نظر(( در سه تکرار استفاده سطح دور 4 ×سطح بار 4× سطح سوخت 9)

یا صفت روي هاآن اثر مطالعه براي که را عواملي از یک هر گردید. .گویند شود، تيمارمي مقایسه آزمایش یک در مختلف صفات

سطح 4سطح سوخت، 9متغير مستقل شامل سهدر این آزمون تأثير عنوان متغير بهروي متغيرهاي عملکردي موتور سطح دور 4بار و

در محيط ي آماريهاتجزیه و تحليل ةکلي وابسته بررسي گردید. انجام پذیرفت.درصد 9با سطح احتمال GenStat افزارنرم

نتايج و بحث -3هاي عملکردي عنوان شاخصمصرف سوخت ویژه، توان و گشتاور به

اثر تيمارهاي موجود ابتدا موتور در نظر گرفته شده است. در این بخش ارائه ور اثر متقابل آنها بر روي متغيرهاي عملکردي موتسپس و شود.مي

توان موتور -3-1در این قسمت ارزیابي اثر انواع سوختهاي بررسي شده بر توان موتور

شود.ارائه مي

ديزل بر توان موتوراثر سوخت زيست -3-1-1 نرمي، تأثير و گرانروي گرمایي، ارزش دیزل بویژهزیست مشخصات

بسيار معيار یک هاسوخت ارزش گرمایي. دارند موتور توان بر مهمي .کندمي آزاد کار، انرژي توليد براي که است مهم

موتور توان کاهش موجب دیزلگرمایي ضعيف زیست ارزش بنابراین .]98[شود مي

تغييرات توان موتور نسبت به مخلوط سوخت دیزل و 8در شکل است.دیزل نشان داده شدهزیست

دیزل نسبت به دیزل زیست، با افزایش سوخت 8با توجه به شکل یابد. مقدار خالص، ابتدا مقدار توان موتور کاهش و سپس افزایش مي

Dow

nloa

ded

from

eng

iner

esea

rch.

ir at

14:

08 +

0330

on

Tue

sday

Feb

ruar

y 4t

h 20

20

98 91-41 ة(، صفح9814 بهار) 83پژوهشي تحقيقات موتور، شمارة -فصلنامة علمي، ميري و همکاران

به ترتيب برابر B20و B0 ،B5 ،B10 ،B15هاي توان براي مخلوطkw 3,8 ،kw 41,8 ،kw 38,8 ،kw 39,8 وkw 19,8 .است

: تأثير مخلوط سوخت روي توان موتور8شکل

B20و B10 ،B15هاي مخلوط سوختهمچنين توان موتور با درصد 23,4و 99,3، 11,3( به ترتيب B0نسبت به دیزل خالص )

درصد کاهش یافته 31,8نيز B5افزایش و براي مخلوط سوخت است.

درصد و مخلوط 93تا 9هاي دیزل در مخلوطبا افزایش سوخت زیستآن مربوط یابد که علت درصد، مقدار توان موتور افزایش مي 23تا 99

93تر، افزایش چگالي و گرانروي قوي مخلوط سوخت به احتراق کامل .]94[درصد نسبت به دو مخلوط دیگر است 23و

دیزل برخي محققان نتایج مشابهي از مخلوط سوخت دیزل و زیست . ]93-99[اند نسبت به دیزل خالص را گزارش کرده

مخلوط دهد کهينشان م يمورد بررس يمقایسه ميانگين تيمارهاه داري داشته، باثر معني دیزل روي توان موتورسوخت دیزل و زیست

کمترین تأثير بر B5 بيشترین تأثير و سوخت B20که سوخت طوريدرصد، 9گذارند. علت کاهش یافتن مخلوط سوخت توان موتور مي

.]91[ارزش حرارتي پایين آن است

بر توان اثر متقابل مخلوط سوخت و سرعت -3-1-2

موتورتوان یک موتور به طور مستقيم با گشتاور و سرعت موتور متناسب

تغييرات توان با توجه به مخلوط سوخت دیزل و 8است. در جدول هاي مختلف موتور نشان داده شده است.دیزل در سرعتزیست

هاي هاي سوخت و سرعت، اثر متقابل مخلوط8با توجه به جدول سوخت به طوري کهداري داشته، وان اثر معنيمختلف موتور روي ت

B5 در دورrpm 2333 بيشترین تأثير و سوختB5 در دورrpm گذارند. کمترین تأثير را روي توان موتور مي 8333

دور بر دقيقه به 8333تا 9333همچنين مقدار توان براي دورهاي کيلو وات است. با افزایش 48,2و 88,4، 11,8، 12,8ترتيب برابر

دور بر دقيقه افزایش و بعد از 2333سرعت موتور، مقدار توان تا دور تواند به محتواي انرژي کمتر یابد که علت آن ميآن کاهش مي دیزل در واحد حجم از سوخت دیزل نسبت داد. مخلوط زیست

