A dynamic model for hydrogen generation by Fuel-Coolant Interactions(FCI) is developed with separate models for each FCI stage, coarse mixing and stratification. The model includes the physical concept of FCI, semi-empirical heat and mass transfer correlation and the concentration diffusion equation with the general non-zero boundary condition. The calculated amount of hydrogen, which is mainly generated in stratification, is compared with the FITS experiments. The model developed in this study shows a good agreement within a range of 10 % fuel oxidation rate and predicts the controlled mechanism of the chemical reaction very well. And this model predicts more accurately than the previous works. It is shown from the sensitivity study that the higher initial temperature of fuel particle is, the larger the reaction rate is. Up to 2700 K of temperature of the particle, the reaction rate increases rapid, which can lead to metal ignition.
Transactions of the Korean Society of Automotive Engineers
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v.16
no.1
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pp.78-85
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2008
The exhaust emission characteristics of a liquefied petroleum gas-di-methyl ether (LPG-DME) compression ignition engine was investigated under homogeneous charge, stratified charge and diffusion combustion conditions. LPG was used as the main fuel and injected into the combustion chamber directly. DME was used as an ignition promoter and injected into the intake port. Different LPG injection timings were tested to verify the combustion characteristics of the LPG-DME compression ignition engine. The combustion was divided into three region which are homogeneous charge, stratified charge, and diffusion combustion region according to the injection timing of LPG. The HC emission was reduced with LPG stratification. However, the carbon monoxide and particulate matter emissions were increased. The ignition timing was advanced with LPG stratification. This advance combustion was because of charge temperature and cetane number stratification with LPG.
This study investigates the effects of the DME and n-Butane mixture and of the stratification on combustion characteristics of HCCI engine by chemical reaction calculation. First, the existing DME reaction scheme and n-Butane is combined to make new chemical reaction model, then validating the effectiveness of new scheme. Furthermore, this study verify the HCCI combustion characteristics according to the changes of DME and n-Butane mixture ratio, which shows different auto ignition characteristics. Finally, it confirms the effects of stratification of mixture fuel on the reduction of pressure rise rate.
Transactions of the Korean Society of Automotive Engineers
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v.9
no.5
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pp.17-22
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2001
This paper is the first of companion papers, which investigate port-masking effects on lean misfire limit. Port-masking was applied to commercial SOHC 3-valve and DOHC 4-valve engine by inserting masking plates between manifold and port. To induce various conditions of stratification, six types of masking plates were applied. The masking plates were placed in the upstream of injector to prevent wall wetting and two ports were not separated to permit both fuel and air entering through masked port. The results were compared with those by conventional port throttling. The results show that lean misfire limit mainly depends on masking direction, that is, high lean misfire limit is achieved when the port near the spark plug is masked. The mechanism of stratification by masking is different from axial stratification by port throttling. In this case, the rich mixture entering through masked port plays a very important role in the stratification process.
Transactions of the Korean Society of Automotive Engineers
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v.5
no.5
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pp.97-103
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1997
Effects of fuel injection timing on the lean misfire limit of a sequential MPI SI engine has been investigated. To investigate the interaction of injection timing and intake flow characteristics, so called axial stratification phenomena, 4 kinds of different intake swirl port of the same combustion chamber geometry have been teated in a single cylinder engine test bench. And 2 kinds of fuel, gasoline and compressed natural gas(CNG), were used to see the effect of liquid fuel vaporization. Result shows that combination of port swirl and injection timing governs the lean misfire limit and lean misfire limit envelopes remain almost the same for a given ratio regardless of engine speed. It is also found that two phase flow has some effects on lean misfire limit.
An LPG engine (KL6i) for heavy duty vehicle has been developed using liquid phase LPG injection (LPLi) system, which has regarded as one of next generation LPG fuel supply systems. For the KL6i engine, lean burn technology was introduced to minimize the thermal loading and NOx emissions due to an increase of the engine power. In this work, injection timing and piston bowl shape were investigated for the stabilization of lean burn characteristics. Experimental results reveals that fuel stratification induced by these parameters is most effective strategy to extend lean combustion limit in the LPLi system.
The characteristics of stratified co-flow flames have been investigated from the flame chemiluminescence images. The fuel lean premixed flame could be stabilized with a fuel rich premixed flames that is generated with the supply of fuel through the inner nozzle. The penetration of outer region lean premixture into the fuel stream produced a lifted rich premixed flame at the center. Chemiluminescence images of OH, CH, and $C_2$ radicals indicated that the way of stratification of fuel/air mixture under various operating conditions.
Transactions of the Korean Society of Automotive Engineers
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v.19
no.3
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pp.23-28
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2011
To secure basic data for intake port design, effects of a port masking on the part load performance were investigated in a 4 valve SI engine. For this purpose, 9 kinds of masking, which have different shapes and masking ratio, are applied to the engine intake system. The characteristics of the performance were estimated through mixture response test at various engine load and speed. The results show that NOx emission, one of indexes for stratification, increases considerably in spite of retarded spark timing due to the stratification which is caused by unequal flow distribution between the two intake ports. The mechanism of stratification by masking is different from axial stratification and the fuel entering through masked port plays a very important role in this stratification process. In conclusion, the port masking method could be easily applied to engine intake system and be very effective for inducing the stratified charging without the change of port design.
Transactions of the Korean Society of Automotive Engineers
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v.18
no.5
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pp.1-8
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2010
The introduction of mixture heterogeneity has been considered to be one of the ways to avoid knocking, as it reduces the pressure rise rate in HCCI Combustion. The purpose of this research was to investigate the effects of heterogeneity, in particular thermal stratification and fuel strength stratification, on HCCI Combustion fueled with DME and n-Butane. Thermal stratification is formed in the Combustion Chamber of a Rapid Compression Machine with three kinds of pre-mixture, each with different properties. The stratified charge mixture was adiabatically compressed, throughout which cylinder gas pressure and two-dimensional chemiluminescence images were measured and analyzed.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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