HCCI jako alternatywny system spalania w silnikach tłokowych

• Autorzy: Gęca Michał , Hunicz Jacek , Kordos Paweł , Niewczas Andrzej
• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W pracy przedstawiono koncepcję oraz energetyczne i ekonomiczne efekty zastosowania systemu spalania HCCI (ang. homogeneous charge compression ignition) w silniku tłokowym zasilanym benzyną. System spalania HCCI wykorzystuje samozapłon mieszanki jednorodnej, co pozwala na zwiększenie sprawności cieplnej oraz radykalne obniżenie emisji tlenków azotu z cylindra w porównaniu z silnikami o zapłonie iskrowym. Aby umożliwić samozapłon benzyny, przy stopniu sprężania typowym dla silnika o zapłonie iskrowym, do dostarczania ciepła do czynnika roboczego wykorzystano wewnętrzną recyrkulację spalin uzyskaną poprzez ujemne współotwarcie zaworów. Badania eksperymentalne potwierdziły zalety tego nowego systemu spalania. W zakresie małych obciążeń uzyskano około 15% redukcję zużycia paliwa w porównaniu ze spalaniem ładunku jednorodnego przy zapłonie iskrowym oraz zmniejszenie emisji tlenków azotu o 99%.

EN

The paper presents an idea of HCCI (homogeneous charge compression ignition) combustion system. Efficiency improvement and ecological effects of its application were also presented in this study. The HCCI combustion system utilizes homogeneous charge auto-ignition and allows for increase of thermal efficiency and simultaneous reduction of nitrogen oxides emission in comparison to spark ignition engines. In order to achieve gasoline auto-ignition, at compression ratio typical to spark ignition engines, additional heat was introduced to working fluid via application of internal gas re-circulation obtained with the use of the negative valve overlap technique. Experimental results proved advantages of this new combustion concept. In the low load range of engine operation reduction of specific fuel consumption at level of 15% was achieved, while simultaneous drop in terms of nitrogen oxides emission was about 99%.

• Wydawca: Innovatio Press Wydawnictwo Naukowe Wyższej Szkoły Ekonomii i Innowacji
• Czasopismo: Zeszyty Naukowe WSEI. Seria Transport i Informatyka
• Rocznik: 2012
• Tom: T. 2, nr 1
• Strony: 17--26
• Opis fizyczny: Bibliogr. 14 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Gęca Michał

• Politechnika Lubelska, Wydział Mechaniczny, Instytut Transportu, Silników Spalinowych i Ekologii

autor

Hunicz Jacek

• Politechnika Lubelska, Wydział Mechaniczny, Instytut Transportu, Silników Spalinowych i Ekologii

autor

Kordos Paweł

• Wyższa Szkoła Ekonomii i Innowacji

autor

Niewczas Andrzej

• Wyższa Szkoła Ekonomii i Innowacji

Bibliografia

• 1. Carney D.: Internal combustion: the next generation SAE International. Automotive Engineering, March 2008.
• 2. Hunicz J.: Kontrolowany samozapłon w silniku benzynowym. Wydawnictwo Politechniki Lubelskiej, 2011.
• 3. Hunicz, J., Kordos, P.: Experimental Study of the Gasoline Engine Operated in Spark Ignition and Controlled Auto-Ignition Combustion Modes. SAE Technical Paper 2009-01-2667, 2009.
• 4. Hunicz J., Niewczas A., Kordos P., Gęca M.: An analysis of efficiency and exhaust emission of the gasoline spray-guided engine. PTNSS-2011-SC-086, 2011.
• 5. Kowalewicz A.: Spalanie jednorodnego ładunku wywołane samozapłonem wskutek sprężania – wyzwanie dla silników spalinowych. PTNSS-2009- SS1-C007, 2009.
• 6. Koopmans L., Becklund O., Denbratt I.: Cycle to Cycle Variations: Their In¬fluence on Cycle Resolved Gas Temperature and Unburned Hydrocarbons from a Camless Gasoline Compression Ignition Engine. SAE Technical Paper 2002- 01-0110, 2002.
• 7. Koopmans L., Ogink R., Denbratt D.: Direct Gasoline Injection in the Negative Valve Overlap of a Homogeneous Charge Compression Ignition Engine. SAE Technical Paper 2003-01-1854, 2003.
• 8. Kozaczewski W.: Zmienne fazy rozrządu – nowe rozwiązania i silnik badawczy do badania ich wpływu. Journal of KONES Combustion Engines, vol. 8, No 3-4, pp. 182-187, 2001.
• 9. Najt P., Foster D. E.: Compression-Ignited Homogeneous Charge Combustion. SAE Technical Paper 830264, 1983.
• 10. Noguchi M., Tanaka Y., Tanaka T., Takeuchi Y.: A Study on Gasoline Engine Combustion by Observation of Intermediate Reactive Products during Combustion. SAE Technical Paper 790840, 1979.
• 11. Shen Y., King E., Pfahl U., Krile R., Slone E., Orban J., Wright K.: Fuel Chemistry Impacts on Gasoline HCCI Combustion with Negative Valve Overlap and Direct Injection. SAE Technical Paper 2007-01-4105, 2007.
• 12. Onishi S., Jo S., Shoda K., Jo P., Kato S.: Active Thermo-Atmosphere Combu¬stion (ATAC) – a New Combustion Process for Internal Combustion Engines. SAE Technical Paper 790501, 1979.
• 13. Urushihara T., Hiraya K., Kakuhou A., Itoh T.: Expansion of HCCI Operating Region by the Combination of Direct Fuel Injection, Negative Valve Overlap and Internal Fuel Reformation. SAE Technical Paper 2003-01-0749, 2003.
• 14. Wilson T. S., Xu ., Richardson S.: An experimental study of combustion initiation and development in an optical HCCI engine. SAE Technical Paper 2005- 01-2129, 2005.