In a port-fuel-injected engine, the

In a port-fuel-injected engine, the fuel is generally injected at the backside of a closed intake valve to take advantage of the warm valve and port surfaces for vaporization [22–24]. However, a large part of the injected spray is deposited on the intake manifold surfaces and forms a layer of liquid film on the valve and port surfaces. The film needs to be re-atomized by the shearing airflow as the intake valves open. If these fuel layers are not well atomized, they enter the cylinder as drops and ligaments [25–27]. These phenomena occur in varying degrees and depend upon the engine design, injector location and engine operation. Previous experiments on the same engine fuelled by gasoline and BU20 demonstrated that the injector sprayed the fuel towards the plate between the intake valves and on the intake valves stems [28–30]. The droplet impingement induced fuel layer formation on the intake manifold walls. The fuel layers were drawn by gravity to the valve head and gap, where they remained as film due to surface tension. The stripping of the squeezed fuel film created fuel deposits on the optical window. When the injection occurred in open-valve condition, part of the droplets was carried directly into the combustion chamber by the gas flow. These droplets, sucked in the combustion chamber, stuck on the cylinder walls. In both injection conditions, the fuel deposits on the combustion chamber walls created fuel-rich zones on the piston surfaces that influenced the composition of the mixture charge and, hence, the combustion process. During the normal combustion process, only a fraction of the fuel deposits was completely burned. Thus, more fuel should be injected to reach the selected air-fuel ratio measured at the exhaust [23].
In the open-valve injection, the fuel deposits amount and size were smaller than in the closed-valve injection; thus, the duration of injection resulted shorter [25, 29]. Regarding the difference in the injection duration, as with any alcohol, gasoline-butanol blends have a lower stoichiometric air-fuel ratio. Therefore, when using gasoline blended with butanol, fuel flow must be increased to ensure the same relative air-fuel ratio as with pure gasoline.
In order to estimate the effect on engine performance of the selected fuel injection conditions, IMEP and COVIMEP were evaluated as average on 100 consecutive engine cycles. For each spark timing, the IMEP variation was lower than 5% for all engine conditions and fuels. For each fuel, the IMEP of CV injection was higher than that of OV, in agreement with previous works [20, 29]. For BU20, the IMEP in the OV condition was higher than gasoline in OV condition and very close to gasoline in CV condition. This occurred because butanol-gasoline blend burns faster than pure gasoline at the same conditions, making higher the indicated efficiency of the engine work cycle. For BU20_OV, the best stability was measured too [7]. This concurs with the results reported in the works by Irimescu [31] and Yang et al. [32] in which, at full load, the power drop is significant only for butanol concentrations higher than 30% to 40%. About the spark timing effect, for gasoline fuel, the knocking limit was evaluated around 16 CAD BTDC for both fuel injection conditions.
For BU20, the knocking limit was evaluated around 18 CAD BTDC, and for BU40, it advanced until around 20 CAD BTDC. It means that butanol blend allowed working in more advanced spark timing without occurrence of knocking combustion. The COVIMEP increased with spark advance until reaching the highest value in knocking regime. From 16 CAD BTDC, the COVIMEP increased with retarding spark timing too. This result agrees with those reported in the works by Szwaja and Naber [7] and Morey and Seers [33]. It occurs because, when the ignition is too advanced, the cylinder temperature is comparatively low. Besides, the quite low and uneven mixture concentration near the spark plug brings negative influence on the flame kernel initiation and development. When the ignition is too delayed, the low combustion efficiency does harm to combustion stability. In this work, the optical results obtained at 14 CAD BTDC spark timing are discussed. This choice was done in order to evaluate the effect of selected fuels on the normal combustion process at comparable IMEP (±1%) with satisfactory engine stability. Cycle-resolved visualization was used for detailing thermal and fluid dynamic phenomena that occur in the combustion chamber. Figures 2 and 3 report images of cycle-resolved flame front evolution for gasoline, BU20 and BU40 in CV and OV conditions. The images' brightness and contrast were changed to enhance the kernel flame luminosity. The combustion process was visualized from the spark ignition until the flame front reached the cylinder walls. As expected, for gasoline [29, 31], after the evidence of the spark ignition, thanks to the plasma luminosity detected at 14 CAD BTDC, the flame front started as kernel from the spark plug, and then, it spread with radial-like behavior for around 6 to 10 CAD. Then, the flame front shape showed an asymmetry that induced the flame to reach first the cylinder wall in the exhaust valves region, around 20 CAD after the start of spark timing. This was due to the fuel film deposited on the intake valves and combustion chamber surfaces previously discussed. The fuel film develops dynamically under the effect of the gas flow, influencing mixture composition and combustion process. In fact, the flame propagation is influenced by the thermodynamic conditions, mixture composition and local turbulence intensity. When a flame propagates in the normal direction to a region with an equivalence ratio gradient, each part of the front evolves in a field with varying fuel concentration. This induces propagation speed variation along the flame front and an increase in flame wrinkling in comparison with the homogeneous case. A similar combustion process evolution was detected for both butanol blends.