دیزل در عالوه بر این غلظت و چگالي غليظ مخلوط سوخت زیست .]93[ ضعيف، درکاهش توان موتور تأثير گذار است راق ناقص واحت

: اثر متقابل سرعت و مخلوط سوخت موتور روي توان موتور8جدول

سوخت سرعت موتور )دور بر دقيقه(

ميانگين 8333 2333 2233 9333

D100 (B0) i93,8 f31,8 b29,4 k33,2 C3,8

B5 h33,8 c93,4 a42,4 n93,9 D41,8

B10 h19,8 f12,8 c93,4 j14,2 B38,8

B15 i33,8 g33,8 a43,4 l39,2 C33,8

B20 e4 d33,4 a49,4 m94,2 A19,8

C12,8 B11,8 A88,4 D48,2 ميانگين

داري در سطح اعداد با حروف متفاوت طبق آزمون دانکن تفاوت معني درصد دارند. 9احتمال

دیزل سوخت زیست( با افزایش د.د.د. 9333همچنين در دور نامي )

یابد که علت آن نسبت به دیزل خالص، مقدار توان موتور افزایش ميدیزل نسبت به تواند مربوط به روانسازي بهتر سوخت زیستمي

.]91[کاکي شود موجب کاهش تلفات اصط سوخت دیزل و در نتيجههمچنين در موتورهاي دیزل، سوخت دیزل بر اساس حجمي، درون

دیزل غليظ از سوخت ه و چگالي مخلوط زیستاستوانه تقویت شدکه است دیزل است. بنابراین سوخت داراي شار جرمي بزرگتر بوده

.]23[گردد در موتور تزریق و در نتيجه باعث افزایش توان مي

اثر متقابل مخلوط سوخت و بار بر توان موتور -3-1-3 تغييرات توان با توجه به مخلوط سوخت دیزل و 4در جدول

دیزل در بارهاي مختلف موتور نشان داده شده است.زیست

موتور توانو مخلوط سوخت موتور روي بار: اثر متقابل 4جدول

سوخت (%موتور ) بار

ميانگين 933 19 93 29

D100 (B0) j44,9 h12,2 d82,4 a13,9 C911,8

B5 j42,9 g11,2 e94,4 b89,9 D439,8

B10 j43,9 g11,2 d84,4 a14,9 B384,8

B15 k83,9 fg39,8 d84,4 a31,9 C338,8

B20 i91,9 f33,8 c33,4 a319,9 A198,8

D49,9 C11,2 B81,8 A38,9 ميانگين

Dow

nloa

ded

from

eng

iner

esea

rch.

ir at

14:

08 +

0330

on

Tue

sday

Feb

ruar

y 4t

h 20

20

94 91-41 ة(، صفح9814 بهار) 83پژوهشي تحقيقات موتور، شمارة -فصلنامة علمي، ميري و همکاران

هاي سوخت و بار موتور اثر متقابلي ، مخلوط4با توجه به جدول يمقایسه ميانگين تيمارهاداري نسبت بهم داشته و همچنين معني

درصد 933در بار B10سوخت که دهدينشان م يمورد بررسدرصد کمترین تأثير را روي 29در بار B15بيشترین تأثير و سوخت

گذارند.توان موتور ميدیزل پذیري بيشتر زیستزیادتر بودن مقدار اکسيژن و درجه اشتعال

شودتر و در نتيجه موجب افزایش توان ميمنجر به احتراق کامل]23[.

یابد. در بار، مقدار توان موتور افزایش ميهمچنين با افزایش

هوا، اکسيژن –موتورهاي دیزل با افزایش نسبت هم ارزي سوخت تر دیزل باعث احتراق کاملهاي زیستاضافي موجود در مخلوط

.]29[گردد سوخت شده و منجر به بهبودي توان موتور ميوخت دیزل نسبت به سهمچنين در بار کامل با افزایش سوخت زیست

یابد که مربوط به کاهش ارزش حرارتي دیزل، مقدار توان کاهش مي دیزل نسبت به دیزل است. همچنين هرچه ارزشسوخت زیست .]22[یابد موتور کاهش مي تر باشد، توانپایين دیزلحرارتي زیست

توان به چگالي و گرانروي زیاد سوخت از طرفي کاهش توان را نيز ميضعيف و کاهش بازده احتراق گرد شدن دیزل که منجر به زیست

.]28[شود، نسبت داد مي

گشتاور -3-2

ديزل بر گشتاور موتوراثر سوخت زيست -3-2-1تغييرات گشتاور موتور نسبت به مخلوط سوخت دیزل و 4 در شکل

داده شده است. نشان دیزل زیستدیزل نسبت به دیزل ، با افزایش سوخت زیست4با توجه به شکل

.یابد، افزایش ميB5خالص، مقدار گشتاور موتور به جز سوخت بهبود با)کند مي تقویت را تزریق نفوذ که دیزلزیست گرانروي قوي

