Research of influence of design parameters on combustion system operation for SI engines

• Autorzy: Leżanski T. , Sęczyk J. , Wolański P.

Warianty tytułu

PL

Badania wpływu parametrów konstrukcyjnych na pracę systemu spalania dla silników o zapłonie iskrowym

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The summary of the investigation performed with a new combustion system with divided semi-open combustion chambers for SI engines while using rapid compression machine (RCM) is presented in this paper. Division of the combustion chamber with partition to the prechamber and the main combustion chamber exists only when the piston is close to the TDC, for the rest of the cycle the chambers are fully open. Variable parameters of the combustion system during the tests were: ratio of the prechamber volume to the sum of the prechamber and main combustion chamber volumes, diameter of the orifice in the partition, point of the ignition and ignition advance angle (ignition timing). Constant parametr es were: RCM speed — 1800 rpm, and stoichometric mixture of air to natural gas- it contained 96% ofmethane. research results show that the ignition advance angle, which ensures the optimal results, has to be adjusted for each configuration of the RCM design parameters. The influence of prechamber volume, orifice diameter, point of ingnition and ignition advance angle on combustion process in the combustion chamber was analysed. If the prechamber volume is too small the energy of the stream is small and the stream has a small range. Its energy is too small to travel through all the main combustion chamber with the speed greater than the combustion speed. The partition orifice diameter influences on the time from the start of the ignition to the beginning of the stream outflow.from prechamber to the main combustion chamber and the stream energy. The biggest influence on stream formation process has the placement of the ignition and the best results are obtained when the ignition occured on the prechamber wall. The high speed Schilieren photographs of the combustion process of the most characteristic cases and of the travel of the flame front curves are shown in this paper. The research results show the direction of the trade - off investigation of commercial SI engine for a wide range of engine speed and loads.

PL

W publikacji podsumowano wyniki badań prowadzonych nad nowym systemem spalania dla silników o zapłonie iskrowym, w którym dokonano podziału standardowej komory spalania na komorę wstępną i komorę zasadniczą. Przy tym podział ten występuje wyraźnie tylko wówczas, kiedy tłok znajduje się w pobliżu GMP. Badania prowadzono przy zastosowaniu maszyny pojedynczego sprężu. Zmiennymi parametrami konstrukcyjnymi były: stosunek objętości komory wstępnej do całkowitej objętości komory spalania, średnica otworu w przegrodzie łączącego komorę wstępną z komorą zasadniczą, miejsce zapłonu. Badania prowadzono przy różnych wartościach kąta wyprzedzenia zapłonu, przy stałej prędkości obrotowej wału korbowego 1800 obr./min. Paliwem była stechiometryczna mieszanina powietrza z gazem ziemnym zawierającym 96% metanu. Wyniki badań wskazują, że dla uzyskania pozytywnego efektu konieczne jest dobranie odpowiedniego kąta wyprzedzenia zapłonu dla każdej konfiguracji parametrów konstrukcyjnych (objętość komory wstępnej, średnica otworu w przegrodzie, miejsce zapłonu). W pracy przeanalizowano wypływ: stosunku objętości komór spalania wstępnej do zasadniczej, średnicy otworu w przegrodzie oraz miejsca zapłonu na przebieg spalania i stwierdzono, że przy zbyt małej objętości komory spalania energia strugi jest zbyt mała, aby przemieścić się z dużą prędkością przez całą zasadniczą komorę spalania, większą niż prędkość spalania w komorze standardowej. Średnica otworu w przegrodzie wpływa zarówno na czas od początku zapłonu do początku wypływu jak i energię strugi. Miejsce zapłonu najsilniej wpływa na proces tworzenia się strugi. W publikacji przedstawiono fotografie z przebiegiem spalania w najbardziej charakterystycznych przypadkach oraz wykresy przemieszczeń czoła płomienia w przypadku różnych fotografii parametrów badań

Słowa kluczowe

EN

SI engine; rapid compression machine; combustion visualisation of the combustion process

PL

silniki spalinowe o zapłonie iskrowym; maszyna pojedynczego sprężu; spalanie; wizualizacja procesu

• 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: 2009
• Tom: Vol. 16, No. 4
• Strony: 265--276
• Opis fizyczny: Bibliogr. 7 poz., rys.

Twórcy

autor

Leżanski T.

autor

Sęczyk J.

autor

Wolański P.

• Institute of Heat Enginering, Warsaw University of Technology Nowowejska Street 21/25 Warszawa tel.:[phone],

Bibliografia

• [1] Leżański, T., Badania silnika o zapłonie iskrowym wyposażonego w nowy system spalania z półotwartą komorą spalania, Sprawozdanie merytoryczne z realizacji projektu badawczego Nr 4T12D 029 30, Warszawa 2009.
• [2] Leżański, T., Sęczyk, J., Wolański, P., Influence of ignition advance angle on combustion in internal combustion spark ignition engines with semi open combustion chamber, Combustion Engines- Silniki Spalinowe, No PTNSS-2009-SC-169, 2009.
• [3] Leżański, T., Rychter, T., Teodorczyk, A., Prechamber Combustion System Studies Using Rapid Compression Machine, Journal of KONES, International Combustion Engines, Vol. 7, No. 1-2, Warsaw-Lublin 2000.
• [4] Glinka, W, Leżański, T. Wolański, P., Zastosowanie fotografii szybkiej do badań spalania w silnikach SI z półotwartą komorą wstępną, Journal of KONES. Internal Combustion Engines, Vol. 14, 2007.
• [5] Heywood, J. B., Internal Combustion Engine Fundamentals, McGraw-Hill, New York 1988
• [6] Rychter, T., Teodorczyk, A., An Evaluation of Effectiveness of the Combustion Jet in Dual Chamber Configuration, Archivum Combustionis, Vol. 4, No. 3, 1984.
• [7] Kowalewicz, A., Systemy spalania szybkoobrotowych tłokowych silników spalinowych, WKŁ, Warszawa 1990.