Tomasz Leżański

Badanie systemu spalania w silniku ZI o półotwartej komorze spalania

Promotor:

prof. dr hab. inż. Piotr Wolański

Promotor pomocniczy:

Recenzenci:

dr hab. inż. Józef Nita, prof. PR – Politechnika Radomska

dr hab. inż. Janusz Przastek, em. prof. PW

Dziedzina:

Dyscyplina:

Streszczenie:

W rozprawie przedstawiono badanie mechanizmu procesu spalam w nowym systemie z półotwartą komorą, proponowanego do zastosowania w silnikach spalinowych o zapłonie iskrowym. W systemie tym, wprowadzono przegrodę z otworem, dzięki której następował podział standardowej komory spalania w gło­wicy silnika na komorę wstępną i zasadniczą tylko wówczas, kiedy tłok znajdował się w położeniu bliskim GMP. Postawiono tezę, że zastosowanie tego systemu spowoduje zmniejszenie zużycia paliwa i zawartości toksycznych składników spalin w wyniku ulepszenia procesu przygotowania mieszaniny palnej, zwiększenia niezawodności i powtarzalności zapłonu oraz zwiększenia prędkości spalania. Komora wstępna miała obję­tość kilkakrotnie mniejszą, niż komora zasadnicza, ale zdecydowanie większą niż w dotychczas znanych roz­wiązaniach. Obie komory były zasilane mieszaniną o jednakowym składzie chemicznym i jednakowym współczynniku nadmiaru powietrza. Badania podstawowe mechanizmu procesu spalania zostały przeprowa­dzone przy użyciu maszyny pojedynczego sprężu i silnika badawczego umożliwiającego wizualizację procesu spalania, wykorzystując smugową metodę optyczną i pomiar ciśnienia w komorze spalania. W trakcie badań zmieniano następujące parametry układu: proporcję objętości komory wstępnej do objętości całkowitej komo­ry spalania, jej lokalizację i kształt geometryczny, miejsce zapłonu, średnicę otworu w przegrodzie oddziela­jącej komorę wstępną od zasadniczej i kąt wyprzedzenia zapłonu. Weryfikacja otrzymanych wyników została przeprowadzona na silniku produkcyjnym. Wyniki potwierdziły w całości słuszność postawionej w pracy tezy. Poznano dokładnie mechanizm procesów zachodzących w komorze spalania proponowanego systemu, stwierdzając, że na przebieg tych procesów największy wpływ ma kąt wyprzedzenia zapłonu. Optymalne ustawienie tego kąta, przy odpowiedniej konfiguracji pozostałych parametrów systemu, zapewnia jego dzia­łanie zgodnie z założoną ideą.