Problems of determining of fuel spray geometric parameters when based on optical investigations

Article citation info: PIELECHA I. et al. Problems of determining of fuel spray geometric parameters when based on optical investigations. Combustion Engines. 215, 162(3), 37-315. ISSN 23-9896. Ireneusz PIELECHA Krzysztof WISŁOCKI Wojciech CIEŚLIK Przemysław BOROWSKI Maciej SKOWRON Wojciech BUESCHKE PTNSS 215 3343 Problems of determining of fuel spray geometric parameters when based on optical investigations Estimation of fuel atomisation by injectors is one of the main research tendencies concerning the development of combustion systems. Such an assessment should allow both analysis of the spray itself, as well as its interactions with the walls of combustion chamber, as for compression ignition engines the injection takes place in the combustion chamber in piston. Taking into consideration the above requirements, the atomization of fuel by injectors of the common rail system with consideration given to the interaction of the spray and chamber wall has been analysed in the paper. There are presented issues of adjusting of fuel injection parameters and fuel distribution on the piston wall when using the injector with modified design. Key words: fuel injection, atomisation, constant volume chamber Problematyka wyznaczania parametrów geometrycznych strugi paliwa na podstawie badań optycznych Ocena rozprzestrzeniania się strugi wtryskiwanego paliwa jest jednym z ważnych aspektów badań dotyczących nowoczesnych systemów spalania. Ocena taka powinna umożliwiać zarówno analizę samej strugi, jak również jej interakcję ze ściankami komory spalania, która dla silników o zapłonie samoczynnym zlokalizowana jest w tłoku. Uwzględniając te oczekiwania, w artykule dokonano analizy rozprzestrzeniania się strugi paliwa wtryskiwanego przez wtryskiwacze systemu common rail, z uwzględnieniem interakcji strugi i ścianki. Przedstawiono zagadnienia doboru warunków wtrysku paliwa i oceny rozkładu strugi paliwa na ściance komory spalania oraz rozprzestzeniania się paliwa przy zastosowaniu zmodyfikowanej konstrukcji wtryskiwacza. Słowa kluczowe: wtrysk paliwa, rozpylenie, komora stałej objętości 1. Wstęp Proces wtrysku paliwa powinien być rozpatrywany m.in. w aspekcie wskaźników geometrycznych strugi oraz interakcji strugi i ścianki tłoka. Wskaźniki geometryczne strugi najczęściej ustala się podczas wtrysku paliwa do otoczenia lub do komory wypełnionej powietrzem lub azotem, w której panują warunki przeciwciśnienia odpowiednie dla rzeczywistej komory spalania [1, 17]. Badania interakcji strugi i ścianki komory spalania przedstawione przez Suha i in. [15] nie wymagały zmian konstrukcyjnych wtryskiwacza, gdyż prowadzono je z wykorzystaniem rozpylacza 5-otworkowego. W tym przypadku możliwe było wyodrębnienie jednej strugi paliwa do dalszej analizy. Obecne rozwiązania konstrukcyjne wtryskiwaczy charakteryzują się znacznie większą liczbą otworków niż 5 (tab. 1). Wykorzystanie wtryskiwaczy o takiej liczbie miejsc wypływu paliwa powoduje, że strugi zachodzą na siebie, a wyodrębnienie jednej strugi do obserwacji staje się niemożliwe. Konieczna jest wówczas ingerencja w konstrukcję wtryskiwacza zmniejszająca liczbę aktywnych otworków wypływu paliwa. Problem wyizolowania strug paliwa nie występuje podczas badań wtryskiwaczy typu outward- -opening przy centralnym [8, 9, 11] lub przy bocznym usytuowaniu