Influence of turbulence on combustion in spark ignition engine

• Autorzy: Jarosiński J. , Podfilipski J. , Gorczakowski A.

Warianty tytułu

PL

Badanie wpływu turbulencji na przebieg spalania w silniku o zapłonie iskrowym

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Praca ma na celu określenie wpływu turbulencji na szybkość spalania mieszanki o różnym składzie, przy wysokim stopniu sprężania epsilon=14,5. Badania prowadzono na maszynie pojedynczego sprężania. Badano 2 komory spalania różniące się szybkością "wirowania ładunku. Przedmiotem badań był również sposób inicjowania zapłonu: za pomocą świecy iskrowej, katalizatora lub kombinacji tych 2 metod. W przypadku zapłonu katalitycznego istniała możliwość kontrolowania temperatury powierzchni katalizatora w zakresie temperatur do 850 °C. Specjalne wkładki z otworami o różnych średnicach stosowano do generowania turbulencji. Tłok przedmuchiwał mieszankę przez otwory turbulizując ładunek w komorze spalania. Zapisy ciśnienia w komorze spalania o małym zawirowaniu ładunku wykazały znaczny wzrost maksymalnej szybkości narastania ciśnienia pod wpływem turbulencji. Maksymalna szybkość narastania ciśnienia zwiększa się liniowo wraz ze zmianą składu mieszanki od ubogiej do stechiometrycznej, przy czym przyrosty te są większe dla większej skali turbulencji. W przeciwieństwie do tego, zapisy ciśnienia w komorze spalania o dużym zawirowaniu ładunku charakteryzują się stałością maksymalnej prędkości narastania ciśnienia, niezależnie od mian składu mieszanki i skali turbulencji.

EN

The objective of the paper is to study the influence of turbulence on the burning rate of a mixture with different equivalent ratio at high compression ratio L=14.5. Experiments are carried out in a rapid compression machine. Two combustion chambers with different swirling rates are employed in the present study. Spark ignition, catalytic ignition or a combination of spark and catalytic ignition is used in experiments. The temperature of the catalyst is controlled by means of special electronic device. Special inserts with orifices of different diameters are used to generate turbulence. A piston pushes the mixture through the insert and creates turbulence in the combustion chamber. Pressure records in a combustion chamber with low rotation rate showed substantial increase of the maximum rate of pressure rise under the influence of turbulence. The maximum rate of pressure rise increased linearly with concentration of propane from a lean mixture to stoichiometric composition. On the contrary pressure records in a combustion chamber with high rotation rate showed the same maximum rate of pressure rise in experiments with different equivalence ratio and different scale of turbulence.

Słowa kluczowe

PL

silnik o zapłonie iskrowym; turbulencja; szybkość "wirowania ładunku"; wysoki stopień sprężania

• 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: 2003
• Tom: Vol. 10, No. 1-2
• Strony: 65--72
• Opis fizyczny: Bibliogr. 9 poz., rys.

Twórcy

autor

Jarosiński J.

• Politechnika Łódzka, Katedra Techniki Cieplnej i Chłodnictwa 90-924 Łódź, ul. Stefanowskiego 1/15

autor

Podfilipski J.

• Politechnika Łódzka, Katedra Techniki Cieplnej i Chłodnictwa 90-924 Łódź, ul. Stefanowskiego 1/15

autor

Gorczakowski A.

• Politechnika Łódzka, Katedra Techniki Cieplnej i Chłodnictwa 90-924 Łódź, ul. Stefanowskiego 1/15

Bibliografia

• [1] Heywood J. B., Internal Combustion Engine Fundamentals, New York, McGraw-Hill, 1988.
• [2] Bradley D„ “How Fast Can We Burn?”, Twenty-Fourth Symposium (International) on Combustion, The Combustion Institute, Pittsburgh, pp. 247-262, 1992.
• [3] Jarosiński J., Podfilipski J., „Wpływ katalizatora na przebieg procesów spalania w silniku tłokowym o zapłonie iskrowym”, Journal of KONES, vol. 9, No. 3-4, 119-125, 2002.
• [4] Jarosiński J. and Podfilipski J., „Influence of Catalysis on Combustion in Spark Ignition Engine”. SAE Technical Paper Series, 2001-01-1338, 2001
• [5] Jarosiński J., Lapucha R., Mazurkiewicz J. and Wójcicki S., “Investigation of a Lean- Bum Piston Engine with Catalytic Prechamber”, SAE Technical Paper Series 960083, 1996.
• [6] Jarosiński J., Lapucha R., Mazurkiewicz J. and Wójcicki S., “Combustion System of a Lean-Burn Piston Engine with Catalytic Prechamber”, SAE Technical Paper Series 2001-01-1186, 2001.
• [7] Jarosiński J., Podfilipski J., Gorczakowski A. and Veyssiere B., “Experimental Study of Flame Propagation in Propane/Air Mixture near Rich Flammability Limits in Microgravity”, Combustion Science and Technology, 174(9): 1-18, 2002.
• [8] Chomiak J., Combustion: a Study in Theory, Fact and Application, Abacus Press/Gordon and Breach Science Publishers, 1990
• [9] Zawadzki A. and Jarosiński J., “Laminarisation of flames in rotating flow”, Combust. Sci. Technol., 35: 1-13, 1983.