.]24[تأثير گذار است بهبود گشتاور بيان ، براي(هوا و آب مخلوط

سوخت روي گشتاور موتور : تأثير مخلوط4شکل

، B5عالوه بر این، احتراق ناقص و محتویات اکسيژن مخلوط سوخت .]29[گردد مي نسبت به سوخت دیزل منجر به کاهش گشتاور

دیزل برخي محققان نتایج مشابهي از مخلوط سوخت دیزل و زیست .]21-23[اند نسبت به دیزل خالص را گزارش کرده

نسبت به دیزل B20و B10 ،B15 هايهمچنين مخلوط سوختدرصد افزایش و براي 98,3و 33,3، 84,3( به ترتيب B0خالص )

درصد کاهش یافته است. 11,4نيز B5مخلوط سوخت مخلوط دهد که ينشان م يمورد بررس يمقایسه ميانگين تيمارها

به داري دارند، اثر معني دیزل روي گشتاور موتورسوخت دیزل و زیستکمترین تأثير را B5 بيشترین تأثير و سوخت B15سوخت طوري که

گذارند. روي گشتاور موتور مي

اثر متقابل مخلوط سوخت و سرعت بر گشتاور -3-2-2

موتورتغييرات گشتاور با توجه به مخلوط سوخت دیزل و 9در جدول

هاي مختلف موتور نشان داده شده است.دیزل در سرعتزیست

متقابل سرعت و مخلوط سوخت موتور روي گشتاور موتور: اثر 9جدول

سوخت سرعت موتور )دور بر دقيقه(

ميانگين 8333 2333 2233 9333

D100 (B0) b81,93 g31,93 j39,99 kl11,1 C12,94

B5 a43,93 d84,91 h13,99 n42,4 D39,94

B10 b81,93 f11,93 i13,99 l18,1 B11,94

B15 a49,93 g31,93 h18,99 k39,3 A32,94

B20 c88,93 e38,91 i13,99 m38,1 C31,94

A49,93 B32,91 C32,99 D91,1 ميانگين

داري در سطح اعداد با حروف متفاوت طبق آزمون دانکن تفاوت معني درصد دارند. 9احتمال

هاي هاي سوخت و سرعت، اثر متقابل مخلوط9با توجه به جدول

سوخت به طوري کهداري داشته، مختلف موتور روي گشتاور اثر معنيB5 در دورrpm 9333 بيشترین تأثير و سوختB5 در دورrpm

گذارند. کمترین تأثير را روي گشتاور موتور مي 8333یابد. علت کاهش همچنين با افزایش سرعت، مقدار گشتاور کاهش مي

دیزل اهش بازده حجمي سوخت زیستتواند بدليل کیافتن گشتاور مي .]23[با توجه به افزایش سرعت باشد

دیزل عالوه بر این، در حالي که چگالي و گرانروي سوخت زیستتر از سوخت بزرگتر از سوخت دیزل است، ارزش حرارتي آن نيز پایين

دیزل است. این عامل روي احتراق تأثير گذاشته و باعث کاهش گشتاور موتور

.]21-23[گردد مي

Dow

nloa

ded

from

eng

iner

esea

rch.

ir at

14:

08 +

0330

on

Tue

sday

Feb

ruar

y 4t

h 20

20

99 91-41 ة(، صفح9814 بهار) 83پژوهشي تحقيقات موتور، شمارة -فصلنامة علمي، ميري و همکاران

اثر متقابل مخلوط سوخت و بار بر گشتاور موتور -3-2-3تغييرات گشتاور با توجه به مخلوط سوخت دیزل و 3در جدول

دیزل در بارهاي مختلف موتور نشان داده شده است.زیست

موتور گشتاورو مخلوط سوخت موتور روي بار: اثر متقابل 3جدول

سوخت (%موتور ) بار

ميانگين 933 19 93 29

D100 (B0) l33,9 i11,99 f33,91 c93,28 C12,94

B5 m39,9 k22,99 g34,93 d41,22 D39,94

B10 l13,9 h34,99 f13,91 b32,28 B11,94

B15 l31,9 h33,99 e13,91 a19,28 A32,94

B20 l33,9 j13,99 f34,91 c99,28 C31,94

D34,9 C33,99 B92,91 A81,28 ميانگين

داري در سطح اعداد با حروف متفاوت طبق آزمون دانکن تفاوت معني درصد دارند. 9احتمال

هاي سوخت و بار موتور اثر متقابل ، مخلوط3ا توجه به جدول ب

يمقایسه ميانگين تيمارهاداري نسبت بهم داشته و همچنين معنيدرصد 933در بار B15که سوخت دهدينشان م يمورد بررس

درصد کمترین تأثير را روي 29در بار B5بيشترین تأثير و سوخت گذارند. گشتاور موتور مي

یابد. افزایش همچنين با افزایش بار، مقدار گشتاور موتور افزایش ميگشتاور به علت کاهش افت حرارت موتور بوده و در نتيجه با افزایش