wtryskiwacza w komorze spalania, na co wskazują m.in. badania Chana i in. [3]. Omawiane tutaj badania procesu wtrysku dotyczyły zarówno wtryskiwaczy wielootworkowych ZS, jak i wtryskiwaczy typu outward-opening stosowanych w silnikach ZI. Analiza ograniczona tylko do wskaźników geometrycznych strugi nie powoduje znaczących trudności i nie wymaga wyodrębnienia jednej strugi paliwa. Jednak w przypadku badań interakcji strugi ze ścianką komory pożądana jest wyodrębnienie do obserwacji tylko jednej strugi paliwa [4, 18]. 2. Motywacja podjęcia badań Badania nad rozprzestrzenianiem się paliwa w przestrzeni spalania prowadzone są obecnie w odniesieniu do wskaźników geometrycznych strugi paliwa w aspekcie jej zasięgu, pola powierzchni oraz prędkości wypływu paliwa z wtryskiwacza. Badania takie wykorzystywane są w analizie nowych konstrukcji rozpylaczy lub eksperymentalnego doboru kształtu komory spalania. Filmowanie wtrysku paliwa do komory spalania i jego interakcji ze ściankami wymaga, aby analizie 37

poddawać tylko jedną strugę paliwa. Pozostałe strugi mogą w sposób niezamierzony i nieokreślony zakłócić rozpylenie danej strugi, a jednocześnie mogą być przyczyną pojawiających się błędów pomiarowych podczas analizy rozpylenia. Badania rozprzestrzeniania się paliwa wymagają przestrzegania określonej procedury badawczej omówionej w punkcie 3. 3. Procedura badań optycznych Badania procesu rozpylenia paliwa i określenia wskaźników geometrycznych strugi są prowadzone najczęściej w komorach stałej objętości. Komory takie wymagają określonego dostępu optycznego oraz oświetlenia w celu prowadzenia obserwacji procesu wtrysku i ich filmowej rejestracji. Stosowana w tym celu kamera do zdjęć szybkich powinna pracować z częstotliwością co najmniej 2 khz (rozdzielczość czasu t = 5 s), aby umożliwić późniejsze dokładne określenie początku i końca wypływu paliwa z wtryskiwacza. Typowe stanowiska badawcze wyposażone w komory o stałej objętości do badania procesu wtrysku i rozprzestrzeniania paliwa przedstawiono w tabeli 1. Tab. 1. Komory stałej objętości do prowadzenia badań rozpylenia paliwa Lp. Kraj Specyfikacja Bibliografia 1. ETH, Zurich, Szwajcaria komora do badania rozpylenia paliwa P pow = 8 MPa; T pow = 8 K, V =,5 dm 3 ( 11 4) Dostęp optyczny: 2 strony komory [19] 2. Politechnika Poznańska 3. Kookmin University, Seul, Korea 4. Uniwersytet Pekiński, Beijing, Chiny 5. University of Erlangen-Nürnberg, Niemcy 6. Sandia National Laboratory, Livermore, Kalifornia, USA 7. Politechnika Walencja, CMT, Hiszpania 8. RWTH, Aachen, Niemcy 9. Michigan Technological University, Ann Arbor, USA Wysokociśnieniowa i wysokotemperaturowa kulista komora do badania rozpylenia paliwa P pow = 1 MPa; T pow = 6 K, V = 1,87 dm 3 ( 12) Dostęp optyczny: 5 stron komory Komora do badania rozpylenia i spalania paliwa P pow = 3 MPa; T pow = 373 K, V =,228 dm 3 ( 86,2 39) Dostęp optyczny: 3 strony komory P pow = 1 MPa; T pow = 373 K, V =,126 dm 3 ( 7 33) Dostęp optyczny: 2 strony komory P pow = 6 MPa; T pow = 8 K, V = 4,5 dm 3 ( 22 12) Dostęp optyczny: 4 strony komory P pow = 35 MPa; T pow = 13 K Dostęp optyczny: 5 stron komory P pow = 15 MPa; T pow = 95 K Dostęp optyczny: 4 strony komory komora do badania rozpylenia paliwa P pow = 6 MPa; T pow = 9 K Dostęp optyczny: 4 strony komory P pow = 35 MPa; T pow > 2 K Dostęp optyczny: 6 stron komory [2] [5, 6] [2] [13] [14] [7, 16] [12] [1] Stanowisko badawcze