Impact of coolant temperature on piston wall-wetting and smoke generation in a stratified-charge DISI engine operated on E30 fuel
Impact of coolant temperature on piston wall-wetting and smoke generation in a stratified-charge DISI engine operated on E30 fuel
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使用 E30 燃料运行的分层充气 DISI 发动机中冷却剂温度对活塞壁润湿和烟雾产生的影响
DOI：
10.1016/j.proci.2018.07.073
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发表时间：
2019
影响因子：
3.4
通讯作者：
Xiangrong Li
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Xu He;YanKai Li;Magnus Sjöberg;David Vuilleumier;Carl-Philipp Ding;Fushui Liu;Xiangrong Li
在分层充量直接喷射火花点火（DISI）发动机中通常采用后喷射策略以改善稀薄操作的燃烧稳定性，但这可能引起活塞表面上的壁润湿并导致高碳烟排放。E30燃料，即，汽油与30%乙醇，是一种潜在的替代燃料，可以提供高的研究辛烷值。然而，相对高的乙醇含量增加了汽化热，潜在地加剧了DISI发动机中的壁润湿问题。在这项研究中，折射率匹配（RIM）技术被用来测量燃料壁膜在活塞碗。RIM实施使用了一种新型的LED照明，集成在活塞组件中，并提供活塞碗窗口的侧面照明。该RIM诊断与高速成像相结合，用于研究冷却剂温度对以E30为燃料的光学DISI发动机的壁润湿和燃烧特性的影响。实验表明，当冷却剂温度从90 ° C降低到45 ° C时，烟度排放量从0.068 FSN急剧增加到1.14 FSN。与这一发现相一致，自然火焰光度成像显示，随着冷却剂温度的降低，烟灰白炽度升高，表明池火灾。RIM诊断表明，较低的冷却液温度也会导致燃料膜厚度、面积和体积增加，从而解释了池火灾和烟雾的发生。
A late-injection strategy is typically adopted in stratified-charge direct injection spark ignition (DISI) engines to improve combustion stability for lean operation, but this may induce wall wetting on the piston surface and result in high soot emissions. E30 fuel, i.e.,gasoline with 30% ethanol, is a potential alternative fuel that can offer a high Research Octane Number. However, the relatively high ethanol content increases the heat of vaporization, potentially exacerbating wall-wetting issues in DISI engines. In this study, the Refractive Index Matching (RIM) technique is used to measure fuel wall films in the piston bowl. The RIM implementation uses a novel LED illumination, integrated in the piston assembly and providing side illumination of the piston-bowl window. This RIM diagnostics in combination with high-speed imaging was used to investigate the impact of coolant temperature on the characteristics of wall wetting and combustion in an optical DISI engine fueled with E30. The experiments reveal that the smoke emissions increase drastically from 0.068 FSN to 1.14 FSN when the coolant temperature is reduced from 90 °C to 45 °C. Consistent with this finding, natural flame luminosity imaging reveals elevated soot incandescence with a reduction of the coolant temperature, indicative of pool fires. The RIM diagnostics show that a lower coolant temperature also leads to increased fuel film thickness, area, and volume, explaining the onset of pool fires and smoke.
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影响因子：
3.8
作者：
S. Henkel;F. Beyrau;Y. Hardalupas;A. M. Taylor
通讯作者：
S. Henkel;F. Beyrau;Y. Hardalupas;A. M. Taylor
DOI：
10.4271/2001-01-1203
发表时间：
2001-03
期刊：
--
影响因子：
--
作者：
Eric J. Stevens;R. Steeper
通讯作者：
Eric J. Stevens;R. Steeper
DOI：
10.4271/2004-01-1900
发表时间：
2004-06
期刊：
SAE transactions
影响因子：
--
作者：
Magnus Sjöberg;J. Dec
通讯作者：
Magnus Sjöberg;J. Dec
DOI：
10.4271/2011-01-1215
发表时间：
2011-04
期刊：
--
影响因子：
--
作者：
D. Maligne;G. Bruneaux
通讯作者：
D. Maligne;G. Bruneaux
影响因子：
7.4
作者：
Ma, Xiao;Wang, Zhi;Wang, Jianxin
通讯作者：
Wang, Jianxin