Investigation of new combustion system with prechamber for spark ignition engines

• Autorzy: Leżański T. , Wolański P.

Warianty tytułu

PL

Badania nowego systemu spalania dla silników o zapłonie iskrowym z półotwartą komorą spalania

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule zaprezentowano fotografie Schlieren procesu spalania oraz wyniki pomiarów ciśnienia w cylindrze w eksperymentalnym czterocylindrowym czterosuwowym silniku z nowym systemem spalania. Nowy system spalania silnika z zapłonem iskrowym jest oryginalnym systemem, w którym komora spalania jest podzielona na komorę wstępną i główną. Silnik badawczy został zmodyfikowany w taki sposób, żeby pracował na jednym cylindrze, a pozostałe trzy cylindry pracowały bez zapłonu. W cylindrze badawczym umieszczono system wzierników i luster pozwalających na przekazywanie obrazu spalania do szybkiej kamery fotograficznej. Silnik badawczy był napędzany silnikiem elektrycznym z prędkością obrotową 750 obr/min. Warunki badań: objętość komory wstępnej 27%, średnica otworu w przegrodzie - 3mm.W badaniach zmieniano kąt wyprzedzenia zapłonu w granicach 0° OWK - 30° owkprzed GMP. Stwierdzono istnienie optymalnej wartości kąta wyprzedzenia zapłonu dla tych warunków badań. W pracy przedstawiono: stanowisko badawcze oraz wybrane przebiegi procesu spalania. Stwierdzono istotny wpływ wstępnej komory spalania na intensyfikację procesu spalania w silniku.

EN

In the study the high speed Schlieren photographs of combustion process and suitable pressure traces in cylinder, in experimental four cylinder four stroke internal combustion engine with the new combustion system, are presented. The new combustion system for spark ignition is the original system in which combustion chamber is divided into the prechamber and main chamber. The research engine was modified to operate with one cylinder only, but the other three cylinders operated without combustion. The cylinder head of this engine was equipped with specially designed lateral valve timing system. The research cylinder was equipped with quartz windows, mirrors and lenses system to provide optical access into the combustion chamber, in parallel direction to the cylinder axis. The crankshaft of research engine was driven with electric motor by the belt gear, with constant speed of 750 rpm. Research conditions: volume of prechamber - 27% of total volume combustion chamber and orifice diameter in partition - 3mm were established in research using rapid compression machine. The ignition advance angle in range of 0°CAD (TDC) to 30°CAD BTDC was changed. For these conditions the maximum values of pressure in combustion chamber and the best of combustion efficiency were obtained. The research clearly demonstrates that ignition timing play a main role in combustion intensification, because energy of burning mixture spray, which flows out from orifice in partition, depends on the ignition advance angle. In this research the best ignition timing, for test conditions, was determined.

Słowa kluczowe

PL

silniki spalinowe; silniki o zapłonie iskrowym; spalanie; komory spalania; komory wstępne; kąt wyprzedzenia zapłonu; wizualizacja procesu spalania

EN

internal combustion engines; spark ignition engines; 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. 3
• Strony: 347--354
• Opis fizyczny: Bibliogr. 10 poz., rys.

Twórcy

autor

Leżański T.

autor

Wolański P.

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

Bibliografia

• [1] Glassman, I., Combustion, Academic Press. San Diego, 1996.
• [2] Glinka, W., Leżański, T., Wolański, P., Badanie procesu spalania w maszynie pojedynczego sprężu z wykorzystaniem szybkiej fotografii smugowej, (przekazane do publikacji w Journal of KONES. Internal Combustion Engines, Vol.14,) 2007.
• [3] Heywood, J. B., Internal Combustion Engine Fundamentals. McGraw-Hill, New York, 1988.
• [4] Kowalewicz A., Systemy spalania szybkoobrotowych tłokowych silników spalinowych, WKŁ, Warszawa 1990.
• [5] Leżański, T., Rychter, T., Teodorczyk, A., Prechamber Combustion System Studiem using Rapid Compression Machine. Journal of KONES. International Combustion Engines. Vol.7, no 1-2. Warsaw-Lublin, 2000.
• [6] Leżański, T., Rychter, T., Teodorczyk A., Badanie systemu spalania silnika ZI o półotwartej komorze spalania, Sprawozdanie merytoryczne z realizacji projektu badawczego KBN Nr ST12D00315, Warszawa, 2001.
• [7] Oppenheim, A. K., Pulsed Jet Combustion – Its Past, Present and Future. Archivum Combustionis, Vol. 11, No. 1-2, 1991.
• [8] Rychter, T., Teodorczyk, A., An Evaluation of Effectiveness of the Combustion Jet in Dual Chamber Configuration. Archivum Combustionis Vol.4,No.3 ,1984.
• [9] Warnatz, J., Maas, U., Dibble, R. W., Combustion. Springer Verlag, Berlin Heidelberg, New York, 2001.
• [10] 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.