کاستن و جلو با دیزلزیست سطوح به را اشتعال توان عملگشتاور مي .]83[بهينه ساخت مطلوبي تزریق سوخت به طور بردن

مصرف سوخت ويژه -3-3در این قسمت اثر تغييرات سوخت بر مصرف سوخت بررسي و نتایج

شود.ان ارائه مي

ديزل بر مصرف سوخت ويژهاثر سوخت زيست -3-3-1، سوخت ویژة موتورمصرف ترین خواص در موتورهاي دیزل، مهم

ارزش حرارتي، چگالي، گرانروي و کشش سطحي هستند. دیزل نسبت به طور کلي، از آنجا که چگالي و گرانروي سوخت زیست

دیزل تزریق شده به سوخت دیزل بزرگتر است، مقدار سوخت زیست .]82-89[در استوانه بيشتر از سوخت دیزل است

را با توجه به مخلوط مصرف سوخت ویژة موتورتغييرات 9 شکل .دهدينشان مدیزل سوخت دیزل و زیست

دیزل نسبت به دیزل ، با افزایش سوخت زیست1با توجه به شکل کاهش B5به جز سوخت مصرف سوخت ویژة موتورخالص، مقدار

یابد، که علت کاهش یافتن مصرف سوخت ویژه به افزایش نسبت مي گردد. سوخت برمي گردشدن

مصرف سوخت ویژة موتور: تأثير مخلوط سوخت روي 9شکل

مربوط به چگالي، B5از طرفي افزایش مصرف سوخت ویژه سوخت دیزل نسبت به گرانروي قوي و ارزش حرارتي پایين سوخت زیست .]88[شود دیزل خالص بوده که سبب مخلوط فقير با هوا نيز مي

دیزل یزل و زیستبرخي محققان نتایج مخالفي از مخلوط سوخت د .]89-84[اند نسبت به دیزل خالص را گزارش کرده

نسبت به دیزل B20و B10 ،B15هاي همچنين مخلوط سوختدرصد کاهش و براي 19,94و 83,9، 38,93( به ترتيب B0خالص )

درصد افزایش یافته است. 43,9نيز B5مخلوط سوخت مخلوط دهد کهينشان م يمورد بررس يمقایسه ميانگين تيمارهااثر مصرف سوخت ویژة موتوردیزل بر روي سوخت دیزل و زیست

بيشترین تأثير و B5سوخت به طوري کهداري داشته، معنيمصرف سوخت ویژة کمترین تأثير را روي B20و B10 هايسوخت گذارند.مي موتور

مصرف اثر متقابل مخلوط سوخت و سرعت بر -3-3-2

سوخت ويژة موتورتغييرات مصرف سوخت ویژه یا توجه به مخلوط سوخت 1جدول در

هاي مختلف موتور نشان داده شده دیزل در سرعتدیزل و زیست است.

مصرف سوخت ویژة موتور: اثر متقابل سرعت و مخلوط سوخت بر 1جدول

سوخت سرعت موتور )دور بر دقيقه(

ميانگين 8333 2333 2233 9333D100

(B0) a1,191 hi1,839 hi2,819 e3,939 B1,411

B5 b331 i8,849 hi9,833 a3,121 A9,921

B10 cd9,919 ghi2,818 fgh1,833 e4,419 D1,499 B15 f2/933 fgh9,811 hi1,833 d3,943 C2,414

B20 f1,499 fg1,431 hi3,831 d1,948 D1,484

A2,339 C1,813 C1,812 B9,991 ميانگين

داري در سطح طبق آزمون دانکن تفاوت معنياعداد با حروف متفاوت درصد دارند. 9احتمال

Dow

nloa

ded

from

eng

iner

esea

rch.

ir at

14:

08 +

0330

on

Tue

sday

Feb

ruar

y 4t

h 20

20

93 91-41 ة(، صفح9814 بهار) 83پژوهشي تحقيقات موتور، شمارة -فصلنامة علمي، ميري و همکاران

هاي هاي سوخت و سرعت، اثر متقابل مخلوط1با توجه به جدول به داري داشته، مختلف موتور روي مصرف سوخت ویژه اثر معني

بيشترین rpm 9333)دیزل خالص( در دور B0 سوخت طوري کهمصرف کمترین تأثير را روي rpm 2233در دور B5تأثير و سوخت

9333از دور مصرف سوخت ویژة موتورگذارند. مي سوخت ویژة موتوریابد. همچنين دور کاهش و فراتر از آن افزایش ميد.د.د. 2333تا

rpm 9333 کمترین د.د.د. 2333و 2233بيشترین تأثير و دورهاي دارند. مصرف سوخت ویژة موتورتأثير را روي

توان به اثر حجمي نرخ تزریق سوخت ثابت وخت زیاد را ميمصرف سدیزل نسبت داد. عالوه همراه با گرانروي قوي مخلوط سوخت زیست

بر این علت کاهش یافتن مصرف سوخت ویژه نيز مربوط به کاهش یافتن بازده تنفسي و ارزش حرارتي است.