wyposażone w komorę stałej objętości, znajdujące się w Politechnice Poznańskiej, przedstawiono na rys. 1a. Komora ma dostęp optyczny z czterech stron (rys. 1b) i jest wyposażona w szybkie zawory elektromagnetyczne do regulacji ciśnienia powietrza lub azotu. Dodatkowo układ ma możliwość podgrzewania powietrza we wnętrzu. Stanowisko wyposażone jest w kamerę do zdjęć szybkich HSS 5 firmy LaVision oraz oświetlenie. Niezbędnym elementem wyposażenia jest system wtryskowy typu common rail pozwalający na wytworzenie wymaganego ciśnienia wtrysku oraz układ sterowania czasem otwarcia i zamknięcia wtryskiwacza. 38

a) b) Rys. 1. Stanowisko do badań optycznych procesu wtrysku i rozpylenia paliwa: a) wyposażenie stanowiska, b) komora z dostępem optycznym Komora stałej objętości jest przystosowana do następujących warunków badawczych: a) ciśnienie wewnątrz komory do 1 MPa, b) temperatura do 6 K, c) dostęp optyczny z pięciu stron komory, d) możliwość montażu tłoka wewnątrz komory. Analiz wskaźników geometrycznych strugi dotyczy wyznaczenia: zasięgu każdej strugi S lub średniego zasięgu (S_śr), pola powierzchni strugi (A) oraz prędkości strugi (V). Wskaźniki te określa się na podstawie zarejestrowanej płaskiej ekspozy1. obraz surowy cji obiektu przestrzennego. Sposób określenia tych wielkości przedstawiono na rys. 2. Analizę rozwoju strugi paliwa w aspekcie jej kontaktu ze ściankami komory spalania umieszczonej w tłoku prowadzi się z umieszczonym modelowym fragmentem komory spalania. Obserwacja rozwoju strugi wymaga wycięcia fragmentu komory w tłoku oraz zamodelowania fragmentu głowicy (rys. 3). Przykłady badań interakcji pojedynczych strug paliwa i ścianek komory spalania w tłoku przedstawiono na rys. 4. 3. obróbka obrazu średni zasięg strugi (S_śr) zasięg każdej strugi (S) 2. wyizolowanie tła obszar każdej strugi (A) prędkość każdej strugi (V) V =ds/dt Rys. 2. Metodyka obróbki obrazów i wyznaczania wskaźników geometrycznych strugi rozpylanego paliwa wtryskiwacz głowica cylindra tłok oświetlenie Rys. 3. Badania rozpylenia paliwa w muldzie tłoka, który został zamontowany w komorze stałej objętości 39

tłok 1 tłok 2 tłok 3 Pwtr = 21 MPa, Pk = 4 MPa, twtr = 35 s Pwtr = 39 MPa, Pk = 6,4 MPa, twtr = 42 s Pwtr = 22 MPa, Pk = 4,6 MPa, twtr = 4 s t = 12 s po rozpoczęciu wtrysku Rys. 4. Przykłady własnych badań wtrysku paliwa i interakcji ze ściankami tłoka z wykorzystaniem jednej strugi paliwa Po przeprowadzeniu filmowania procesu wtrysku w wybranych warunkach pomiarowych wykonana została analiza typowych wskaźników rozpylenia paliwa oraz analiza interakcji strugi i ścianki komory w tłoku. Do takiej analizy konieczne było izolowanie jednej strugi paliwa, a więc zmiana sposobu wypływu paliwa z wtryskiwacza. Zmiana tych warunków wymagała odpowiedniego doboru nastaw układu wtryskowego w celu zachowania jednakowych warunków rozpylenia (por. pkt 5.2). liza taka umożliwiła wyznaczenie wartości średnich zasięgu, powierzchni i prędkości dla wszystkich strug. Rysunek 5 przedstawia przykładowe zdjęcia wtrysku dla obu punktów pomiarowych. Niebieski okrąg na każdym z nich określa wartość średniego zasięgu dla wszystkich strug. Dla obu punktów pomiarowych strugi te wykazują zbliżony średni zasięg osiągany w określonym czasie od początku wtrysku. Średni zasięg strug paliwa uzyskiwany dla ciśnienia wtrysku wynoszącego 135 MPa jest uzyskiwany w czasie krótszym o połowę niż przy ciśnieniu wtrysku 