HCCI and CAI engines for the automotive industry

Zhao, Hua

doi:10.1533/9781845693541

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“…Input fuel energy is also calculated from equation 14. = m f .H LV (11) where, mf is fuel mass and HLV is the lower heating value of fuel. Thermal efficiency is, thus, calculated as follows:…”

Section: Thermal Efficiency and Specific Fuel Consumptionmentioning

confidence: 99%

“…Among these methods, the exhaust gas recirculation method provided by exhaust gas rebreathing, in which exhaust gas is trapped by means of using a negative valve overlap strategy [6], [7], [8], [9] seems to be the most practical and effective way without modification of the compression ratio, heating intake air [10]. The EGR in the charge, generally, influences with the heating effect, the dilution effect, the heat capacity effect and the chemical effect on CAI engines [11].Therefore, the change of EGR rate in a CAI engine affects combustion phasing directly bringing about a change in engine performance and emission. Recently, many studies have been performed to determine the effect of EGR rate and to enhance the range of CAI/HCCI engine operation.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

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Computational Study of EGR and Excess Air Ratio Effects on a Methane Fueled CAI Engine

Yıldız

Akansu

Çeper

2015

IJAET

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This paper presents the numerical analysis of a controlled auto ignition (CAI), four stroke, single cylinder engine, by using methane fuel. The goal of this study was to determine how exhaust gas recirculation (EGR) rate affects combustion, emission and engine performance. The EGR rates were selected as 27 %, 32 %, 37 %, and 42 % by mass with excess air ratios of 1.0, 1.5, 2.0, and 2.5. An incylinder temperature of 570 K was considered at intake valve closing time (IVC) and an engine speed of 1500 rpm was used for all cases. The Computational Fluid Dynamics (CFD) code FLUENT was used for numerical analysis. The numerical modeling was solved by taking into consideration the effect of turbulence, by using the Renormalization Group Theory (RNG) k- model. The results indicate that increase in EGR rate and excess air ratio have significant effects on in-cylinder pressure, temperature, heat release rate, pressure rise rate, combustion duration, brake work, specific NOx and CO emissions, thermal efficiency and specific fuel consumption. Moreover, CAI combustion resulted in a rapid heat release rate which gives rise to an increase in the pressure rise rate, high temperature value and high level SNOx emission, when EGR rate was low level (up to 32 %) for excess air ratio() value of 1 and 1.5. To achieve CAI combustion resulting in low level SNOx emission, the mixture must include an EGR rate of more than 32 % or become leaner.

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Section: Thermal Efficiency and Specific Fuel Consumptionmentioning

confidence: 99%

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Computational Study of EGR and Excess Air Ratio Effects on a Methane Fueled CAI Engine

Yıldız

Akansu

Çeper

2015

IJAET

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“…Exhaust gas recycling appears to be the most practical for obtaining CAI combustion in a gasoline engine, especially if it is done by means of trapping exhaust residuals using the negative valve overlap (NVO) approach as reported by Law et al (2000b), Milovanovic et al (2005b), Zhao (2007), and Li, Zhao and Ladommatos (2001).…”

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Performance and emissions of a 4-cylinder gasoline engine with Controlled Auto-Ignition

Martins¹,

Zhao²

2012

J. Braz. Soc. Mech. Sci. & Eng.

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“…A formação da fuligem incandescente, em um instante perto do máximo calor liberado (a radiação térmica da fuligem está presente em todo o processo da combustão), até atingir a estabilidade do frente de chama. Revelando a natureza transiente do processo, durante o período de difusão da combustão [61].…”

Section: Fundamentos Da Combustão Dieselunclassified

“…Se o pico de temperatura se atinge muito cedo na fase de compressão, a fase de combustão chega a ser muito adiantada, conduzindo a penalidades na eficiência, alto barulho, aumento da probabilidade de detonações com risco de dano do motor. Se o pico de temperatura é atingido muito tarde, tem uma alta probabilidade de apresentar falha de autoignição, o qual conduz à emissão de altas quantidades de HC e redução do rendimento [61]. Dois fatores são especialmente importantes para assegurar a ignição por compressão e a determinação do início da mesma: a composição química da mistura e o ambiente térmico ao interior do cilindro, neste ponto o histórico da temperatura é crítico [62].…”

Section: Fundamentos Da Combustão Dieselunclassified

Modelo De PDF Presumida Com Cinética Química Tabulada Aplicada Para a Combustão Em Sprays

SOUZA¹

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A Deus, que me concedeu força, sabedoria e sustento para a realização desse trabalho.Ao meus orientadores Professor Sérgio Leal Braga e Professor Wladimyr Mattos da Costa Dourado pela confiança e parceria e ajuda em momentos difíceis durante a realização dessa tese.A PUC -Rio e a CAPES, pelo suporte financeiro e auxílios concedidos para o desenvolvimento.Ao INMETRO, Dra. Maria Helena Farias e Dr. Renan Teixeira pelo auxílio na utilização de computadores para a geração de resultados.Ao IAE por pelo suporte e a utilização de suas instalações. Aos meus amigos do INPE Bruno Trevisan, Guilherme Sempionato, Danilo Oliveira e Rafael Siqueira pela amizade, apoio e compressão. Neste trabalho, foi desenvolvida uma modificação do modelo para simulação de sprays Diesel com o método de PDF presumida e cinética química tabulada. Através do acoplamento entre a parte química e a parte turbulenta, avaliou-se os efeitos do spray com a metodologia flamelet. Onde o conceito flamelet trata a chama difusiva e transiente como um conjunto de chamas unidimensionais, utilizando o modelo de PDF presumida para a avaliação dos valores turbulentos. A validação do modelo foi realizada com dados experimentais do laboratório Sandia, em uma câmara a volume constante. A validação e a aplicação do modelo foram conduzidas em diferentes tipos de ensaios experimentais: avaliação e comparação para diferentes modelos de cinética química do n-heptano, validação do método para o modelo de turbulência k − ϵ na câmara de volume constante do Sandia para o n-heptano não reativo, validação e comparação do modelo para o spray reativo e aplicação de modelo para o estudo comprimento do ancoramento de chama e para o tempo de atraso de ignição do n-heptano para diferentes temperaturas ambientes. Em geral,a modelagem proposta tem demonstrado excelente capacidade de previsão para a combustão com spray Diesel numa vasta gama de aplicações e é um candidato altamente promissor para outras aplicações em motores Diesel. In this work, a modification of the model for the simulation of diesel sprays with the presumed PDF method and tabulated chemical kinetics was developed. Through the coupling between the chemical part and the turbulent part, the effects of the spray were evaluated for the flamelet methodology. Where the textit flamelet concept treats the diffusive and transient flame as a set of one-dimensional flames, using the presumed PDF model for the evaluation of turbulent values. The validation of the model was performed with experimental data from the Sandia laboratory, in a chamber at constant volume. The validation and application of the model were conducted in different types of experimental trials: evaluation and comparison for different chemical kinetics models of n-heptane, validation of the method for the turbulence model k−ϵ in the constant volume chamber of the Sandia for non-reactive n-heptane, validation and comparison of the model for the reactive spray and model application for the study of the flame anchoring length and for the ignition delay time of...

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HCCI and CAI engines for the automotive industry

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Computational Study of EGR and Excess Air Ratio Effects on a Methane Fueled CAI Engine

Computational Study of EGR and Excess Air Ratio Effects on a Methane Fueled CAI Engine

Performance and emissions of a 4-cylinder gasoline engine with Controlled Auto-Ignition

Modelo De PDF Presumida Com Cinética Química Tabulada Aplicada Para a Combustão Em Sprays

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