دیزل باعث افزایش همچنين ارزش گرمایي پایين سوخت زیستگردد. با این حال در سرعت تندتر، درجه ميمصرف سوخت ویژة موتور

دیزل موجب بهتر شدن حرارت داغ احتراق و مقدار اکسيژن زیست. ]83[گردد احتراق و در نتيجه کاهش مصرف سوخت ویژة موتور مي

.]83-81[اند برخي محققان نيز نتایج مشابهي را گزارش کردهمصرف سوخت ویژة خت و بار بر اثر متقابل مخلوط سو -8-8-8

موتورتغييرات مصرف سوخت ویژه با توجه به مخلوط سوخت دیزل و

نشان داده شده 3دیزل در بارهاي مختلف موتور در جدول زیست است.

موتور توانو مخلوط سوخت موتور روي بار: اثر متقابل 3جدول

سوخت (%موتور ) بار

ميانگين 933 19 93 29D100 (B0)

a8,133 e833 g9,823 g4,832 B1,411 B5 a3,9393 e1,811 ef1,839 fg9,884 A9,921

B10 c3,324 e4,818 g3,894 g214 D1,499 B15 b3,319 e9,839 g4,899 g3,833 C2,414

B20 d8,192 e8,813 g9,893 g833 D1,484

A9,318 B9,832 C4,823 D3,831 ميانگين

داري در سطح آزمون دانکن تفاوت معنياعداد با حروف متفاوت طبق درصد دارند. 9احتمال

هاي سوخت و بارهاي مختلف ، اثر متقابل مخلوط3با توجه به جدول

به طوري کهداري داشته، موتور روي مصرف سوخت ویژه اثر معني 933در بار B10درصد بيشترین تأثير و سوخت 29در بار B5سوخت

گذارند.مي مصرف سوخت ویژة موتوردرصد کمترین تأثير را روي یابد، که با افزایش بار، کاهش مي مصرف سوخت ویژة موتورهمچنين

ثباتي( زیاد مخلوط علت آن بهبود احتراق، گرانروي کم و تغييرات )بي .]81[دیزل است زیست سوخت

درصد کمترین تأثير را 933درصد بيشترین تأثير و بار 29همچنين بار مصرف سوخت دارند. علت افزایش مصرف سوخت ویژة موتورروي

دیزل نظير سوخت زیست خصوصيات ترکيب از ناشي ویژة موتورگرانروي چگالي غليظ، ترکيب و دیزلزیست ضعيف گرمایي ارزش با و گرانروي قوي چگالي ترکيب یا و ضعيف گرمایي ارزش و قوي

. برخي ]49-43[دیزل است ضعيف سوخت زیست حرارتي ارزش .]48-42[اند محققان نيز نتایج مشابهي را گزارش کرده

نتيجه گيری -4 این پژوهش در دو مرحله انجام شد.

دیزل به روش ترانس در مرحله اول، سوخت زیست استریفيکاسيون بدست آمد.

م، با بدست آوردن خواص مخلوط سوخت دیزل و در مرحله دودیزل از جمله گرانروي و چگالي، عملکرد موتور دیزل تک زیست

استوانة هوا خنک در شرایط تيمارهاي مختلف و اثرات متقابل آنها بررسي شد.

نتایج حاصل از این کار به شرح زیر است: ةخالص دیزل نسبت به دیزل خالص، مقدار توان با افزایش سوخت زیست

و گشتاور موتور ابتدا کاهش و سپس افزایش یافته، در حالي که ابتدا افزایش و سپس کاهش مصرف سوخت ویژة موتوربراي

یافت. همچنين حداکثر مقدار توان، گشتاور و مصرف سوخت ویژه بود. gr/kw.h 9,921و Kw 19,8 ،N.m 32,94به ترتيب برابر

با افزایش دور، مقدار گشتاور موتور کاهش یافت. در حالي کهبه ترتيب افزایش یافته و بعد از آن rpm 2333مقدار توان تا دور

که مقدار مصرف سوخت ویژه برعکس کاهش یافت. در حالي توان بود.

با افزایش بار، مقدار توان و گشتاور موتور افزایش، ولي مقدارسوخت ویژه کاهش یافت. بيشترین مقدار توان و گشتاور مصرف

درصد بوده، در حالي که بيشترین مقدار مصرف 933مربوط به بار درصد بود. 29سوخت ویژه مربوط به بار

سوختB5 در دورrpm 2333 بيشترین تأثير و سوختB20 درکمترین تأثير بر توان موتور داشت و همچنين rpm 8333دور

در B15درصد بيشترین تأثير و سوخت 933در بار B10سوخت درصد کمترین تأثير بر توان موتور داشت. 29بار

سوختB0 دیزل خالص( در دور(rpm 9333 بيشترین تأثير ومصرف کمترین تأثير را بر rpm 2233در دور B5سوخت

