Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Đo lường nồng độ nhiên liệu tại chỗ gần bu-gi trong động cơ đánh lửa phun nhiên liệu trực tiếp hướng dẫn bằng phun spray áp dụng phương pháp hấp thụ hồng ngoại
Tóm tắt
Nồng độ nhiên liệu bay hơi trong động cơ đánh lửa phun nhiên liệu trực tiếp hướng dẫn bằng phun (SG-DISI) đã được đo bằng cách sử dụng cảm biến quang học được lắp đặt trong một bu-gi. Phương pháp hấp thụ hồng ngoại laser đã được áp dụng để định lượng nồng độ xăng tức thời gần bu-gi. Bài báo này thảo luận về tính khả thi của việc thu thập các phép đo tỷ lệ không khí-nhiên liệu tại chỗ với cảm biến này được lắp trong xilanh của động cơ SG-DISI. Đầu tiên, các tác động của đám phun từ một bộ phun nhiều lỗ lên kết quả đo nồng độ nhiên liệu bay hơi gần cảm biến bu-gi đã được nghiên cứu sử dụng laser khả kiến. Chúng tôi đã xác định vị trí tốt nhất cho cảm biến trong động cơ, điều này là rất quan trọng do sự hình thành đám phun và hơi. Sau đó, một laser He–Ne 3,392-μm, phù hợp với đường hấp thụ của các hợp chất hydrocarbon, đã được sử dụng như một nguồn sáng để kiểm tra hỗn hợp phân lớp được tìm thấy trong quá trình vận hành động cơ siêu gầy. Một hỗn hợp có khả năng cháy tồn tại xung quanh bu-gi trong thời gian phun khi sử dụng tỷ lệ không khí-nhiên liệu cài đặt trước là 45,0 với các thời điểm phun nhiên liệu khác nhau và điều kiện áp suất trung bình hiệu dụng. Các tác động của định hướng bu-gi lên kết quả đo và khả năng cháy của động cơ SG-DISI đã được kiểm tra. Việc định hướng bu-gi theo chiều dọc với một trong các đám phun đã cung cấp kết quả chính xác hơn và độ tin cậy của động cơ tốt hơn. Nghiên cứu đã chứng minh rằng có thể xác định tỷ lệ không khí-nhiên liệu gần bu-gi trong thời gian phun bằng cách sử dụng cảm biến bu-gi được phát triển trong động cơ SG-DISI.
Từ khóa
#Động cơ đánh lửa phun nhiên liệu trực tiếp #tỷ lệ không khí-nhiên liệu #cảm biến bu-gi #hấp thụ hồng ngoại #nhiên liệu bay hơiTài liệu tham khảo
Dahms R, Fansler TD, Drake MC, Kuo TW, Lippert AM, Peters N (2009) Modeling ignition phenomena in spray-guided spark-ignited engines. Proc Combust Inst 32:2743–2750
Egermann J, Koebcke W, Ipp W, Leipertz A (2000) Investigation of the mixture formation inside a gasoline direct injection engine by means of linear Raman spectroscopy. Proc Combust Inst 28:1145–1152
Fansler TD, Drake MC (2006) “Designer diagnostics” for developing direct-injection gasoline engines. J Phys Conf Ser 45:1–17
Fansler TD, Stojkovic B, Drake MC, Rosalik ME (2002) Local fuel concentration measurements in internal combustion engines using spark-emission spectroscopy. Appl Phys B Lasers Optics 75:577–590
Fansler TD, Drake MC, Stojkovic B, Rosalik ME (2003) Local fuel concentration, ignition and combustion in a stratified charge spark ignited direct injection engine: spectroscopic, imaging and pressure-based measurements. Int J Engine Res 4(2):61–87
Hall MJ, Koenig M (1996) A fiber-optic probe to measure pre-combustion in-cylinder fuel–air ratio fluctuations in production engines. Proc Combust Inst 26:2613–2618
Han D, Steeper RR (2002) An LIF equivalence ratio imaging technique for multicomponent fuels in an IC engine. Proc Combust Inst 29:727–734
Honda T, Kawamoto M, Katashiba H, Sumida M, Fukutomi N, Kawajiri K (2004) A study of mixture formation and combustion for spray guided DISI. SAE Paper No. 2004-01-0046
Ikeda Y, Nishiyama A, Kawahara N, Tomita E, Arimoto S, Takeuchi A (2005) In-spark-plug sensor for analysing the initial flame and its structure in an SI engine. SAE Paper No. 2005-01-0644
Iwamoto Y, Noma K, Nakayama O, Yamauchi T, Ando H (1997) Development of gasoline direct injection engine. SAE Paper No. 970541
Kawahara N, Tomita E., Takeuchi A, Arimoto S, Ikeda Y, Nishiyama A (2005) Measurement of flame propagation characteristics in an SI engine using micro-local chemiluminescence technique. SAE Paper No. 2005-01-0645
Kawahara N, Tomita E, Nishiyama A, Hayashi K (2006) In situ fuel concentration measurement near spark plug by 3.392 μm infrared absorption method—pressure and temperature dependence of the gasoline molar absorption coefficient. SAE Paper No. 2006-01-0182
Kawahara N, Tomita E, Hayashi K, Tabata M, Iwai K, Kagawa R (2007) Cycle-resolved measurements of the fuel concentration near a spark plug in a rotary engine using an in situ laser absorption method. Proc Combust Inst 31:3033–3040
