Cycle by Cycle Variations of Flame Propagation in a Spark Ignition Engine

Petrović, Stojan

doi:10.4271/820091

Cited by 9 publications

(1 citation statement)

References 9 publications

Supporting

Mentioning

Contrasting

Order By: Relevance

“…Cyclic combustion variation can be experimentally identified by using different measuring techniques, such as the following: i ionization probes [84] or laser beams [85] to measure flame front area, flame radius and flame arrival at given location, ii high speed cameras or Schlieren photography [67,71] in order to capture different combustion frames,…”

Section: Measures Of Cyclic Variationmentioning

confidence: 99%

Impact of the cycle-to-cycle variation of an internal combustion engine to gaseous pollutants emissions

Karvountzis-Kontakiotis¹,

Καρβουντζής-Κοντακιώτης²

View full text Add to dashboard Cite

Η εργασία στοχεύει στην υπολογιστική και πειραματική διερεύνηση της επίδρασης της κυκλικής διακύμανσης της καύσης σε κινητήρες, στο σχηματισμό ρύπων. Έμφαση δίνεται στις εκπομπές οξειδίων του αζώτου (NOx). Στο πλαίσιο αυτό, η παρούσα διδακτορική διατριβή συμβάλλει σε μια ερευνητική περιοχή που λίγο έχει μελετηθεί, μέσω των ακολούθων τριών προσεγγίσεων: α) της ανάπτυξης και επαλήθευσης ενός μοντέλου πρόβλεψης σχηματισμού ρύπων από κύκλο σε κύκλο, με χρήση ενός αναλυτικού μηχανισμού χημικών αντιδράσεων, β) Της πειραματικής διερεύνησης της κυκλικής διακύμανσης των εκπομπών ρύπων χρησιμοποιώντας αναλυτές ταχείας απόκρισης και συσχετίζοντας τα χαρακτηριστικά καύσης με τους μετρημένους σχηματιζόμενους ρύπους, γ) της χρήσης του προτεινόμενου μοντέλου πρόβλεψης σχηματισμού ρύπων και των πειραματικών δεδομένων, με στόχο τη διερεύνηση της δυνατότητας μοντελοποίησης της διακύμανσης των εκπομπών ρύπων.Το πρώτο και το τρίτο βήμα προϋποθέτουν ότι το νέο μοντέλο πρόβλεψης σχηματισμού ρύπων πρέπει να παρουσιάζει βελτιωμένη ακρίβεια σε σχέση με τα υπάρχοντα μοντέλα που υπάρχουν στην βιβλιογραφία. Το μοντέλο που αναπτύχθηκε χρησιμοποιεί έναν αναλυτικό μηχανισμό χημικής κινητικής και υποθέτει ότι κάθε “υπολογιστική” ζώνη καύσης είναι ένας ομογενής αντιδραστήρας. Σε σύγκριση με τα υπάρχοντα μοντέλα, το προτεινόμενο μοντέλο πλεονεκτεί διότι δεν απαιτεί τη χρήση της απλοποιημένης υπόθεσης χημικής ισορροπίας για τον υπολογισμό κανενός ρύπου καθώς και δεν απαιτεί τη χρήση οποιασδήποτε αυθαίρετης παραμέτρου για τη βαθμονόμησή του. Επιπλέον, το προτεινόμενο μοντέλο αναλυτικής χημείας απαιτεί υπολογιστικό χρόνο της ίδιας τάξης μεγέθους με τα παλαιότερα μοντέλα της βιβλιογραφίας. Δεδομένου ότι το προτεινόμενο μοντέλο παρουσιάζει βελτιωμένη ακρίβεια στην πρόβλεψη των εκπομπών οξειδίων του αζώτου (ΝΟx) σε σχέση με τα υπάρχοντα μοντέλα, χωρίς να αυξάνεται σημαντικά ο υπολογιστικός χρόνος, γίνεται σαφές ότι η συγκεκριμένη καινοτομία μπορεί να συμβάλει στον πιο αποδοτικό σχεδιασμό των μηχανών εσωτερικής καύσης.Ο δεύτερος στόχος αυτής της εργασίας είναι η πειραματική διερεύνηση της κυκλικής διακύμανσης των εκπομπών ρύπων. Αν και η επίδραση της κυκλικής διακύμανσης της καύσης έχει ερευνηθεί εκτενώς στην βιβλιογραφία, μόνο ένας πολύ μικρός αριθμός δημοσιεύσεων υπάρχουν πάνω στην πειραματική διερεύνηση της κυκλικής διακύμανσης των σχηματιζόμενων ρύπων κατά την καύση. Η πειραματική μελέτη που παρουσιάζεται σε αυτή την εργασία εστιάζει στην ποσοτικοποίηση της επίδρασης των διαφόρων παραμέτρων του κινητήρα, όπως το φορτίο, ο λόγος αέρα, και ο χρονισμός της ανάφλεξης στην κυκλική διακύμανση των εκπομπών.

show abstract

Section: Measures Of Cyclic Variationmentioning

confidence: 99%

Impact of the cycle-to-cycle variation of an internal combustion engine to gaseous pollutants emissions

Karvountzis-Kontakiotis¹,

Καρβουντζής-Κοντακιώτης²

View full text Add to dashboard Cite

show abstract

Flame development analysis in a diesel optical engine converted to spark ignition natural gas operation

2018

View full text Add to dashboard Cite

Lean-Burn Characteristics of a Heavy-Duty Diesel Engine Retrofitted to Natural-Gas Spark Ignition

Liu

Dumitrescu

2019

Journal of Engineering for Gas Turbines and Power

View full text Add to dashboard Cite

Increased utilization of natural gas (NG) in the transportation sector can decrease the use of petroleum-based fuels and reduced greenhouse gas emissions. Heavy-duty diesel engines retrofitted to NG spark ignition (SI) can achieve higher efficiencies and low NOX, CO, and hydrocarbon (HC) emissions when operated under lean-burn conditions. To investigate the SI lean-burn combustion phenomena in a bowl-in-piston combustion chamber, a conventional heavy-duty direct-injection CI engine was converted to SI operation by replacing the fuel injector with a spark plug and by fumigating NG in the intake manifold. Steady-state engine experiments and numerical simulations were performed at several operating conditions that changed spark timing (ST), engine speed, and mixture equivalence ratio. Results suggested a two-zone NG combustion inside the diesel-like combustion chamber. More frequent and significant late-burn (including double-peak heat release rate) was observed for advanced ST. This was due to the chamber geometry affecting the local flame speed, which resulted in a faster and thicker flame in the bowl but a slower and thinner flame in the squish volume. Good combustion stability (COVIMEP < 3%), moderate rate of pressure-rise, and lack of knocking showed promise for heavy-duty CI engines converted to NG SI operation.

show abstract

Cycle by Cycle Variations of Flame Propagation in a Spark Ignition Engine

Cited by 9 publications

References 9 publications

Impact of the cycle-to-cycle variation of an internal combustion engine to gaseous pollutants emissions

Impact of the cycle-to-cycle variation of an internal combustion engine to gaseous pollutants emissions

Flame development analysis in a diesel optical engine converted to spark ignition natural gas operation

Lean-Burn Characteristics of a Heavy-Duty Diesel Engine Retrofitted to Natural-Gas Spark Ignition

Contact Info

Product

Resources

About