Knock-induced cavity resonances in open chamber diesel engines

Abstract

Knock is known to cause acoustical cavity resonances in the combustion chambers of engines. Understanding this phenomenon is important for control of engine noise and optimization of knock-detection systems. Cavity resonances were investigated in detail for six open-chamber diesel engines of different sizes. Spectral data were obtained from cylinder pressure-time traces and compared with predictions from finite-element calculations of the cavity resonances. Good agreement was found.

Combustion noise analysis of partially premixed combustion concept using gasoline fuel in a 2-stroke engine

“…The forces described above depend strongly on the sudden pressure rise due to the auto-ignition, which is mainly characterized by the fuelburning velocity, and hence by the rate of heat release (RoHR). Besides, the pressure rise also produces high frequency oscil-lations of the cylinder gas, which are associated to an unsteady process known as combustion chamber resonance [32,33]. This phenomenon needs to be taken into account because of the high levels of energy contained in the oscillations and its characteristic excitation frequency range, which is in the highly sensitive human perception range.…”

Estudio CFD de la resonancia en la cámara de combustión de Motores Diesel HDI

“…Además, el rápido aumento de la presión genera oscilaciones de presión del gas a frecuencias propias de las dimensiones de la cáma-ra de combustión [25]. El interés creciente por estudiar el comportamiento de estas oscilaciones [24,66,188] se debe a que la frecuencia donde se detectan las mayores amplitudes de resonancia se encuentra en el rango de frecuencia donde la atenuación del bloque no es máxima [143].…”

“…Figura 2.27: Sección transversal de los cinco pistones de diferente diámetro, calculados mediante el método de elementos finitos [66] ficiente de Bessel (α mn ) para los cuatro primeros modos, durante el movimiento del pistón. Los cálculos fueron realizados con el código de cálculo NASTRAN, aplicado en cavidades con simetría axial.…”

“…Figura 2.28: Influencia de la posición del pistón en el comportamiento de los cuatro primeros modos (α mn ), motor 1 (izquierda) y motor 5 (derecha) [66] En la figura 2.28 se muestran los resultados que obtuvo para dos de las cinco cámaras estudiadas. Se puede destacar el decrecimiento de los valores de α mn cuando el pistón se aleja del PMS hasta alcanzar valores constantes.…”

“…Se ha registrado ampliamente [66,86,129,136] que una de las principales características de la combustión en motores Diesel es el brusco aumento de presión durante el autoencendido de la mezcla aire-combustible. Este rápido aumento de presión origina el knock, que induce un proceso de oscilación de los gases quemados de acuerdo a las frecuencias naturales asociadas con la geometría de la cámara de combustión, también conocido como fenómeno de resonancia.…”