Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Relations between ion signal and flame propagation in cylinder of a rapid compression machine

Fiedkiewicz Łukasz, Pielecha Ireneusz

Combustion Engines

|

2019

|

R. 58, nr 4

264--268

EN

Internal combustion engine diagnostics using traditional methods of cylinder pressure signal processing limits the amount of information available about the combustion process. It is necessary to conduct research in order to obtain more precise information - in-creasing the combustion process diagnosis potential. One such suggestion is the use of an ionization signal and an attempt to link it to the flame development during combustion of gaseous fuels. The article attempts to identify such a relationship using a rapid compression machine due to optical access it provides to the combustion chamber. As a result of the research, the relationships between the ionization voltage (chemical and thermal) of the first combustion phase and the corresponding flame development rates were determined. A relatively high coefficient of determination value was obtained for both relations, which indicates the possibility of obtaining diagnostic information about the combustion process from the ionization signal.

2

Using of high speed photography to research of ignition process in SI engines with semi open combustion chamber

Leżanski T., Sęczyk J., Siwiec S., Wolański P.

Journal of KONES

|

2009

|

Vol. 16, No. 4

277-286

EN

The results of the research into visualisation of the ignition process in a combustion system with divided, semi open combustion chamber, for SI engines are presented in this paper. In this combustion system the original combustion chamber was divided, by partition, into prechamber and the main combustion chamber. Initiation of the ignition had place in the prechamber using electric spark plug. Expected results of the research of this combustion system were: shortening ofcombustion time in all combustion chambers, reduction of exhaust emission and increased engine efficiency. The research was focused on experimental study of flame propagation during ignition and combustion into the prechamber when the point of ignition was placed in the wali of the prechamber opposite to the ońfice in the prechamber, in the middle of the prechamber and in the orifice in the partition. The rapid compression machine (RCM) was used in the experimental research to facilitate visualisation of the process. This high speed Schlieren photography system and high speed pressure measurement system were used to record path of combustion and pressure variation in the combustion chamber. The best results were obtained when the point of ignition was placed at the wali of the prechamber, it was probably caused by flame front turbulisation immediately after ignition initiation. In this case the shortest time of combustion and the highest maximum cycle pressure were achieved resulting in the maximum combustion efficiency and minimum exhaust emission. If the point of ignition was placed in the middle of the prechamber or in the orifice in the partition, immediately after ignition initiation the laminar flame front was observed. This flame front was turbulised after some time from ignition initiation, however, the time to turbulisation was shortened in the case of the ignition in the middle of the prechamber. As a result, the combustion time after ignition initiation in the orifice in the partition was close to one in the original combustion chamber. Pictures in the paper present black-white high speed photography of the flame front development after ignition initiation for different ignition placements and the curves of flame front travel after the ignition.

PL

W publikacji przedstawiono wyniki badań wizualizacyjnych procesu zapłonu w systemie spalania z dzieloną, półotwartą komorą spalania przeznaczonego dla silników o zapłonie iskrowym. System charakteryzuje się podziałem standardowej komory spalania na komorę wstępną i zasadniczą. Inicjacja zapłonu od świecy elektrycznej ma miejsce w komorze wstępnej. Przedmiotem badań był przebieg zapłonu i spalania mieszaniny w komorze wstępnej, w przypadku umieszczenia elektrod świecy zapłonowej: na ściance, w środku komory wstępnej, w otworze w przegrodzie łączącym komorę wstępną z komorą zasadniczą. Badania prowadzono przy zastosowaniu maszyny pojedynczego sprężu co pozwoliło ułatwić wizualizację procesu. Wraz z rejestracją przebiegu spalania na taśmie filmowej rejestrowano przebieg zmian ciśnienia w komorze spalania. Najlepsze efekt uzyskano w przypadku miejsca inicjacji zapłonu na ściance komory wstępnej. Wówczas czas spalania był najkrótszy, ponieważ spalanie miało charakter turbulentny. W przypadku zapłonu w środku komory wstępnej i zapłonu w otworze spalanie, bezpośrednio po zapłonie, miało charakter laminarny i dopiero po pewnym czasie następowała turbulizacja płomienia, z tym, że l w przypadku zapłonu w otworze czas ten był bardzo długi. W efekcie czas spalania, w przypadku zapłonu w otworze, j był bardzo zbliżony do czasu spalania w komorze standardowej. Najkrótsze czasy spalania uzyskiwano w przypadku zapłonu na ściance, co wyraźnie można ocenić na wykresach i fotografiach przebiegu spalania.