Kawamura K, Suzuoki T, Saito A, Tomoda T, Kanda M (1998) Development of instrument for measurement of air–fuel ratio in vicinity of spark-plug (application to DI gasoline engine). JSAE Rev 19(4):305–310
Koenig M, Hall MJ (1997) Measurements of local in-cylinder fuel concentration fluctuation in a firing SI engine. SAE Paper No. 971644
Kume T, Iwamoto Y, Iida K, Murakami M, Akishino K, Ando H (1996) Combustion control technologies for direct injection SI engine. SAE Paper No. 960600
Kuwahara K, Ando H (2000) Diagnostics of in-cylinder flow, mixing and combustion in gasoline engines. Meas Sci Technol 11:R95–R111
Merer RM, Wallace JS (1995) Spark spectroscopy for spark ignition engine diagnostics. SAE Paper No. 950164
Nishiyama A, Kawahara N, Tomita E (2003) In situ fuel concentration measurement near spark plug by 3.39 μm infrared absorption method—application to spark ignition engine. SAE Paper No 2003-01-1109
Ohyama Y, Ohsuga M, Kuroiwa H (1990) Study on mixture formation and ignition process in spark ignition engine using optical combustion sensor. SAE Paper No. 901712
Preussner C, Doring C, Fehler S, Kapmann S (1998) GDI: interaction between mixture preparation, combustion system and injector performance. SAE Paper No. 980498
Reinman R, Saitzkoff A, Mauss F (1987) Local air–fuel ratio measurements using the spark plug as an ionization sensor. SAE Paper No. 970856
Rothman LS, Rinsland CP, Goldman A, Massie ST, Edwards DP, Flaud J-M, Perrin A, Camy-Peyret C, Dana V, Mandin J-Y, Schroeder J, Mccann A, Gamache RR, Wattson RB, Yoshino K, Chance KV, Jucks KW, Brown LR, Nemtchinov V, Varanasi P (1998) The HITRAN molecular spectroscopic database and HAWKS. J Quant Spectrosc Radiat Transfer 60-5:665–710
Schwarz Ch, Shuenemann E, Durst B, Fischer J, Witt A (2006) Potentials of the spray-guided BMW DI combustion system. SAE Paper No. 2006-01-1265
Smith JD, Sick V (2006) A multi-variable high-speed imaging study of ignition instabilities in s spray-guided direct-injected spark-ignition engine. SAE Paper No. 2006-01-1264
Smith JD, Sick V (2007) Quantitative dynamic fuel distribution measurements in combustion related devices using laser-induced fluorescence imaging of biacetyl in iso-octane. Proc Combust Inst 31:747–755
Sohma K, Yukitake T, Asuhata S, Takaku Y (1990) Application on rapid optical measurement to detect the fluctuations of the air-fuel ratio and temperature of a spark ignition engine. SAE Paper No. 910499
Stan C (1999) Direct fuel injection for gasoline engines. Society of Automotive Engineers, Inc., Warrendale
Summers T, Collings N (1995) Modelling the transit time of a fast response flame ionisation detector during in-cylinder sampling. SAE Paper No. 950160
Tomita E, Kawahara N, Yoshiyama S, Kakuho A, Itoh T, Hamamoto Y (2002) In situ fuel concentration measurement near spark-plug in spark-ignition engines by 3.39 μm infrared laser absorption method. Proc Combust Inst 29:735–741
Tomita E, Kawahara N, Shigenaga M, Nishiyama A, Dibble RW (2003a) In situ measurement of hydrocarbon fuel concentration near a spark plug in an engine cylinder by 3.392 μm infrared laser absorption method—discussion of applicability with a homogeneous methane–air mixture. Meas Sci Technol 14:1350–1356
Tomita E, Kawahara N, Nishiyama A, Shigenaga M (2003b) In situ measurement of hydrocarbon fuel concentration near a spark plug in an engine cylinder by 3.392 μm infrared laser absorption method—application to actual engine. Meas Sci Technol 14:1357–1363
Wickstrom N, Byttner S, Holmberg U (2005) Robust tuning of individual cylinders AFR in SI engines with the ion current. SAE Paper No. 2005-01-0020
Yamamoto S, Tanaka D, Sato K, Yokoe M (2009) Keys to understanding spray-guided combustion of a narrow-spacing gasoline direct injection SI engine with a centrally mounted multi-hole injector. SAE Paper No. 2009-01-1497
Yoshiyama S, Hamamoto Y, Tomita E, Minami K (1996) Measurement of hydrocarbon fuel concentration by means of infrared absorption technique with 3.39 μm He–Ne laser. JSAE Rev 17:339–345
Zhao H, Ladommatos N (2001) Engine combustion instrumentation and diagnostics. Society of Automotive Engineers, Inc., Warrendale
Zhao FF, Harrington DL, Lai M-C (2002) Automotive gasoline direct-injection engines. Society of Automotive Engineers, Inc., Warrendale
