1. На главную
  2. Электронные версии
  3. Теплофизика высоких температур
  4. T. 61, № 3, 2023

Теплофизика высоких температур, 2023, T. 61, № 3, стр. 340-348

Влияние момента инициации высокочастотного коронного разряда на развитие горения в гибридном компрессионном двигателе

Е. А. Филимонова 1, *, А. С. Добровольская 1

1 Объединенный институт высоких температур РАН
Москва, Россия

* E-mail: helfil@mail.ru

Поступила в редакцию 23.05.2022
После доработки 04.07.2022
Принята к публикации 13.10.2022

Аннотация

В работе приведены зависимости момента воспламенения активированной разрядом зоны и момента возникновения самовоспламенения топливной смеси в области перед фронтом волны горения от двух параметров: угла поворота коленвала, при котором инициировался разряд, и удельного энерговклада в стримерный канал. Показано, что для более точного определения оптимальных пределов воспламенения активированной зоны и возникновения самовоспламенения необходимо учитывать изменение давления в цилиндре за счет движения поршня. При моделировании принималось во внимание неоднородное образование химически активных частиц, связанное со стримерным, многоимпульсным характером разряда.

Список литературы

  1. Dahms R., Felsch C., Rohl O., Peters N. Detailed Chemistry Flamelet Modeling of Mixed Mode Combustion in Spark-Assisted HCCI Engines // Proc. Combust. Inst. 2011. V. 33. P. 3023.

  2. Saxena S., Bedoya I.D. Fundamental Phenomena Affecting Low Temperature Combustion and HCCI Engines, High Load Limits and Strategies for Extending These Limits // Prog. Energy Combust. Sci. 2013. V. 39. P. 457.

  3. Persson H., Johansson B., Remón A. The Effect of Swirl on Spark Assisted Compression Ignition (SACI) // JSAE. 2007. 20077167 (SAE 2007-01-1856).

  4. Schenk A., Rixecker G., Bohne S. Results from Gasoline and CNG Engine Tests with the Corona Ignition System EcoFlash // 3rd Laser Ignition Conf. Proc. Argonne, US, 2015. W4A.4.

  5. Auzas F., Tardiveau P., Puech P., Makarov M., Agneray A. Heating Effects of a Non-Equilibrium RF Corona Discharge in Atmospheric Air // J. Phys. D: Appl. Phys. 2010. V. 43. 495204.

  6. Mariani A., Foucher F. Radio Frequency Spark Plug: An Ignition System for Modern Internal Combustion Engines // Appl. Energy. 2014. V. 122. P. 151.

  7. Discepoli G., Cruccolini V., Ricci F., Giuseppe A.D., Papi S., Grimaldi C.N. Experimental Characterisation of the Thermal Energy Released by a Radio Frequency Corona Igniter in Nitrogen and Air // Appl. Energy. 2020. V. 263. 114617.

  8. Yu X., Wang L., Yu S., Wang M., Zheng M. Flame Kernel Development with Radio Frequency Oscillating Plasma Ignition // PSST. 2022. V. 31. 055004.

  9. Wei H., Chen C., Shu G., Liang X., Zhou L. Pressure Wave Evolution During Two Hotspots Autoignition within End-gas Region under Internal Combustion Engine-Relevant Conditions // Combust. Flame. 2018. V. 189. P. 142.

  10. Terashima H., Koshi M. Mechanisms of Strong Pressure Wave Generation in End-gas Autoignition During Knocking Combustion // Combust. Flame. 2015. V. 162. P. 1944.

  11. Pan J., Shu G., Zhao P., Wei H., Chen Z. Interactions of Flame Propagation, Auto-ignition and Pressure Wave During Knocking Combustion // Combust. Flame. 2016. V. 164. P. 319.

  12. Киверин А.Д., Смыгалина А.Е. Механизмы развития интенсивных динамических процессов при сжигании водорода в камерах сгорания ДВС // ТВТ. 2022. Т. 60. № 1. С. 103.

  13. Filimonova E., Bocharov A., Bityurin V. Influence of a Non-equilibrium Discharge Impact on the Low Temperature Combustion Stage in the HCCI Engine // Fuel. 2018. V. 228. P. 309.

  14. Filimonova E.A., Dobrovolskaya A.S., Bocharov A.N., Bityurin V.A., Naidis G.V. Formation of Combustion Wave in Lean Propane-Air Mixture with a Non-Uniform Chemical Reactivity Initiated by Nanosecond Streamer Discharges in the HCCI Engine // Combust. Flame. 2020. V. 215. P. 401.

  15. Dobrovolskaya A.S., Filimonova E.A., Bityurin V.A., Bocharov A.N. Role of Pressure Waves in the Heating of the End-Gas in HCCI Engine with Activation by Pulsed Corona Discharge // J. Phys.: Conf. Ser. 2021. V. 2100(1). 012016.

  16. Филимонова Е.А. Кинетика процессов горения, конверсии оксидов азота и углеводородов, стимулированных наносекундными разрядами. Дис. … докт. физ.-мат. наук. М.: ОИВТ РАН, 2021. 337 с.

  17. Битюрин В.А., Бочаров А.Н. Магнитогидродинамическое взаимодействие при обтекании затупленного тела гиперзвуковым воздушным потоком // МЖГ. 2006. № 5. С. 188.

  18. Filimonova E.A. Discharge Effect on the Negative Temperature Coefficient Behaviour and Multistage Ignition in C3H8‒Air Mixture // J. Phys. D: Appl. Phys. 2015. V. 48. 015201.

  19. Dobrovolskaya A., Filimonova E., Bityurin V., Bocharov A., Klyuchnikov N. Different Numerical Approaches for Simulation of Combustion Wave Initiation by Electrical Discharge // AIP Conf. Proc. 2018. V. 1978(1). 470074.

  20. Железняк М.Б., Филимонова Е.А. Моделирование газофазного химического реактора на основе импульсного стримерного разряда для удаления токсичных примесей. Ч. I // ТВТ. 1998. Т. 36. № 3. С. 374.

  21. Железняк М.Б., Филимонова Е.А. Моделирование газофазного химического реактора на основе импульсного стримерного разряда для удаления токсичных примесей // ТВТ. 1998. Т. 36. № 4. С. 557.

  22. Babaeva N.Yu., Naidis G.V. Two-Dimensional Modelling of Positive Streamer Dynamics in Non-Uniform Electric Fields in Air // J. Phys. D: Appl. Phys. 1996. V. 29. P. 2423.

  23. Pan J., Shu G., Wei H. Interaction of Flame Propagation and Pressure Waves During Knocking Combustion in Spark-ignition Engines // Combust. Sci. Technol. 2014. V. 186 (2). P. 192.

  24. Yu H., Chen Zh. End-gas Autoignition and Detonation Development in a Closed Chamber // Combust. Flame. 2015. V. 162. P. 4102.

Дополнительные материалы отсутствуют.

Инструменты

следующая статья выпуска предыдущая статья выпуска содержание выпуска

Теплофизика высоких температур

Архивы выпусков Информация о журнале Отправить рукопись в журнал