Investigation of combustion process in rapid compression machine using high speed schlieren photography

• Autorzy: Glinka W. , Leżański T. , Wolański P.

Warianty tytułu

PL

Badanie procesu spalania w maszynie pojedynczego sprężu z wykorzystaniem szybkiej fotografii smugowej

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań eksperymentalnych procesu spalania w maszynie pojedynczego sprężu. W badaniach zastosowano oryginalny system spalania, opracowany w Zakładzie Silników Lotniczych Politechniki Warszawskiej, w którym dokonano podziału komory spalania na komorę wstępną i główną. System ten, znany jako JDC (Jet Dispersion Combustion), intensyfikuje proces spalania w wyniku wtrysku palącej się strugi mieszaniny z komory wstępnej do komory głównej. W artykule przedstawiono opis stanowiska badawczego i stosowanych procedur badawczych. Do wizualizacji procesu spalania został wykorzystany smugoskop. Przebieg procesu spalania był rejestrowany szybką kamerą. Badania prowadzono przy zastosowaniu mieszaniny propanu z powietrzem o składzie stechiometrycznym, w celu uniknięcia zaczernienia wzierników w komorze badawczej. Celem pracy było zbadanie wpływu objętości komory wstępnej, miejsca zapłonu, wyprzedzenia zapłonu oraz średnicy otworu w przegrodzie na szybkość rozprzestrzeniania się płomienia oraz na przebieg ciśnienia w komorze głównej. Wyniki badań wskazują, że zastosowanie tego systemu spalania pozwala uzyskać zwiększenie maksymalnych wartości szybkości narastania ciśnienia, ciśnienia oraz sprawności spalania.

EN

The paper presents results of experimental investigation of combustion process in rapid compression machine. New combustion system for spark ignition engines, in which combustion chamber was divided into the prechamber and main chamber was applied. It is known as Jet Dispersion Combustion (JDC) because intensification of combustion process is achieved by the injection of the burning mixture jet into the main chamber. Experimental set up and testing procedure is briefly described. Schlieren system was used to visualize combustion process. Development of combustion process was recorded with high speed camera. The research was focused on study of the influence of prechamber volume, spark location, ignition timing and orifice diameter on flame propagation and pressure variation inside the main combustion chamber. To avoid soot deposition on glass windows of combustion chamber all tests were conducted for propane/air mixture of stoichiometric composition. The research results show that the application of new combustion system allows obtaining the increase of maximum rate ofpressure rise and maximum pressure as well as maximum combustion efficiency.

Słowa kluczowe

PL

maszyna pojedynczego sprężu; spalanie; komory spalania; komory wstępne; kąt wyprzedzenia zapłonu; wizualizacja procesu spalania

EN

rapid compression machine; combustion; combustion chamber; prechamber; ignition timing; visualization of combustion process

• 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: 2007
• Tom: Vol. 14, No. 4
• Strony: 91--100
• Opis fizyczny: Bibliogr. 13 poz., rys.

Twórcy

autor

Glinka W.

autor

Leżański T.

autor

Wolański P.

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

Bibliografia

• [1] Alcock, J. F, Scott, W. M., Some More Light on Diesel Combustion, Proceedings of the IMechE, Automobile Division, No.5, 1962-63.
• [2] Heywood, J. B., Internal Combustion Engine Fundamentals, McGraw-Hill. Inc New York, 1998.
• [3] Jankowski, A., Sęczyk, J., Wolański, P., Badania rozpylenia paliwa za pomocą wtryskiwania ze wspomaganiem powietrznym w komorze o stałej objętości, Materiały KONES 93, Jurata, str. 593-598, 1993.
• [4] Karimi, E. R., High–Speed Photography of Fuel Spray and Combustion Events in a Production Diesel Engine and Combustion Bomb, Proceedings of the IMechE, Part A: Journal of Power Engineering, Vol. 203 pp. 269-281.
• [5] Kośmicki, T., Rychter T., Combustion Simulation by External Gas Jet in SI Piston Engine, SAE Paper, No. 960084, 1996.
• [6] Lezański, T., Rychter, T., Teodorczyk, A., Single Compression Machine for SI Engine Studies with Semi-Open Combustion Chamber, Proceedings of KONES 99, 1999.
• [7] Leżański, T., Rychter, T., Teodorczyk, A., Prechamber Combustion System Studies Using Rapid Compression Machine, Journal of KONES, Internal Combustion Engines, Vol.7, No.1-2, 2000.
• [8] Leżański, T., Wolański, P., Badania nowego systemu spalania dla silników o zapłonie iskrowym z półotwartą komora spalania, (przekazany do publikacji w Journal of KONES, Internal Combustion Engines, Vol.14, 2007).
• [9] Oppenheim, A. K., Pulsed Jet Combustion – Its Past, Present and Future, Archivum Combustionis, Vol. 11, No. 1-2, 1991.
• [10] Rychter, T., Teodorczyk, A., An Evaluation of Effectiveness of the Combustion Jet in a Dual – Chamber Configuration, Archivum Combustionis, Vol. 4 No. 3, 1984.
• [11] Salomon, A.S.P., Photographic Study of Fuel Spray Ignition in a Rapid Compression Machine, SAE Paper No. 860065, 1986.
• [12] Werlbergen, P., Cartellieri, W. P., Fuel Injection and Combustion Phenomena in a High Speed DI Diesel Engine Observed by Means of Endoscopic High Speed Photography, SAE Paper No. 870097, 1987.
• [13] Wolański, P., Application of Pulsed Jet Combustion in Internal Combustion Engines, Dynamics of Exothermicity, J. Ray Bowen Ed., Gordon and Breach Publications, pp. 131-150, 1996.