Koncepcja systemu spalania z wykorzystaniem recyrkulowanych spalin w silniku o zapłonie iskrowym

• Autorzy: Cieślik W. , Pielecha I. , Kapusta Ł.

Warianty tytułu

EN

The concept of combustion system with use of recirculated exhaust gas in the spark ignition engine

• Konferencja: International Congress on Combustion Engines (5 ; 24-26.06.2013 ; Bielsko-Biala, Poland)
• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Układy recyrkulacji spalin w silnikach o zapłonie samoczynnym są stosowane głównie w celu ograniczenia emisji tlenków azotu, a w silnikach o zapłonie iskrowym mogą być sposobem zmniejszenia zużycia paliwa. Maksymalna wielkość objętościowego udziału recyrkulowanych spalin w silnikach o zapłonie samoczynnym wynosi około 50%. W silnikach o zapłonie iskrowym udział recyrkulowanych spalin jest znacznie mniejszy. Celem artykułu jest symulacyjna analiza sposobów dostarczenia spalin do wnętrza cylindra układu o zapłonie iskrowym w celu uzyskania zapalnej mieszanki. Problemem, który starano się rozwiązać był dobór sposobu dostarczania powietrza i gazów spalinowych w celu uzyskania pożądanego przestrzennego rozkładu powietrza i spalin w cylindrze. Analizy symulacyjne prowadzono z wykorzystaniem pakietu symulacyjnego AVL Fire. Badania dotyczyły trzech wariantów dostarczenia spalin do cylindra, które cechują się odmiennym sposobem tworzenia mieszaniny gazy palne-gazy niepalne. Wyniki badań dotyczące różnych strategii wprowadzenia gazów do komory spalania rozważano pod kątem możliwości inicjowania i przebiegu procesu spalania. Podsumowaniem artykułu jest wybór strategii dostarczania spalin do cylindra silnika. W dalszych etapach prac przewiduje się adaptację badań symulacyjnych na maszynie pojedynczego cyklu.

EN

The system of exhaust gas recirculation in compression ignition engines is used to reduce the emission of nitrogen oxides, and in spark ignition engines it can be used to reduce the fuel consumption. The maximum value of the volumetric recirculation of exhaust gases in compression ignition engine amounts to approximately 50%. In spark ignition engines the share of recirculated exhaust gases is much smaller. The aim of the article is to simulation analysis of the ways of supplying exhaust gases into the cylinder of the spark ignition system in order to obtain a combustible mixture. The problem, which was to be solved, was the method of supplying the air and exhaust gases in order to obtain the required spacial distribution of the air and exhaust gases in a cylinder. The simulation analysis was conducted with the use of AVL Fire simulation package. Tests concerned three methods of supplying exhaust gases into the cylinder, which are characterised by different way of generating the mixture of flammable and inflammable gases. Test results for the different strategies of introducing gases into the combustion chamber were considered in the aspect of the possibility of initiating and the course of combustion process. The summary of the article is the choice of the strategy of supplying the exhaust gases into the cylinder. The adaptation of the simulation tests will be conducted on the Rapid Compression Machine.

Słowa kluczowe

PL

recyrkulacja spalin; AVL Fire; symulacyjna adaptacja maszyny pojedynczego cyklu

EN

exhaust gas recirculation (EGR); AVL Fire; simulation adaptation of the Rapid Compression Machine

• Wydawca: Polskie Towarzystwo Naukowe Silników Spalinowych
• Czasopismo: Combustion Engines
• Rocznik: 2015
• Tom: R. 54, nr 3
• Strony: 257--263
• Opis fizyczny: Bibliogr. 12 poz., il., wykr., pełen tekst na CD

Twórcy

autor

Cieślik W.

• Wydział Maszyn Roboczych i Transportu Politechniki Poznańskiej

autor

Pielecha I.

• Wydział Maszyn Roboczych i Transportu Politechniki Poznańskiej

autor

Kapusta Ł.

• Wydział Mechaniczny Energetyki i Lotnictwa Instytutu Techniki Cieplnej Politechniki Warszawskiej

Bibliografia

• [1] AVL FIRE, Version 2013, Physics & Chemistry. Combustion, Emission, Spray, Wallfilm, Users Guide, 2013.
• [2] Cieślik W., Borowski P., Pielecha I., Bueschke W., Czajka J., Wisłocki K., Systemy recyrkulacji spalin we współczesnych konstrukcjach silnikowych, Logistyka 3/2014, 1118-1127, ISSN 1231-5478.
• [3] Cieślik W., Pielecha I., Borowski P., Wisłocki K., Evaluation of repeatability of rapid compression machine under selected conditions. ECM 7th – European Combustion Meeting 2015 – 30.03-4.04.2015 – Budapest.
• [4] Czajka J., Wisłocki K., Pielecha I., Borowski P., Examination of the influence of multi-injection strategy on thermodynamic indexes of engine cycle and on the emission of toxic compounds, Combustion Engines. 2014, 157(2), 45-59. ISSN 2300-9896.
• [5] Dingelstadt R., Ewert S., Werz M., Tremble P., Potential of exhaust gas recirculation in gasoline engines. MTZ, Volume 75(9), 2014.
• [6] Hanjalić K., Popovac M., Hadžiabdić M., A robust near-wall elliptic-relaxation eddy-viscosity turbulence model for CFD. Int. J. Heat Fluid Flow, 25(6) 1047–1051, Dec. 2004.
• [7] Haiqiao Wei, Tianyu Zhu, Gequn Shu, Linlin Tan, Yuesen Wang, Gasoline engine exhaust gas recirculation – a review. Applied Energy, 99, November 2012, 534–544, ISSN 0306-2619.
• [8] Jaworski P., Żbikowski M., Modele LES w badaniach numerycznych procesów spalania w silnikach tłokowych – przegląd literaturowy. Archiwum Spalania 11, 2011.
• [9] Pielecha I., Studium bezpośredniego wieloczęściowego wtrysku i spalania benzyny. Seria Rozprawy nr 473, Publisher Poznan University of Technology, Poznan 2012.
• [10] Pietras D., Sobieszczański M., Problemy regulacji silnika o zapłonie iskrowym z recyrkulacją spalin. Combustion Engines. 2004, 119(2), 12-22. ISSN 0138-0346.
• [11] Rodi W., Comparison of LES and RANS calculations of the flow around luff bodies. Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics 69-71, 55–75, 1997.
• [12] Tutak W., Possibility to reduce knock combustion by EGR in the SI test engine. Journal of KONES Powertrain and Transport 18(3), 2011.