29در بار B5داشته، در حالي که سوخت سوخت ویژة موتوردرصد کمترین 933در بار B10درصد بيشترین تأثير و سوخت

داشت. مصرف سوخت ویژة موتورتأثير را بر

Dow

nloa

ded

from

eng

iner

esea

rch.

ir at

14:

08 +

0330

on

Tue

sday

Feb

ruar

y 4t

h 20

20

91 91-41 ة(، صفح9814 بهار) 83پژوهشي تحقيقات موتور، شمارة -فصلنامة علمي، ميري و همکاران

در نهایت بهترین ترکيب از نظر عملکردي موتور، مخلوط سوختB10 در دورrpm 2333 درصد انتخاب شد. 933و بار

References [1] A. Abu-Jrai, J. A. Yamin, A. H. Al-Muhteseb, M. A. Hararah, Combustion characteristics and engine

emissions of a diesel engine fueled with diesel and

treated waste cooking oil blends, Chemical Engineering

Journal, Vol. 172, pp. 129–136, 2011

[2] E. M. Shahid, Y. Jamal, Production of biodiesel: a

technical review, Renewable and Sustainable Energy

Reviews, Vol. 15, pp. 4732–4745, 2011

[3] M. Kouzu, J. Hidaka, Transesterification of

vegetable oil into biodiesel catalyzed by CaO: a review,

Fuel, Vol. 93, pp. 1–12, 2012

[4] E. Viola, Biodiesel from fried vegetable oils via transesterification by heterogeneous catalysis, Catalysis

Today, Vol. 179, pp. 185–190, 2012

[5] O. Ozener, L. Yuksek, A. T. Ergenc and M. Ozkan,

Effects of soybean biodiesel on a DI diesel engine

performance, emission and combustion characteristics,

Fuel, Vol. 115, pp. 875-883, 2012

[6] S. B. Amini, Clean Fuel, Scientific Specialized

Journal Of Biosystem Engineering, Scientific society of

farmmachinery engineering, Bu Ali Sina University Of

Hamedan, 2006

[7] L. Ji, P. Xiao, CH. MengLuo, ZH. Jian, Y. Bo Gu,

ZU. Gang, Biodiesel production from Camptothecaacuminata seed oil catalyzed by novel

Brönsted–Lewis acidic ionic liquid, Applied Energy,

Vol. 115, pp. 438– 444, 2014

[8] M. Mohon, W. Wang, M. Alawi, Performance and

emissions of a diesel engine fueled by biodiesel–diesel, biodiesel – diesel-additive and kerosene – biodiesel

blends, Energy Conversion and Management, Vol. 84,

pp. 164–173, 2014

[9] S. Kumar, B. Prasanna, Experimental investigation on performance and emission characteristics of a diesel

engine fuelled with Mahua biodiesel using additive,

Energy Procedia, No. 54, pp. 569 – 579, 2014

[10] M. Wail, S. Adailehl, S. Khaled, Performance of

diesel engine fuelled by a biodiesel extracted from a

waste cocking oil, Energy Procedia, No. 18, pp. 1317 –

1334, 2012

[11] H. An, W. M. Yang, A. Maghbouli, J. Li, S. K.

Chou, K. J. Chua, Performance, combustion and

emission characteristics of biodiesel derived from waste

cooking oils, Applied Energy, Vol. 112, pp. 493–499, 2013

[12] A. Rahimi, B. Ghobadian, M. Montazeri,

Experimental investigation of performance and

emissions in an air-Cooled single-cylinder diesel engine

using diesel-biodiesel fuel blends, The 9th National

conference on on Agricultural Machinery Engineering

(Mechanical of Biosystems) and Mechanization,

Tehran, Iran, April 22–23, 2015

[13] I. M. Rizwanul Fattah, M. A. Kalam, H. H.

Masjuki, M. A. Wakil, Biodiesel production, characterization, engine performance, and emission

characteristics of Malaysian Alexandrian laurel oil, RSC

Adv, No. 4, pp. 87–96, 2014

[14] I. M. Rizwanul Fattah, M. A. Kalam, H. H.

Masjuki, M. Varman, Effect of antioxidant added

coconut biodiesel blends on emission characteristics of

a heavy-duty diesel engine, International conference on

frontiers of environment, energy and bioscience, Beijing, China, 2013

[15] A. N. Ozsezen, M. Canakci, Determination of

performance and combustion characteristics of a diesel

engine fueled with canola and waste palm oil methyl

esters, Energy Convers Manage, Vol. 52, pp. 108–16,

2011

[16] R. Behest R, Performance and emission study of

waste anchovy fish biodiesel in a diesel engine, Fuel

Processing Technology, Vol. 92, pp. 1187–1194, 2011

[17] H. Kim and B. Choi, The effect of biodiesel and

bioethanol blended diesel fuel on nanoparticles and

exhaust emissions from CRDI diesel engine, Renewable Energy, Vol. 35, pp. 157-163, 2010

[18] S. Ahmed, M. H. Hassan, M. A. Kalam, S. M. A.