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

ในการพอร์ตเชื้อเพลิงฉีดเครื่องยนต์ เชื้อเพลิงทั่วไปราชที่ด้านหลังของวาล์วปิดบริโภคประโยชน์ของวาล์วที่อบอุ่นและผิวพอร์ตการกลายเป็นไอ [22-24] อย่างไรก็ตาม ส่วนใหญ่ของสเปรย์ฉีดฝากบนพื้นผิวความหลากหลายนับปริมาณ และสร้างชั้นฟิล์มของเหลวบนพื้นผิวของลิ้นและพอร์ต ฟิล์มต้องเป็น atomized อีกครั้ง โดยการไหลของอากาศตัดเป็นวาล์วบริโภคเปิด ถ้าชั้นเชื้อเพลิงเหล่านี้จะไม่ดี atomized พวกเขาป้อนถังเป็นหยดและเอ็น [25-27] ปรากฏการณ์เหล่านี้เกิดขึ้นในองศาที่แตกต่าง และขึ้นอยู่กับออกแบบเครื่องยนต์ หัวฉีดที่ตั้ง และการดำเนินงานของเครื่องยนต์ การทดลองก่อนหน้านี้ในเครื่องยนต์เดียวกันเติมพลัง ด้วยน้ำมันและ BU20 แสดงว่า หัวฉีดจะฉีดพ่นเชื้อเพลิงต่อจาน ระหว่างวาล์วบริโภค และลำต้นวาล์วบริโภค [28-30] Impingement หยดเกิดก่อชั้นเชื้อเพลิงบนผนังความหลากหลายนับบริโภค ชั้นเชื้อเพลิงถูกดึง โดยแรงโน้มถ่วงหัววาล์วและช่องว่าง ที่พวกเขายังคงเป็นฟิล์มเนื่องจากแรงตึงผิว ปอกของฟิล์มน้ำมันค็อฟสร้างฝากเชื้อเพลิงบนหน้าต่างแสง เมื่อฉีดที่เกิดขึ้นในสภาพเปิดวาล์ว หนึ่งหยดถูกขนส่งเข้าห้องเผาไหม้โดยตรง โดยการไหลก๊าซ หยดเหล่านี้ ดูดในห้องเผาไหม้ ติดบนผนังถัง ในเงื่อนไขทั้งสองฉีด ฝากเงินบนผนังห้องเผาไหม้เชื้อเพลิงที่สร้างโซนอุดมไปด้วยน้ำมันบนผิวลูกสูบที่มีอิทธิพลต่อองค์ประกอบของค่าส่วนผสม แล้ว ดังนั้น การประมวลผลของการสันดาป ในระหว่างกระบวนการเผาไหม้ปกติ เพียงเศษเสี้ยวของฝากเชื้อเพลิงไม่สมบูรณ์เขียน ดังนั้น ควรฉีดเชื้อเพลิงถึงอัตราส่วนเชื้อเพลิงอากาศเลือกวัดที่ไอเสีย [23]ในการเปิดวาล์วฉีด น้ำมันเงินฝากจำนวนและขนาดเล็กกว่าในการปิดวาล์วฉีด ดังนั้น ระยะเวลาการฉีดผลสั้น [25, 29] เกี่ยวกับความแตกต่างของระยะเวลาการฉีด ตาม ด้วยแอลกอฮอล์ใด ๆ ผสมบิวทานอน้ำมันมีอัตรา stoichiometric อากาศเชื้อเพลิงต่ำ ดังนั้น เมื่อใช้น้ำมันเบนซินผสมกับบิวทานอ ไหลเชื้อเพลิงต้องมีเพิ่มให้อัตราส่วนอากาศน้ำมันเชื้อเพลิงสัมพันธ์กันเป็นน้ำมันบริสุทธิ์การประเมินผลประสิทธิภาพเครื่องยนต์เงื่อนไขเลือกฉีดเชื้อเพลิง IMEP และ COVIMEP ถูกประเมินว่าค่าเฉลี่ยในรอบเครื่องยนต์ติดต่อกัน 100 สำหรับช่วงเวลาแต่ละจุดประกาย เปลี่ยนแปลง IMEP ไม่ต่ำกว่า 5% สภาพเครื่องยนต์และเชื้อเพลิงทั้งหมด ในแต่ละเชื้อเพลิง การฉีด IMEP CV ได้สูงกว่าของ OV ยังคงทำงานก่อนหน้านี้ [20, 29] สำหรับ BU20, IMEP ในเงื่อนไข OV สูงกว่าน้ำมัน ในสภาพ OV และน้ำมันในสภาพ CV นี้เกิดขึ้นเนื่องจากน้ำมันเบนซินบิวทานอผสมไหม้เร็วกว่าน้ำมันบริสุทธิ์ที่เงื่อนไขเดียวกัน ทำสูงกว่าประสิทธิภาพที่ระบุของรอบเครื่องยนต์ทำงาน สำหรับ BU20_OV ความมั่นคงที่สุดที่วัดเกินไป [7] นี้ concurs กับผลลัพธ์ที่รายงานในงาน Irimescu [31] และ Yang et al. [32] ซึ่ง ที่โหลดเต็ม ปล่อยพลังงานเป็นสำคัญสำหรับบิวทานอความเข้มข้นสูงขึ้นกว่า 30% ถึง 40% เกี่ยวกับประกายเวลาผล สำหรับน้ำมันเชื้อเพลิง วงเงิน knocking ถูกประเมินรอบ 16 BTDC CAD สำหรับเงื่อนไขทั้งฉีดเชื้อเพลิงสำหรับ BU20 วงเงิน knocking ถูกประเมินรอบ 18 CAD BTDC และสำหรับ BU40 มันขั้นสูงจนถึงประมาณ 20 BTDC CAD มันหมายความว่า ผสมบิวทานอที่อนุญาตให้ทำงานเวลาสปาร์คสูงขึ้นโดยไม่เกิดการเคาะการสันดาป COVIMEP ที่ มีประกายล่วงหน้าเพิ่มขึ้นจนถึงค่าสูงสุดในระบอบการเคาะ จาก 16 CAD BTDC, COVIMEP ที่เพิ่มกับ retarding ประกายกำหนดเวลาเกินไป ผลลัพธ์นี้ตกลงกับรายงานในงาน Szwaja และ Naber [7] และ Morey และ Seers [33] เกิดขึ้นเพราะ เมื่อจุดระเบิดที่เป็นขั้นสูงเกินไป อุณหภูมิกระบอกต่ำสุดที่ดีอย่างหนึ่ง สำรอง ความเข้มข้นส่วนผสมค่อนข้างต่ำ และไม่สม่ำเสมอใกล้เทียนนำอิทธิพลลบไฟเคอร์เนลเริ่มต้นและพัฒนา เมื่อจุดระเบิดที่ล่าช้าเกินไป ประสิทธิภาพการเผาไหม้ต่ำไม่เป็นอันตรายต่อการเผาไหม้ความมั่นคง ในงานนี้ ผลแสงได้ที่ 14 CAD BTDC สปาร์คเวลาจะกล่าวถึง ตัวเลือกนี้ถูกทำเพื่อประเมินผลของการเลือกเชื้อเพลิงในกระบวนการเผาไหม้ปกติที่ IMEP เทียบ (±1%) มีความเสถียรของเครื่องยนต์เป็นที่พอใจ แก้ไขรอบการแสดงภาพประกอบเพลงที่ใช้สำหรับรายละเอียดความร้อน และของเหลวแบบไดนามิกปรากฏการณ์ที่เกิดขึ้นในห้องเผาไหม้ ตัวเลข 2 และ 3 รายงานภาพแก้ไขวงจรไฟด้านหน้าวิวัฒนาการสำหรับเบนซิน BU20 และ BU40 ใน CV และ OV ความสว่างและความคมชัดของภาพมีการเปลี่ยนแปลงเพื่อเพิ่มความสว่างไฟเคอร์เนล การเผาไหม้มี visualized จากหัวเทียนจุดระเบิดจนหน้าเปลวไฟถึงผนังถัง ตามที่คาดไว้ สำหรับน้ำมัน [29, 31], หลังจากหลักฐานของจุดระเบิดประกาย ด้วยความสว่างพลาสม่าที่ตรวจพบที่ 14 CAD BTDC หน้าเปลวไฟเริ่มเป็นเคอร์เนลจากเทียน แล้ว มันแพร่กระจาย ด้วยลักษณะเหมือนรัศมีสำหรับประมาณ 6 ถึง 10 CAD แล้ว รูปร่างเปลวไฟหน้าพบ asymmetry ที่เกิดเปลวไฟไปถึงผนังถังในภูมิภาคนี้วาล์วไอเสีย 20 แรก CAD หลังจากจุดเริ่มต้นของเวลาสปาร์ค นี้ได้เนื่องจากฟิล์มน้ำมันฝากบริโภควาล์วและห้องเผาไหม้ผิวก่อนหน้านี้กล่าวถึงการ ฟิล์มน้ำมันพัฒนาแบบไดนามิกภายใต้ผลของการไหลแก๊ส มีอิทธิพลต่อกระบวนการผสมผสานองค์ประกอบและการเผาไหม้ ในความเป็นจริง เผยแพร่เปลวไฟที่ได้รับอิทธิพลจากเงื่อนไขขอบ องค์ประกอบของส่วนผสม และความเข้มของความปั่นป่วนในท้องถิ่น เมื่อเปลวไฟแพร่กระจายในทิศทางปกติภูมิภาคที่มีการไล่ระดับอัตราส่วนเทียบเท่า แต่ละส่วนของหน้าอยู่เสมอในเขตข้อมูลที่มีความเข้มข้นของเชื้อเพลิงที่แตกต่างกันไป นี้ก่อให้เกิดความผันแปรความเร็วเผยแพร่หน้าเปลวไฟและการเพิ่ม wrinkling เมื่อเปรียบเทียบกับกรณีเหมือนเปลวไฟ พบวิวัฒนาการกระบวนการสันดาปคล้ายกันสำหรับทั้งสองผสมบิวทานอ

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

ในพอร์ตการใช้เชื้อเพลิง เครื่องยนต์ เชื้อเพลิงโดยทั่วไปฉีดที่ด้านหลังของลิ้นไอดีปิด เพื่อใช้ประโยชน์จากลิ้นอุ่นและพอร์ตพื้นผิวสำหรับการระเหย [ 22 – 24 ] อย่างไรก็ตาม , ส่วนใหญ่ของการฉีดพ่นจะฝากบนท่อไอดีพื้นผิวและรูปแบบชั้นของฟิล์มของของเหลวบนพื้นผิววาล์วและพอร์ตภาพยนตร์ต้อง re ได้ โดยตัดให้เป็นวาล์วไอดีเปิด ถ้าชั้นเชื้อเพลิงเหล่านี้จะไม่ดีได้ พวกเขาใส่กระบอกเป็นหยดและเอ็น [ 25 – 27 ] ปรากฏการณ์เหล่านี้เกิดขึ้นในองศาที่แตกต่าง และขึ้นอยู่กับเครื่องยนต์การออกแบบสถานที่ตั้งและการจัดการเครื่องยนต์หัวฉีด .