47 MPa po 1 ms. Szczegółowa analiza parametrów wtrysku została przedstawiona graficznie na rysunku 6. Badania prowadzono dla rozpylaczy fabrycznie nowych. Porównanie zasięgów strugi wskazuje na uzyskiwanie jednakowych zasięgów strugi, poza jedną strugą, której zmiany mogą wynikać z błędów interpretacji obrazu. Zasięg graniczny wynoszący 4 mm wynika z wielkości okna obserwacyjnego. Mniejsze wielkości nastaw wtryskiwanego paliwa pozwalają na interpretację zasięgu strugi w dłuższym czasie. Podczas analizy pola powierzchni strug wielkości te nie różnią się między sobą dla wtrysku przy mniejszym ciśnieniu do czasu około 1, ms po rozpoczęciu wtrysku. Dalszy rozwój strugi powoduje powstawanie rozbieżności w wielkości obszaru wynikające z częściowego odparowania poszczególnych strug i zmiany koncentracji paliwa na granicy ciecz-powietrze. 4. Badania optyczne wskaźników rozprzestrzeniania paliwa Badania rozprzestrzeniania paliwa zostały przeprowadzone na stanowisku opisanym w punkcie 3. Do badań wybrano dwa punkty pomiarowe różniące się czasem otwarcia wtryskiwacza oraz ciśnieniem wtryskiwanego paliwa. Wtrysku paliwa dokonano do ośrodka o przeciwciśnieniu odpowiadającemu ciśnieniu sprężania silnika o ZS. Warunki początkowe wtrysku paliwa przedstawiono w tabeli 2. Tab. 2. Parametry wtrysku paliwa do komory stałej objętości Lp. Pwtr [MPa] Pk [MPa] twtr [ s] 1 47 3 4 2 165 3 45 W celach porównawczych wykonano analizę każdej z siedmiu strug wtryskiwanego paliwa. Anatwtr = 4 s Pwtr =135 MPa twtr = 45 s t =,5 ms t = 1, ms Pwtr = 47 MPa Rys. 5. Obrazy rozprzestrzeniania się paliwa dla przypadków badań przedstawionych w tab. 1 31

Pwtr = 165 MPa; Pk = 3 MPa; twtr = 46 s Prędkość Obszar Zasięg Pwtr = 47 MPa; Pk = 3 MPa; twtr = 41 s Kolorami oznaczono każdą z siedmiu strug paliwa, kolor czarny oznacza wartość średnią Rys. 6. Wyniki badań parametrów geometrycznych strug paliwa podczas wtrysku do komory o stałej objętości Analiza prędkości rozprzestrzeniania się strugi wskazuje na ponad dwukrotnie mniejsze prędkości maksymalne wypływu paliwa przy około 4-krotnie mniejszym ciśnieniu paliwa. Wielkość ta wynika z analizy zasięgu strugi, tak więc zmiany są adekwatne do zmian zasięgu. Szacowanie niepewności pomiarowych dokonano z wykorzystaniem błędu względnego oraz współczynnika zmienności odniesionego do zasięgu i pola powierzchni poszczególnych strug paliwa, zdefiniowanego jako: b) 2 15 1 min A max A min S max S współczynnik zmienności [%] błąd względny S oraz A [%] a) S 1% (4.1) x gdzie: S odchylenie standardowe populacji od wartości średniej, x średnia z prób. Analiza błędu względnego zasięgu strug oraz pola powierzchni ich płaskiej ekspozycji wskazuje na istnienie znacznych wartości w początkowej fazie rozpylenia, jednak po około,4 ms błąd ten zmniejsza się do małych wartości (około 1%) rys. 7. CoV = 5-5 -1,,5 1, 2, 3 25 CoV(S) CoV(A) 2 15 1 5,,5 1, 2, Rys. 7. Analiza błędu względnego (a) oraz współczynnika zmienności (b) dla zasięgu i pola powierzchni strug wtryskiwanego paliwa (Pwtr = 47 MPa; Pk = 3 MPa; twtr = 4 s, 7 strug paliwa) 311

