Analysis of the potential of SI lean combustion and CAI combustion in a two-stroke spark-assisted gasoline engine

التفاصيل البيبلوغرافية
العنوان:	Analysis of the potential of SI lean combustion and CAI combustion in a two-stroke spark-assisted gasoline engine
المؤلفون:	López Sánchez, José Javier, Universitat Politècnica de València. Departamento de Máquinas y Motores Térmicos - Departament de Màquines i Motors Tèrmics, Valero Marco, Jorge
بيانات النشر:	Universitat Politècnica de València Hispana 2020-03-09
نوع الوثيقة:	Electronic Resource
مستخلص:	[EN] Internal combustion engines are in a situation in which they must be cleaner and more efficient than they have ever been. This change is motivated by the global and continuous evolution of the emissions regulations linked to their commercialization, which try to establish the path to protect the human health, and move towards more sustainable energetic models. Framed in this context, the research work developed in this PhD thesis has focused on the way to continue improving the spark ignition engines. To this end, a prototype two-stroke engine has been used, with the idea of studying the Spark Ignited combustion in lean conditions ('lean SI') and the Controlled Auto-Ignition combustion 'CAI'). In this way, the traditional 'SI' operation in stoichiometric conditions of this type of engines is replaced, looking for an improvement in fuel efficiency, and a reduction, at the same time, of the pollutant emissions. This work has been approached mainly from an experimental point of view. Firstly, different works have been performed on the engine: operation of the different combustion modes, definition of the operating strategies, and compilation of experimental data coming from the engine operation in the different regions of the engine map. And, secondly, all this data has been analyzed and studied in detail to define the strengths and weaknesses of each combustion mode applied to the different engine operating conditions. The combination of these two works has led to obtain a large amount of data about the achievable efficiencies and the emissions values obtained in each combustion mode. And, in addition, the influence on the combustion of the burned gases recirculation in the engine ('EGR'), has also been studied as a strategy to reduce emissions, and control the combustion at high loads in both combustion modes. Regarding the analytical part of the work, several problems have been detected. Firstly, the high combustion variability in this engine, and secondly, the [ES] Los motores de combustión interna viven un momento en el que deben ser más limpios y eficientes de lo que han sido hasta la fecha. Este cambio viene dado por el endurecimiento global y continuado de las normativas anticontaminación vinculadas a su comercialización, que tratan de establecer el camino para proteger la salud de las personas que conviven con éstos, y avanzar hacia unos modelos más sostenibles de uso de las energías disponibles. Enmarcado en este contexto, el trabajo de investigación desarrollado en esta tesis se ha centrado en continuar avanzando en el camino para la mejora de los motores de encendido provocado. Para este fin se ha empleado un motor prototipo de dos tiempos con la idea de estudiar la combustión por encendido provocado en mezclas pobres 'lean SI') y la combustión mediante el autoencendido controlado de la mezcla ('CAI'). De esta forma la operación tradicional en condiciones estequiométricas de este tipo de motores es reemplazada, en busca de una mejora en la eficiencia energética, y una reducción, al mismo tiempo, de las emisiones contaminantes. Este trabajo se ha abordado desde un punto de vista principalmente experimental. En primer lugar se ha trabajado sobre el motor, operando los diferentes modos de combustión, fijando las estrategias de operación, y obteniendo gran cantidad de datos sobre el funcionamiento del motor en las diferentes regiones del mapa motor. Y, en segundo lugar, estos datos han sido analizados y estudiados en detalle para detectar los potenciales y las debilidades de cada modo de combustión aplicado a las diferentes condiciones de funcionamiento del motor. La combinación de estos dos trabajos ha servido para obtener gran cantidad de datos sobre las eficiencias alcanzables y los valores de emisiones obtenidos en cada modo de operación. Y, adicionalmente, se ha estudiado también la influencia de la recirculación de gases quemados en el motor ('EGR') sobre la combustión, como estrategia para reducir las emisiones [CA] Els motors de combustió interna alternatius es troben a un moment en el que deuen ser mes nets i eficients que mai. Aquest canvi ve motivat per l'augment de l'exigència de les normatives reguladores d'emissions contaminants vinculades a la seua comercialització, que tracten d'establir el camí per a protegir la salut de les persones que conviuen amb aquests, i avançar cap a uns models mes sostenibles d'aprofitament de les energies disponibles. Dins d'aquest context, el treball d'investigació realitzat en aquesta tesi, ha girat al voltant de la millora dels motors d'encesa provocada. Per a aquesta finalitat, s'ha emprat un prototip de motor de dos temps amb l'idea d'estudiar la combustió per encesa provocada amb dosatges pobres 'lean SI') i la combustió mitjançant una auto-encesa provocada per les condicions termodinàmiques de la cambra de combustió ('CAI'). D'aquesta manera l'operació tradicional en condicions estequiomètriques d'aquest tipus de motors és substituïda, buscant una millora en l'eficiència energètica i una reducció al mateix temps de les emissions contaminants. Aquest treball s'ha abordat des d'un punt de vista fonamentalment experimental. En primer lloc s'ha treballat sobre el motor, operant els diferents modes de combustió, fixant les estratègies d'operació, i obtenint gran quantitat de dades sobre el funcionament del motor en les diferents regions del seu mapa d'operació. I en segon lloc, aquestes dades han sigut analitzades i estudiades en detall per a detectar els potencials i les debilitats de cada mode de combustió aplicat a les diferents condicions de funcionament del motor. La combinació d'aquests dos treballs ha servit per a obtindre gran quantitat de dades sobre les eficiències assolibles i els valors d'emissions obtinguts en cada mode d'operació. I, a més, s'ha estudiat la influència de la recirculació de gasos d'escapament al motor ('EGR') sobre la combustió, com a estratègia per a reduir les emissions contaminants i controlar la combu
مصطلحات الفهرس:	Two-stoke engine, engines developement, CAI (Controlled Auto-Ignition), SI (Spark Ignition), Lean Combustion, advanced combustion modes, combustion analysis, instantaneous cycles, cycle to cycle variation, air-assisted injection, HRL (Heat Release Law), combustion speed., MAQUINAS Y MOTORES TERMICOS, info:eu-repo/semantics/doctoralThesis
URL:	http://hdl.handle.net/10251/138556
الاتاحة:	Open access content. Open access content http://rightsstatements.org/vocab/InC/1.0 info:eu-repo/semantics/openAccess
ملاحظة:	TEXT English
Other Numbers:	UPV oai:riunet.upv.es:10251/138556 info:doi:10.4995/Thesis/10251/138556 https://riunet.upv.es/bitstream/10251/138556/4/Valero - Analysis of the potential of SI lean combustion and CAI combustion in a two-stroke spark....pdf.jpg 1258882673
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