Shaping combustion process in SI engine by air injection

• Autorzy: Kośmicki T. , Rychter T.

Warianty tytułu

PL

Kształtowanie procesu spalania w silniku ZI za pomocą strugi powietrza

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

A number of methods was proposed during last decades for shaping the combustion process in SI piston engines [1, 2, 4, 10, 12]. All of them were developed aiming at the decrease of fuel consumption and the search for reduction of pollutant emissions. None of those methods however was effective enough to be widely applied and to stop the need for farther research in that direction. One of the methods recently was the attempt to influence the combustion process initiated by the conventional spark ignition with the air jet introduced in the combustion chamber from outside [11]. The method, known as the Jet Dispersed Combustion (JDC), was intensively investigated during recent years with the use of the model experimental set-ups (combustion bombs, single compression machines and single cylinder research engines) as well as the actual production car engine [3, 5-9]. The results of the studies have shown that the air injection to the combustion chamber after the combustion process was initiated has a potential to stimulate combustion and to utilize the heat released in a more efficient way. The JDC method allows for the intensification of the heat release process and increase by that the peak cycle pressure and the work of the cycle. The air injection can be used for shaping of the pressure profile increasing significantly magnitude of the cycle mean effective pressure, improving engine cycle-per-cycle variability and postively influencing the pollutant emissions.

PL

W okresie ostatnich kilkunastu lat zaproponowano wiele metod kształtowania procesu spalania w silnikach tłokowych o zapłonie iskrowym [1, 2, 4, 10, 12]. Podstawowe cele tych działań to zmniejszenie zużycia paliwa ( wzrost sprawności cieplnej, w której tkwią stosunkowo duże rezerwy) oraz zmniejszenie emisji podstawowych składników toksycznych. Żadna z dotychczas przedstawionych metod nie okazała się jednak na tyle skuteczna, aby można było zastosować ją powszechnie i aby zniknęła potrzeba dalszych poszukiwań w tym kierunku. Jednym ze sposobów oddziaływania na zainicjowany wyładowaniem iskrowym proces spalania jest zastosowanie wtrysku wprowadzonej z zewnątrz do komory spalania strugi niepalnego gazu [11]. Metoda ta, opisana w niektórych źródłach pod nazwą Jet Dispersed Combustion (JDC), została w ciągu ostatnich kilku lat przebadana zarówno na urządzeniach modelowych, takich jak komora o stałej objętości, maszyna pojedynczego sprężu czy jednocylindrowy silnik badawczy, jak i na obiektach rzeczywistych, takich jak produkcyjny silnik samochodowy [3, 5, 6, 7, 8, 9]. Badania wykazały, że wtrysk strugi niepalnego gazu, na przykład powietrza, jest skutecznym narzędziem kształtowania spalania i może przynieść rezultaty w postaci efektywniejszego wykorzystania ciepła potencjalnie zawartego w paliwie. W szczególności może przyspieszać cały proces wywiązywania ciepła, co zazwyczaj owocuje większą prędkością narastania ciśnienia oraz większą szczytową wartością ciśnienia spalania. W tłokowym silniku spalinowym o zapłonie iskrowym, za pomocą tej metody można wpływać na kształt wykresu indykatorowego, istotnie zwiększyć wartość średniego ciśnienia indykowanego, wpływać na twardość i równomierność biegu silnika, a także dość istotnie zmniejszyć koncentrację w spalinach podstawowych składników toksycznych.

Słowa kluczowe

PL

metoda Jet Dispersed Combustion; proces spalania paliwa; zanieczyszczenie środowiska

• Wydawca: Wydawnictwo Naukowe Sieci Badawczej Łukasiewicz - Przemysłowego Instytutu Motoryzacji
• Czasopismo: Archiwum Motoryzacji
• Rocznik: 1999
• Tom: Nr 3
• Strony: 99--119
• Opis fizyczny: Bibliogr. 12 poz., fot., wykr.

Twórcy

autor

Kośmicki T.

autor

Rychter T.

• Institute of Heat Engineering, Warsaw University of Technology

Bibliografia

• [1] S. BIRCH: Mazda's Lean-burn catalyst, Automotive Engineering, 12, 1996, pp. 49-51.
• [2] J.B. HEYWOOD: Internal combustion Engine Fundamentals, McGraw-Hill Book Co., New York, 1998, pp. 39-40.
• [3] M. KESLER, T.J. RYCHTER: A Jet Dispersion Combustion (JDC) Method to Stimulate Lean Burng in SI Piston Engines, SAE Paper, No. 9510065, 1995.
• [4] Y. KIYOTA, K. AKISHINO, H. ANDO: Concept of Lean Combustion by Barrel-Stratification SAE Paper, No. 920678, 1992.
• [5] T. KOSMICKI, T. RYCHTER: Badania rozpoznawcze metody JDC w silniku tłokowym ZI, Journal of KONES, Vol. 2, No. 1, pp. 254-260, 1995.
• [6] T. KOSMICKI, T. RYCHTER: Combustion Stimulation by External Gas Jet in an SI Piston Engine, SAE Paper, No. 960084, 1996.
• [7] T. KOSMICKI, T. RYCHTER: Intensyfikacja procesu spalania w tłokowym silniku ZI za pomocą zewnętrznej strugi gazu, Journal of KONES, pp. 144-150, 1996.
• [8] T. KOSMICKI, T. RYCHTER: Pollutant Emission Potential of the JDC Combustion Stimulation Method for SI Engines, SAE Paper, No. 971012, 1997.
• [9] T. KOSMICKI, T. RYCHTER: Wpływ strugi gazu na toksyczność spalin tłokowego silnika ZI, Journal of KONES, pp. 247-253, 1997.
• [10] A.K. OPPENHEIM, J. BELTRAMO, D.W. FARIS, J.A. MAXON, K. HOM, H.E. STEWARD: Combustion of Pulsed Jet Plumes-Key to Controlled Combustion Engines, SAE Paper 890153, 1989.
• [11] T. J. RYCHTER: Multi-Point Ignition by Flame Dispersion, Combustion and Flame, vol. 75 (3-4), pp. 417-420, 1989.
• [12] M. NOGUCHI, S. SANDO, N. NAKAMURA: Development of Toyota Lean Burn Engine, SAE Paper 760757, 1996.