가솔린 성층 연소의 분사 전략의 따른 화염 특성 = Flame characteristics of gasoline stratified combustion by injection strategies
저자
박상재 ( Sangjae Park ) ; 이상욱 ( Sanguk Lee ) ; 배충식 ( Choongsik Bae )
발행기관
한국액체미립화학회(Institute for Liquid Atomization and Spray System Korea)
학술지명
권호사항
발행연도
2018
작성언어
-주제어
자료형태
학술저널
수록면
1-2(2쪽)
제공처
With high pressure gasoline direct injection, the Lean stratified combustion is a realizable solution to reduce loss in air exchange process of reciprocating internal combustion engine. However, due to the particle generation from the combustion process, the application of lean stratified combustion has been limited at commercialized vehicles. More gradient of stratification makes the combustion stable, but generates more locally rich mixture which could promote the soot generation. In other words, to accomplish stable combustion and low particle emission in stratified combustion, quite certain stratification between fuel cloud and surrounding air and well distributed fuel inside the cloud are required simultaneously. Therefore, in this study, by analyzing the spray and flame propagation of stratified combustion, the direction of injection strategies are suggested for cleaner gasoline stratified combustion. For the fuel injection process, an outwardly opening injector was applied to make hollow cone spray. The experiment was conducted under constant volume combustion chamber with elevated ambient pressure and temperature conditions. Higher ambient pressure make the atomization of spray enhanced, but the total area of spray was contracted. In addition, with higher temperature of surrounding air, the larger recirculation zones at inner and outer side of hollow cone, at relative upstream than lower case. The faster atomization and momentum dissipation was surly better to generate more homogeneous mixture. However, by overlapping of inner side recirculation zone, highly rich mixture was generated with elevated ambient temperature and pressure conditions. The locally rich mixture was observed as luminous flame in combustion process, with stationary position inside the hollow cone. On the other hand, low ambient pressure and temperature make the spray area larger, with retained momentum of spray. So that, the recirculation zone was smaller and more consistent than that of elevated temperature and pressure conditions. In combustion process, this consistent vortex generated locally rich mixture, and the larger area make the gradient of fuel ratio higher. As results of those, highly luminous flame was generated in the lower pressure and temperature condition, accompanying faster quenching of flame propagation. By summarizing these results, elevated pressure and temperature of surrounding air was better to reduce combustion loss and particle emission, but the overlapping of recirculation zone should be reduced to avoid the highly rich area inside the hollow cone. For engine application, more retarded injection would be better to reduce particulate emission and loss from combustion process.
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