3

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

Leżanski T., Sęczyk J., Wolański P.

Journal of KONES

|

2009

|

Vol. 16, No. 4

265-276

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

4

Investigation of combustion process in rapid compression machine using high speed schlieren photography

Glinka W., Leżański T., Wolański P.

Journal of KONES

|

2007

|

Vol. 14, No. 4

91-100

EN

The paper presents results of experimental investigation of combustion process in rapid compression machine. New combustion system for spark ignition engines, in which combustion chamber was divided into the prechamber and main chamber was applied. It is known as Jet Dispersion Combustion (JDC) because intensification of combustion process is achieved by the injection of the burning mixture jet into the main chamber. Experimental set up and testing procedure is briefly described. Schlieren system was used to visualize combustion process. Development of combustion process was recorded with high speed camera. The research was focused on study of the influence of prechamber volume, spark location, ignition timing and orifice diameter on flame propagation and pressure variation inside the main combustion chamber. To avoid soot deposition on glass windows of combustion chamber all tests were conducted for propane/air mixture of stoichiometric composition. The research results show that the application of new combustion system allows obtaining the increase of maximum rate ofpressure rise and maximum pressure as well as maximum combustion efficiency.

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań eksperymentalnych procesu spalania w maszynie pojedynczego sprężu. W badaniach zastosowano oryginalny system spalania, opracowany w Zakładzie Silników Lotniczych Politechniki Warszawskiej, w którym dokonano podziału komory spalania na komorę wstępną i główną. System ten, znany jako JDC (Jet Dispersion Combustion), intensyfikuje proces spalania w wyniku wtrysku palącej się strugi mieszaniny z komory wstępnej do komory głównej. W artykule przedstawiono opis stanowiska badawczego i stosowanych procedur badawczych. Do wizualizacji procesu spalania został wykorzystany smugoskop. Przebieg procesu spalania był rejestrowany szybką kamerą. Badania prowadzono przy zastosowaniu mieszaniny propanu z powietrzem o składzie stechiometrycznym, w celu uniknięcia zaczernienia wzierników w komorze badawczej. Celem pracy było zbadanie wpływu objętości komory wstępnej, miejsca zapłonu, wyprzedzenia zapłonu oraz średnicy otworu w przegrodzie na szybkość rozprzestrzeniania się płomienia oraz na przebieg ciśnienia w komorze głównej. Wyniki badań wskazują, że zastosowanie tego systemu spalania pozwala uzyskać zwiększenie maksymalnych wartości szybkości narastania ciśnienia, ciśnienia oraz sprawności spalania.

5

Prechamber combustion system studies using rapid compression machine

Leżański T., Rychter T., Teodorczyk A.

Journal of KONES

|

2000

|

Vol. 7, No. 1-2

324-329

EN

The results of the preliminary studies of the new, proposed combustion system are introduced. The system is equipped with the semi-open prechamber which allows for the use of all the known advantages of that type of arrangement with no penalty of the loss of efficiency caused by the difficulty to wash out the prechamber of the combustion gases from the previous engine cycle. The general idea is to separate the prechamber from the main chamber only close to the TDC piston position and to leave it open for the rest of the engine cycle. The results of this study performed with the use of the rapid compression machine clearly show that the practical realization of that type of the combustion system is feasible and it is worthwhile to conrinue investigations.

PL

W artykule przedstawiono wyniki wstępnych badań oryginalnego systemu spalania o półotwartej komorze spalania. System ten umożliwia wykorzystanie znanych zalet komory wstępnej (w silnikach ZI) dla intensyfikacji spalania zwłaszcza ubogich mieszanek przy jednoczesnym uniknięciu wad takiej geometrii komory, a zwłaszcza trudności z usuwaniem z niej spalin z poprzedniego cyklu pracy silnika. Przedstawiono wyniki badań wstępnych przy użyciu maszyny pojedynczego sprężu, które przejrzyściwe wykazały, że mozliwa jest praktycznie realizacja takiej koncepcji.