A study of charge exchange in a residual-effected HCCI gasoline engine

• Autorzy: Hunicz J.

Warianty tytułu

PL

Analiza procesu wymiany ładunku w benzynowym silniku HCCI z wewnętrzną recyrkulacją spalin

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

An in-cylinder charge exchange process in a gasoline homogeneous charge compression ignition (HCCI) engine operated in a negative valve overlap (NVO) mode was studied. Research was performed using a single-cylinder research engine with fully variable valve actuation. Combination of in-cylinder pressure traces processing and fluid flow model enables cycle-by-cycle analysis of charge composition and temperature. It allows forecasting of in cylinder pressure volume and temperature-volume histories and can be used for physical-based engine control. In this paper influence of valves timings and valves lifts on the gas exchange process was analyzed. Special attention was paid to the effects of backflows of the in cylinder charge to an intake port.

PL

W artykule przedstawiono wyniki analizy procesu wymiany ładunku w benzynowym silniku HCCI (ang. Homogeneous charge compression ignition) działającym z ujemnym współotwarciem zaworów. Badania eksperymentalne zostały przeprowadzone na jednocylindrowym silniku badawczym wyposażonym w układ zmiany faz rozrządu i wzniosu zaworów. Połączenie analizy ciśnienia indykowanego w cylindrze i modelu przepływu czynnika roboczego pozwala na określanie składu oraz temperatury czynnika w cylindrze z rozdzielczością cyklową. Dzięki temu możliwe jest przewidywanie przebiegów krzywych temperatury i ciśnienia sprężania, co może być wykorzystane do sterowania silnika w oparciu o model fizyczny. W niniejszej pracy dokonano analizy wpływu zmiennych faz rozrządu i zmiennego wzniosu zaworów na proces wymiany ładunku. Szczególną uwagę zwrócono na efekty przepływów zwrotnych z cylindra do kanału dolotowego.

Słowa kluczowe

EN

HCCI; gasoline; negative valve overlap; variable valve actuation

PL

HCCI; silnik benzynowy; ujemne współotwarcie zaworów; zmienny układ rozrządu

• Wydawca: Polskie Towarzystwo Naukowe Silników Spalinowych
• Czasopismo: Silniki Spalinowe
• Rocznik: 2011
• Tom: R. 50, nr 2
• Strony: 25--34
• Opis fizyczny: Bibliogr. 14 poz.

Twórcy

autor

Hunicz J.

• Faculty of Mechanical Engineering at Lublin University of Technology,

Bibliografia

• [1] Heywood J.: Internal combustion engine fundamentals. McGraw-Hill Book Company, 1988.
• [2] Hunicz J.: Combustion control in gasoline HCCI engine with direct fuel injection and exhaust gas trapping. Journal of KONES Powertrain and Transport. Vol. 17, No. 2, 2010.
• [3] Hunicz J., Kordos P.: An experimental study of fuel injection strategies in CAI gasoline engine. Experimental Thermal and Fluid Science, Vol. 35, Issue 1, pp. 243-252, 2011.
• [4] Hunicz J., Kordos P.: Experimental study of the gasoline engine operated in spark ignition and controlled auto-ignition combustion modes. SAE Technical Paper no. 2009-01-2667, 2009
• [5] Hunicz J., Niewczas A., Kordos P.: Research into a gasoline HCCI engine. Combustion Engines, Vol. 140, pp. 3-13, 2010.
• [6] Kim J.N., Kim H.Y., Yoon S.S., Sa S.D., Kim W.T.: Effect of valve timing and lift on flow and mixing characteristics of a CAI engine, Int. Journal of Automotive Technology. vol. 8, no. 6, pp. 687-696, 2007.
• [7] Koopmans L., Backlund O., Denbratt I.: Cycle to cycle variations: Their influence on cycle resolved gas temperature and unburned hydrocarbons from a camless gasoline compression ignition engine. SAE Technical Paper 2002-01-0110, 2002.
• [8] Lee C.H., Lee K.H.: An experimental study of the combustion characteristics in SCCI and CAI based on direct-injection gasoline engine. Experimental Thermal and Fluid Science, vol. 31, pp. 1121-1132, 2007.
• [9] Mahrous A-F.M., Potrzebowski A., Wyszyński M.L., Xu H.M., Tsolakis A., Łuszcz P.: A modelling study into the effects of variable valve timing on the gas exchange process and performance of a 4-valve DI homogeneous charge compression ignition (HCCI) engine. Energy Conversion and Management, vol. 50, pp. 393-398, 2009.
• [10] Shaver G.M., Roelle M.J., Gerdes J.Ch.: Modeling cycle-to-cycle dynamics and mode transition in HCCI engines with variable valve actuation. Control Engineering Practice, vol. 14, pp. 213-22, 2006.
• [11] Wildman C., Scaringe R.J., Cheng W.K.: On the maximum pressure rise rate in boosted HCCI operation. SAE Technical Paper 2009-01-2727, 2009.
• [12] Yamaoka S., Kakuya H., Nakagawa S., Nogi T., Shimada A., Kihara Y.: A study of controlling the auto-ignition and combustion in a gasoline HCCI engine, SAE Technical Paper 2004-01-0942, 2004.
• [13] Zervas E.: Correlations between cycle-to-cycle variations and combustion parameters of a spark ignition engine, Applied Thermal Engineering, vol. 24, pp. 2073-2081, 2004.
• [14] Zhao H., Li J., Ma T., Ladommatos N.: Performance and analysis of a 4-stroke multi-cylinder gasoline engine with CAI combustion. SAE Technical Paper 2002-01-0420, 2002.