Rahman, M. J. Abedin, A. Shahir, An experimental

investigation of biodiesel production, characterization,

engine performance, emission and noise of Brassica

juncea methyl ester and its blends, J Clean Prod, Vol.

79, pp. 74–81, 2014

[19] M.A. Fazal, Biodiesel feasibility study: An

evaluation of material compatibility; performance;

emission and engine durability, Renewable and

Sustainable Energy Reviews, Vol, 15, pp. 1314–1324, 2011

[20] B. Ghobadian, H. Rahimi, A. M. Nikbakht, G.

Najafi, T. F. Yusaf, Diesel engine performance and

exhaust emission analysis using waste cooking biodiesel

fuel with an artificial neural network, Renew Energy,

Vol. 34, pp. 976–982, 2009

[21] M. Gumus, S. Kasifoglu, Performance and

emission evaluation of a compression ignition engine

using a biodiesel (apricot seed kernel oil methyl ester)

and its blends with diesel fuel, Biomass and Bioenergy,

No. 34, pp. 134-139, 2010

[22] H. Hazar, Effects of biodiesel on a low heat loss diesel engine, Renewable Energy, Vol. 34, pp. 1533–

1537, 2011

[23] M. A. Kalam, H. H. Masjuki, M. H. Jayed, A. M.

Liaquat, Emission and performance characteristics of an

indirect ignition diesel engine fuelled with waste

cooking oil, Energy, Vol. 36, pp. 397-402, 2011

[24] H. C. Ong, H. H. Masjuki, T. M. I. Mahlia, A. S.

Silitonga, W. T. Chong, Engine performance and

emissions using Jatropha curcas, Ceiba pentandra and

Calophyllum inophyllum biodiesel in a CI diesel engine,

Energy, Vol. 69, pp. 427–445, 2014 [25] G. Tuccar, E. Tosun, T. Ozgur, K. Aydin, Diesel

engine emissions and performance from blends of citrus

sinensis biodiesel and diesel fuel, Fuel, Vol. 132, pp. 7–

11, 2014

Dow

nloa

ded

from

eng

iner

esea

rch.

ir at

14:

08 +

0330

on

Tue

sday

Feb

ruar

y 4t

h 20

20

93 91-41 ة(، صفح9814 بهار) 83پژوهشي تحقيقات موتور، شمارة -فصلنامة علمي، ميري و همکاران

[26] H. Aydin, H. Bayindir, Performance and emission analysis of cottonseed oil methyl ester in a diesel

engine, Renew Energ, Vol. 35, pp. 588–592, 2010.

[27] A. M. Liaquat, H. H. Masjuki, M. A. Kalam, I. M.

Rizwanul Fattah, M. A. Hazrat, M. Varman, M. Mofijur

and M. Shahabuddin, Effect of coconut biodiesel

blended fuels on engine performance and emission

characteristics, Procedia Eng, Vol. 56, pp. 583–590,

2013

[28] S. Caynak, M. Guru, M. Bicer, A. Keskin and A.

Ycingur, Biodiesel production from pomace oil and

improvement of its properties with synthetic manganese

additive, Fuel, Vol. 88, pp. 534-538, 2009 [29] C. Ilkilic, R. Behcet, The reduction of exhaust

emissions from a diesel engine by using biodiesel blend,

Energy Sources Part A: Recov, Util Environ Effects,

Vol. 32, pp. 839–850, 2010

[30] C. Hasimoglua, M. Ciniviz, I. Ozsert, Y. ingür, A.

Parlak, M. C. Salman, Performance characteristics of a

low heat rejection diesel engine operating with

biodiesel, Renew Energy, Vol. 33, pp. 1709–1715,

2008.

[31] A. N. Ozsezen, M. Canakcy, A. Turkcan, C. Sayyn,

Performance and combustion characteristics of a DI diesel engine fueled with waste palm oil and canola oil

methyl esters, Fuel, Vol. 88, pp. 629-636, 2009.

[32] Z. Qiu, L. Zhao and L. Weatherley, Process

intensification technologies in continuous biodiesel

production, Chem Eng Process, Vol. 49, pp. 323–330,

2010

[33] M. Mofijur, H. H. Masjuki, M. A. Kalam, A. E.

Atabani, Evaluation of biodiesel blending, engine

performance and emissions characteristics of Jatropha

curcas methyl ester: Malaysian perspective, Energy,

Vol. 55, pp. 879-887, 2013

[34] E. Buyukkaya, Effects of biodiesel on a DI diesel engine performance, emission and combustion

characteristics, Fuel, Vol. 89, pp. 3099–3105, 2010

[35] M. Mofijur, H. H. Masjuki, M. A. Kalam, A. E.