Współczynnik zmienności zasięgu i pola powierzchni w tym czasie przyjmuje wartości na poziomie 4% (dla zasięgu strugi) oraz 6% (dla pola powierzchni). Wartości takie należy uznać za korzystne i akceptowalne, mimo, że współczynnik zmienności pola powierzchni po czasie t = 1, ms przyjmuje wartości większe (maksymalnie do 15%). Wyznaczone w ten sposób wskaźniki rozprzestrzeniania strugi oraz błąd względy i współczynnik zmienności pozwalają na stwierdzenie prawidłowości uzyskanych wyników i jednocześnie na możliwość analiz pojedynczej strugi paliwa w warunkach wtrysku na ściankę tłoka. się z wtryskiwacza jest określona na podstawie równań: M pal t wtr dvpal d A1 n pal dvpal d dt 2 Pwtr Pk pal (1) (2) gdzie: Mpal masa paliwa, pal gęstość paliwa, n liczba otworków wtryskiwacza, A1 pole powierzchni przekroju poprzecznego jednego otworka wtryskiwacza, Pwtr ciśnienie wtryskiwanego paliwa, Pk ciśnienie wewnątrz komory stałej objętości. Dla jednego otworka wtryskiwacza wielkość masy wynosi: 5. Badania optyczne interakcji strugi paliwa z tłokiem 5.1. Techniczne wykonanie wtryskiwacza Badania dotyczące wtrysku paliwa na ściankę tłoka wymagają izolowanego wtrysku paliwa z jednego otworka wtryskiwacza. Oznacza to konieczność zaślepienia n 1 otworków. Zabieg taki został wykonany przez laserowe zaspawanie otworków, a jego wynik przedstawiono na rys. 8. 1 dvpal 2 Pwtr Pk A1 n d pal (3) Ze wzoru wynika, że przy zmianie liczby otworków wtryskiwacza, bez zmiany pozostałych wielkości, powinna zostać zachowana wielkość dawki paliwa przypadająca na jedną strugę. Zmianie ulega również łączny przekrój przepływowy, co powinno powodować, że wartość dawki paliwa ulegnie zmianie. Badania procesu wtrysku przy zmianie liczby otworków prowadzono przy ciśnieniu wtryskiwanego paliwa 47 MPa i przy czasie wtrysku 4 s, co stanowiło dawkę paliwa o wielkości 8,37 mg (na jeden otworek przypada wówczas 1,2 mg). Jednak badania wielkości dawki wykonane na stanowisku badawczym z jednym otworkiem wtryskiwacza wskazują na uzyskanie dawki o ponad 2% większej niż wskazują teoretyczne obliczenia nie uwzględniające zmiany przekroju przepływowego (uzyskana wartość to 2,6 mg paliwa). Wynika z tego, że ustalenie takich samych parametrów procesu wtrysku paliwa (przy jednym i wielu otworkach wtryskiwacza) bez jednoczesnej analizy wskaźników strugi nie jest wystarczające. Z tego względu określono wymagania, które należy spełnić, aby metoda wtrysku paliwa z jednym otworkiem wtryskiwacza odpowiadała parametrom wtrysku typowego wtryskiwacza: wymagania: q1 = const q1 = qo/(liczba otworków wtryskiwacza); z jednoczesnym spełnieniem jednego z warunków: strategia 1: Pwtr = var oraz twtr = const lub strategia 2: Pwtr = const oraz twtr = var Uzyskane wyniki przedstawiono na rys. 9. Przypuszczano przy tym, że strategia 1 jest poprawniejsza, gdyż odpowiada sytuacji szybkiego zmniejszenia się ciśnienia wtrysku przy jednoczesnym wypływie paliwa z kilku otworków. Pierwsza próba laserowego zaspawania otworków wtryskiwacza Druga próba Trzecia pozytywna próba zaspawania pozostałych otworków wtryskiwacza Rys. 8. Laserowe spawanie otworków wtryskiwacza w celu uzyskania jednej strugi paliwa Ze względu na konieczność uzyskania szczelności przy wtrysku paliwa pod dużym ciśnieniem, każdorazowe zaspawanie otworków poddawane było próbie podciekania. Występujące trudności w uzyskaniu szczelności zaspawanych otworków wymagały odpowiedniej modyfikacji energii wiązki laserowej, która jednak musiała być odpowiednio mała, żeby nie zniekształcić gniazda iglicy. Pozytywne wyniki prac uzyskano po trzech próbach. 5.2. Ustalenie wskaźników porównawczych Analiza wtrysku na ściankę komory spalania z wykorzystaniem jednego otworka wymagało podjęcia decyzji, które wskaźniki porównawcze mają zostać zachowane. Masa paliwa wydostająca 312

