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A relação ar-combustível (AFR) é um parâmetro crucial para controles de combustão em motores de combustão interna. Uma medição AFR incorreta para o motor de combustão interna alternativo causa uma alta formulação de emissões de gases tóxicos, problemas sérios de consumo de combustível e ruídos de combustão insuportáveis ​​e deterioração da combustão. Tradicionalmente, o AFR é obtido por medição direta do ar de admissão e o combustível é injetado na câmara de combustão ou pré-misturado no carburador. No entanto, o AFR preciso obtido a partir da medição direta é difícil devido à resolução de equipamentos de medição propensos a erros.

Este artigo descreve um método para a determinação precisa da relação ar-combustível com base na análise dos gases de emissão de escape como uma ferramenta adicional utilizada para ser validada a medida convencional das taxas de fluxo de ar direto. Este método explica todos os parâmetros possíveis que podem afetar a precisão da relação ar-combustível, que inclui o erro do instrumento, as condições ambientais, a constante constante de reação de água-gás, a umidade do ar atmosférico e a inclusão de nitrogênio no modelo de relação ar-combustível.

Os resultados mostram que quatro concentrações essenciais de emissão de gases de escape, nomeadamente monóxido de carbono, dióxido de carbono, oxigênio e hidrocarbonetos, são adequadas para obter uma relação ar-combustível precisa. O tipo de combustível e a gama de parâmetros que podem afetar a precisão da relação ar-combustível são adequadamente definidos. Este artigo também apresentará os resultados experimentais de um motor de ignição por faísca com gás bi-combustível para comparação com resultados computacionais. Os resultados desta investigação serão utilizados para desenvolver um novo motor de gás natural dedicado.

Palavras-chave: AFR, motor Bifuel, gás natural, emissões, reação água-gás.

Notação:

A * número mole de ar atmosférico

W número de toupeira de vapor de água presente no ar atmosférico

Pg pressão de vapor de água saturada à temperatura ambiente

porcentagem de carbono em combustível

Percentual de hidrogênio em combustível

Percentual de oxigênio no combustível

porcentagem de nitrogênio em combustível

porcentagem de sulfer em combustível

Ei fração molar de espécies de emissão para o componente i

Np é o número total de moles de produtos de escape

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