Atabani, I. M. R. Fattah, H. M. Mobarak, Comparative

evaluation of performance and emission characteristics of Moringa oleifera and palm oil based biodiesel in a

diesel engine, Ind Crops Prod, Vol. 53, pp. 78–84, 2014

[36] M. Ono, M. Nakajima, K. Yoshida, H. Shoji, A.

Iijima, Influence of various biodiesel fuels on diesel

engine performance, SAE Technical Paper, Vol. 32,

2009

[37] A. N. Ozsezen, M. Canakci, C. Sayin, Effects of

biodiesel from used frying palm oil on the performance,

injection, and combustion characteristics of an indirect

injection diesel engine, Energy Fuels, Vol. 22, pp.

1297–1305, 2008

[38] F. Boudy, P. Seers, Impact of physical properties of biodiesel on the injection process in a common-rail

direct injection system, Energy Convers Manage, Vol.

50, pp. 2905–12, 2009

[39] C. M. V Prasad, S. M. Krishna, C. P. Reddy, K. R.

Mohan, Performance evaluation of non-edible vegetable

oil substitute fuels in low heat rejection diesel engines,

IMech E Part D, Vol. 214, pp. 181-187, 2000

[40] M. Kousoulidou, G. Fontaras, L. Ntziachristos, Z.

Samaras, Biodiesel blend effects on common-rail diesel

combustion and emissions, Fuel, Vol. 89, pp. 3442–

3449, 2010 [41] H. Bayrakceken, An analysis on the effects of

crude and refined soybean oil methyl esters on engine

performance and emission, Energy Sources, Part A:

Recovery, Utilization, and Environmental Effects, Vol.

34, pp. 1407–1415, 2012

[42] M. Guru, A. Koca, O. Can, C. Cınar and F. Sahin,

Biodiesel production from waste chicken fat based

sources and evaluation with Mg based additive in a

diesel engine, Renewable Energy, Vol. 35, pp. 637–643, 2010

[43] F. Aksoy, Analyzing the effects of methyl esters

produced from raw soybean and waste frying oil on

engine performance and NOx emission, Energy

Sources, Part A: Recovery, Utilization, and

Environmental Effects, Vol. 34, pp. 143–151, 2012

Dow

nloa

ded

from

eng

iner

esea

rch.

ir at

14:

08 +

0330

on

Tue

sday

Feb

ruar

y 4t

h 20

20

S. M. Miri et al., The Journal of Engine Research, Vol. 38 (Spring 2014), pp. 49-59 59

The Journal of Engine Research

Journal Homepage: www.engineresearch.ir

Functional variables of a biodiesel-powered single-cylinder diesel engine:

an experimental analysis

S. M. Miri1, S. R. Mousavi Seyedi2*, B. Ghobadian3

1 Agricultural Sciences and Natural Resources University, Sari, Iran, mohammadrezamiri89@yahoo.com 2 Agricultural Sciences and Natural Resources University, Sari, Iran, mousavi22@yahoo.com 2 Tarbiat Modares Universoty, Tehran, Iran, ghobadib@modares.ac.ir *Corresponding Author, Telephone Number: +98-9113569713

ABSTRACT

ARTICLE INFO

In this study, biodiesel fuel was first produced by converting non-edible rapeseed oil through the transesterification reaction. The functional characteristics of a single-cylinder diesel engine powered by a fuel mixture including Diesel #2 (2-D) and biodiesel (with different concentrations of 5, 10, 15 and 20 v/v %) was analyzed under 25, 50, 75 and 100% loading levels at different engine speeds ranging from 1800 to 3000 rpm with 400 rpm increments. Results showed that higher biodiesel to pure diesel ratios first reduced engine power and torque and then improved them, whereas the engine's specific fuel consumption (SFC) was first increased and then decreased. Compared to the pure diesel fuel, engine power was increased by 0.97, 0.11 and 4.28% while running on B15, B10 and B20 fuel mixtures, respectively. It also decreased by 3.87% while using B5. Additionally, the B5 mixture at 2600 rpm had the largest impact and the B20 mixture at 3000 rpm had the smallest impact on engine power. B5 with 25% loading and B10 with 100% loading had the largest and the smallest impacts on specific fuel consumption, respectively. Finally, B10 at 2600 with 100% loading was selected as the best mixture. © Iranian Society of Engine (ISE), all rights reserved.

Article history: Received: 08 August 2015 Accepted: 26 December 2015

Keywords: Biodiesel Non-edible Rapeseed Oil Engine Performance Single-Cylinder Diesel Engine

IranianSociety

of Engine

Engine Research

Engine Research

Engine Research

T H E J O U R N A L O F

CCBY NC SA

Dow

nloa

ded

from

eng

iner

esea

rch.

ir at

14:

08 +

0330

on

Tue

sday

Feb

ruar

y 4t

h 20

20

Dow

nloa

ded

from

eng

iner

esea

rch.

ir at

14:

08 +

0330

on

Tue

sday

Feb

ruar

y 4t

h 20

20