Using of high speed photography to research of ignition process in SI engines with semi open combustion chamber

• Autorzy: Leżanski T. , Sęczyk J. , Siwiec S. , Wolański P.

Warianty tytułu

PL

Zastosowanie fotografii szybkiej w badaniach procesu zapłonu w silnikach o zapłonie iskrowym z półotwartą komorą spalania

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The results of the research into visualisation of the ignition process in a combustion system with divided, semi open combustion chamber, for SI engines are presented in this paper. In this combustion system the original combustion chamber was divided, by partition, into prechamber and the main combustion chamber. Initiation of the ignition had place in the prechamber using electric spark plug. Expected results of the research of this combustion system were: shortening ofcombustion time in all combustion chambers, reduction of exhaust emission and increased engine efficiency. The research was focused on experimental study of flame propagation during ignition and combustion into the prechamber when the point of ignition was placed in the wali of the prechamber opposite to the ońfice in the prechamber, in the middle of the prechamber and in the orifice in the partition. The rapid compression machine (RCM) was used in the experimental research to facilitate visualisation of the process. This high speed Schlieren photography system and high speed pressure measurement system were used to record path of combustion and pressure variation in the combustion chamber. The best results were obtained when the point of ignition was placed at the wali of the prechamber, it was probably caused by flame front turbulisation immediately after ignition initiation. In this case the shortest time of combustion and the highest maximum cycle pressure were achieved resulting in the maximum combustion efficiency and minimum exhaust emission. If the point of ignition was placed in the middle of the prechamber or in the orifice in the partition, immediately after ignition initiation the laminar flame front was observed. This flame front was turbulised after some time from ignition initiation, however, the time to turbulisation was shortened in the case of the ignition in the middle of the prechamber. As a result, the combustion time after ignition initiation in the orifice in the partition was close to one in the original combustion chamber. Pictures in the paper present black-white high speed photography of the flame front development after ignition initiation for different ignition placements and the curves of flame front travel after the ignition.

PL

W publikacji przedstawiono wyniki badań wizualizacyjnych procesu zapłonu w systemie spalania z dzieloną, półotwartą komorą spalania przeznaczonego dla silników o zapłonie iskrowym. System charakteryzuje się podziałem standardowej komory spalania na komorę wstępną i zasadniczą. Inicjacja zapłonu od świecy elektrycznej ma miejsce w komorze wstępnej. Przedmiotem badań był przebieg zapłonu i spalania mieszaniny w komorze wstępnej, w przypadku umieszczenia elektrod świecy zapłonowej: na ściance, w środku komory wstępnej, w otworze w przegrodzie łączącym komorę wstępną z komorą zasadniczą. Badania prowadzono przy zastosowaniu maszyny pojedynczego sprężu co pozwoliło ułatwić wizualizację procesu. Wraz z rejestracją przebiegu spalania na taśmie filmowej rejestrowano przebieg zmian ciśnienia w komorze spalania. Najlepsze efekt uzyskano w przypadku miejsca inicjacji zapłonu na ściance komory wstępnej. Wówczas czas spalania był najkrótszy, ponieważ spalanie miało charakter turbulentny. W przypadku zapłonu w środku komory wstępnej i zapłonu w otworze spalanie, bezpośrednio po zapłonie, miało charakter laminarny i dopiero po pewnym czasie następowała turbulizacja płomienia, z tym, że l w przypadku zapłonu w otworze czas ten był bardzo długi. W efekcie czas spalania, w przypadku zapłonu w otworze, j był bardzo zbliżony do czasu spalania w komorze standardowej. Najkrótsze czasy spalania uzyskiwano w przypadku zapłonu na ściance, co wyraźnie można ocenić na wykresach i fotografiach przebiegu spalania.

Słowa kluczowe

EN

SI engines; rapid compression machine; combustion; ignition; combustion process; visualization

PL

silniki spalinowe; maszyna pojedynczego sprężu; spalanie; zapłon; wizualizacja procesów spalania

• Wydawca: Łukasiewicz Research Network - Institute of Aviation ; European Science Society of Powertrain and Transport KONES Poland ; Wydawnictwo Instytutu Technicznego Wojsk Lotniczych
• Czasopismo: Journal of KONES
• Rocznik: 2009
• Tom: Vol. 16, No. 4
• Strony: 277--286
• Opis fizyczny: Bibliogr. 5 poz., rys.

Twórcy

autor

Leżanski T.

autor

Sęczyk J.

autor

Siwiec S.

autor

Wolański P.

• Institute of Heat Engineering, Warsaw University of Technology Nowowejska Street 21/25 Warszawa , Poland tel: [phone],

Bibliografia

• [1] Leżański, T., Badania silnika o zapłonie iskrowym wyposażonego w nowy system spalania z półotwarta komorą spalania, Sprawozdanie merytoryczne z realizacji projektu badawczego Nr 4T12D 029 30, Warszawa 2009.
• [2] Leżański, T., Sęczyk, J., Wolański, P., Combustion Engines- Silniki Spalinowe, No PTNSS-2009-SC-169, Influence of ignition advance angle on combustion in internal combustion spark ignition engines with semi open combustion chamber, 2009.
• [3] Leżański, T., Rychter, T., Teodorczyk, A., Prechamber Combustion System Studies Using Rapid Compression Machine, Journal of KONES, International Combustion Engines, Vol. 7, No. 1-2, Warsaw-Lublin 2000.
• [4] Glinka, W., Leżański, T., Wolański, P., Zastosowanie fotografii szybkiej do badań spalania w silnikach SI z półotwartą komorą wstępną, Journal of KONES, Internal Combustion Engines, Vol. 14, 2007.
• [5] Heywood, J. B., Internal Combustion Engine Fundamentals, McGraw-Hill, New York 1988.