تصویر برداری و تحلیل خود اشتعالی و کوبش در موتور شیشه‌ای

نویسندگان

چکیده

این مقاله به موضوع مطالعه درباره پیش جرقه در شرایط کوبش موتور پرداخته موتور مورد استفاده در این تحقیق از نوع تک استوانه‏ با قابلیت دسترسی کامل تصویری از بالای استوانه‏ است. این موتور می تواند حداکثر فشار ١٥٠ بار را در شرایط سخت تحمل کند. شرایط کوبش در فشار پایین ٥ بار و با استفاده از گرم کن هوای ورودی  و استفاده از سوخت با عدد اکتان ٧٥ به موتور تحمیل شد. در این مقاله دوربین عکاسی تندنگار ( ٦٠,٠٠٠ عکس در ثانیه) به همراه آنالیز اطلاعات حرارتی دریافتی از موتور کمک به تحلیل اتفاقات احتراق می کند  مهمترین دستاورد این تحقیق ، بهبود درک از احتراق خودکار و مرکزهای متعدد آن در شرایط کوبش سخت می باشد. دیده شدن مرکزهای پراکنده جرقه دو محفظه احتراق همسو با نظریه توسعه انفجار است. بررسی ترمودینامیکی اطلاعات نشان دهنده این است که بین شدت کوبش و مقدار سوخت مشتعل نشده در لحظه شروع کوبش ارتباطی وجود ندارد. همچنین بررسی عکس های گرفته شده در چرخه های بعد از کوبش شدید موتور، قطرات ریز روغن در محفظه احتراق دیده می شود که همین باعث شروع پیش از موقع احتراقمی باشد. این پدیده تاثیر مستقیم با رفتار نوسانی کوبش دارد. در نهایت نتایج بدست آمده نشان دهنده رابطه مستقیم بین دمای مناطق مختلف موتور و خود اشتعالی است.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Imaging and Analysis of Auto-Ignition and Heavy Knock in a Full Bore Optical SI Engine

چکیده [English]

The work involved a fundamental study of auto-ignition under unusually high knock intensities for an optical spark ignition engine. The single-cylinder research engine adopted included full bore overhead optical access capable of withstanding continuous peak in-cylinder pressures of up to 150bar. A heavy knock was deliberately induced under relatively low loads using inlet air heating and a primary reference fuel blend of reduced octane rating. High-speed chemiluminescence natural light imaging was used together with simultaneous heat release analysis to evaluate the combustion events. Multiple centered auto-ignition events were regularly observed to lead into violent knocking events, with knock intensities above 140 bar observed. The ability to directly image the events associated with such a high magnitude of knock is believed to be a world-first in an optical engine. The multiple centered events were in good agreement with the developing detonation theory proposed elsewhere to be the key mechanism leading to heavy knock in modern downsized SI engines. The accompanying thermodynamic analysis indicated a lack of relation between knock intensity and the remaining unburned mass fraction burned at the onset of the auto-ignition. Spatial analysis of the full series of images captured demonstrated the random location of the initial auto-ignition sites, with new flame kernels forming at these sites and initially growing steadily and suppressing further growth of the main flame front before violent detonation at speeds well over the imaging frequency of the camera.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Auto-ignition
  • Knock
  • Imaging
  • Optical