การทดลองก่อนหน้านี้กับเครื่องยนต์เดียวกันจากเชื้อเพลิงเบนซินและ bu20 แสดงว่า หัวฉีดพ่นน้ำมันต่อจาน ระหว่างวาล์วไอดีและวาล์วไอดี ) [ 28 – 30 ] แสงจากการปะทะเกิดชั้นเชื้อเพลิงในท่อไอดีผนัง เชื้อเพลิงชั้น ถูกดึงโดยแรงโน้มถ่วงเพื่อวาล์วหัวและช่องว่างที่พวกเขายังคงเป็นภาพยนตร์ เนื่องจากแรงตึงผิว ส่วนการบีบน้ำมันเชื้อเพลิงภาพยนตร์สร้างเงินฝากเชื้อเพลิงบนหน้าต่างแสง เมื่อเปิดวาล์วฉีดเกิดขึ้นในเงื่อนไข ส่วนหยดถูกหามเข้าห้องเผาไหม้ โดยก๊าซไหล หยดเหล่านี้ดูดเข้าไปในห้องเผาไหม้ที่ติดบนผนังกระบอกสูบ ทั้งฉีด เงื่อนไขเชื้อเพลิงเงินฝากที่ห้องเผาไหม้เชื้อเพลิงบนผนังสร้างโซนคนรวยลูกสูบพื้นผิวที่มีผลต่อองค์ประกอบของส่วนผสมแล้ว ดังนั้น กระบวนการเผาไหม้ ในระหว่างกระบวนการการเผาไหม้ปกติ เพียงเศษเสี้ยวของเชื้อเพลิงเงินฝากโดนเผา ดังนั้น ควรฉีดเชื้อเพลิงมากกว่าถึงเลือกอัตราส่วนอากาศกับเชื้อเพลิงวัดที่ท่อไอเสีย [ 23 ] .
ในการเปิดวาล์วฉีดเชื้อเพลิงเงินฝากจำนวนและขนาดตัวเล็กกว่าในการฉีดวาล์วปิด ดังนั้นระยะเวลาของการฉีดสั้น 25 ) [ 29 ] เกี่ยวกับความแตกต่างของระยะเวลาการฉีดด้วยแอลกอฮอล์ เบนซินลดอัตราส่วนอากาศกับเชื้อเพลิงผสม butanol มีอัตราส่วน ดังนั้น เมื่อใช้น้ำมันเบนซินที่ผสมกับบิวทานอล ,การไหลของเชื้อเพลิงจะต้องเพิ่มขึ้นเพื่อให้อัตราส่วนอากาศกับเชื้อเพลิงแบบสัมพันธ์กับเพียวเบนซิน .
เพื่อประเมินผลต่อประสิทธิภาพของการฉีดเชื้อเพลิงเครื่องยนต์เลือกเงื่อนไข ตามลำดับ และ covimep ได้รับการประเมินว่าเป็นระดับ 100 ติดต่อกันเครื่องยนต์รอบ สำหรับแต่ละจุดประกายจังหวะ , การเปลี่ยนแปลงตามลำดับ ต่ำกว่า 5% สำหรับทุกสภาพเครื่องยนต์และเชื้อเพลิง สำหรับแต่ละเชื้อเพลิง