Turbolader kontakten til effektive motorer

Forudsigelse af lunefulde forbrændingshændelser før antændelse kan sætte bilproducenter i stand til at bygge kraftfulde, men mere effektive motorer.

Et forbrændingsproblem, der har generet motorfabrikanter siden industrien begyndte, plager stadig designerne af brændstofeffektive motorer. Et team på KAUST's Clean Combustion Research Center, ledet af Robert Dibble, fokuserer på at forstå forantændelse.

En enkelt forekomst af forantændelse-når brændstof antændes for tidligt i motorcylinderen for at frigive et forkert energispark-kan forårsage store skader. Forantændelse er sporadisk og uforudsigelig. Det er mere udbredt i nedskæringer, turboladede motorer, som bilproducenter nu producerer for forbedret brændstofeffektivitet og samtidig opretholde effekt.

"Forantændelse er stadig en flaskehals til yderligere nedskæringer og forbedring af motoreffektiviteten, "forklarer Eshan Singh, en ph.d. elev i Dibbles team.

Teamet ændrede systematisk motorparametre, herunder luftindtagstemperatur og udstødningstryk derved fastslå de betingelser, der sandsynligvis er for antændelse. For eksempel, holdet observerede flere forantændelseshændelser med et højere udstødningstryk:dette sker, når motorcylinderen har mindre effektiv tømning af brændt brændstof mellem forbrændingscyklusser.

Forskerne kombinerede alle deres observationer for at bygge et billede af fænomenet før antændelse. "Vores arbejde afslører forantændelsen er opdelt i flere trin, "Siger Singh.

En hændelse før antændelse stammer fra den foregående forbrændingscyklus, når brændstof indsprøjtet i cylinderen interagerer med olie på cylinderforingen, der danner en olie-brændstofdråbe. Ved afslutningen af ​​hver forbrændingscyklus olie-brændstof-dråben udvises normalt fra cylinderen; imidlertid, fra tid til anden, olie-brændstofdråben forbliver og kan udløse forantændelse i den følgende cyklus, viste teamet. "Bilproducenter skal bryde denne kæde af hændelser for at undertrykke forantændelse, "Siger Singh.

Stop brændstoffet og olien fra at interagere, eller helt udtømme al den brændte blanding fra motoren, er to punkter, hvor arrangementskæden kan brydes. At forhindre det indsprøjtede brændstof i at ramme den oliebelagte cylinderforing er en fremgangsmåde. "Vi ser på praktiske metoder til at reducere forantændelse ved at ændre injektionsstrategien, "Singh siger." Vi har indgivet et patent, der anvender indsprøjtningsstrategier til at levere før antændelse uden at gå på kompromis med motoreffekten. "

Andre veje til at bryde begivenhedskæden kræver en dybere forståelse af forudantændelse, Tilføjer Singh. "Vores spændende opdagelser er glædelige. Fremadrettet, vi er motiverede til at afdække yderligere kontrollerende variabler, der giver mulighed for mere præcise forantændelsesforudsigelser. "

På grund af eksamen fra KAUST i efteråret 2019, Eshan er i øjeblikket i praktik på Forbrændingsforskningsfaciliteten i Sandia National Laboratories, Californien. Der, han undersøger forbrænding i blandet tilstand til fremtidige forbrændingsmotorer. "Denne erfaring har allerede udsat mig for en overflod af værktøjer, der ofte bruges i motorforbrændingsdiagnostik. Flere nye veje er nu åbnet for min forskningskarriere, som har til opgave at tackle løsninger til bekæmpelse af klimaændringer. "