7 otworków 1 otworek Pwtr = 47 MPa twtr = 4 μs qo = 8,37 mg/wtrysk strategia podstawowa P1 = 47 MPa t1 = 4 μs q1 = 2,6 mg q1 = qo/7 = 1,2 mg strategia pierwsza P1 = 22 MPa t1 = 4 μs q1 = 1,2 mg strategia druga P1 = 47 MPa t1 = 15 μs q1 = 1,2 mg Rys. 9. Możliwości uzyskania podobnych dawek paliwa przy zróżnicowanym wyborze stałych nastaw Obie strategie poddano jednak badaniom optycznym w celu wyznaczenia wskaźników geometrycznych strugi i porównano je z wartościami średnimi uzyskanymi podczas badań wtryskiwacza wielootworkowego. Wyniki tych badań przedstawiono w punkcie 5.3. 5.3. Analiza badań porównawczych wtryskiwacza przed i po modyfikacji Analizę porównawczą trzech zaproponowanych strategii wtrysku paliwa przedstawiono na rys. 1. Badania optyczne procesu wtrysku paliwa wskazują na jedynie niewielkie zróżnicowanie kształtu i jakościowego obrazu strugi wtryskiwanego paliwa. Pwtr = 22 MPa; Pk = 3 MPa; twtr = 4 s; Pwtr = 47 MPa; Pk = 3 MPa; twtr = 15 s strategia podstawowa strategia pierwsza strategia druga t = 4 μs po rozpoczęciu wtrysku Pwtr = 47 MPa; Pk = 3 MPa; twtr = 4 s Rys. 1. Rozwój strugi paliwa przy wykorzystaniu różnych strategii sterowania wtryskiwaczem Analiza geometryczna strugi paliwa wskazała jednak na odmienny przebieg wtrysku (rys. 11). Wynika z niej, że jedynie dla zmniejszonego ciśnienia wtrysku paliwa do 22 MPa uzyskano zasięg strugi jednakowy z uśrednionym zasięgiem strug typowego wtryskiwacza. Dla pozostałych nastaw układu wtryskowego uzyskano zwiększenie zasięgu strugi paliwa (rys. 11a). Zmniejszenie ciśnienia paliwa skutkowało uzyskaniem podobnej prędkości wypływu paliwa z wtryskiwacza w całym zakresie badań (do około ms). Analiza porównawcza wskazuje, że nie uzyskano jednakowych lub zbliżonych pól powierzchni strug wtryskiwanego paliwa. Przyczyna takiego stanu może wynikać ze sposobu analizy obrazów podczas oceny powierzchni strugi. 313

B1-F4-3-47-15-1.txt 3 25 2 B1-F4-3-47-15 15 B1-F4-3-22-4 1 B1-F4-3-47-4 A [mm2] S [mm] B1-F4-3-47-15-1.txt 4 35 3 25 2 15 1 5 B1-F4-3-22-4 B1-F4-3-47-4 B-F4-3-47-4_AV B-F4-3-47-4_AV 5,,5 1,, 2,,5 B1-F4-3-47-15-1.txt 9 v [m/s] B1-F4-3-47-15 1, 2, Pk = 3 MPa, Pwtr = 47 MPa, t = 15 us (krótszy czas wtrysku) Pk = 3 MPa, Pwtr = 22 MPa, t = 4 us (mniejsze ciśnienie wtrysku paliwa) 6 3 Pk = 3 MPa, Pwtr = 47 MPa, t = 4 us (parametry wtrysku bez zmian) Pk = 3 MPa, Pwtr = 47 MPa, t = 4 us (średnia z siedmiu strug),,5 1, 2, Rys. 11. Analiza wskaźników geometrycznych rozpylenia paliwa podczas zmian strategii sterowania wtryskiwaczem czonych zarówno do silników o zapłonie samoczynnym, jak również iskrowym; c) wyeliminowanie dodatkowych strug paliwa może odbywać się przez ich laserowe zaspawanie, przy czym wymagana jest duża precyzja tego procesu. Badania optyczne dotyczące oceny interakcji strugi i ścianki tłoka wymagają badawczego ustalenia ciśnienia wtryskiwanego paliwa oraz czasu wtrysku. Wynika to z konieczności uzyskania podobnych wskaźników geometrycznych strugi paliwa, w tym głównie zasięgu strugi oraz jej prędkości. 6. Wnioski Optyczne badania interakcji strugi i ścianki tłoki wymagają odpowiedniego przygotowania stanowiska badawczego: a) konieczne jest wyeliminowanie interakcji nieobserwowanych strug paliwa w celu uniknięcia fałszowania wyników dotyczących rozpylenia paliwa; b) eliminacja pozostałych strug paliwa dotyczy głównie wtryskiwaczy wielootworkowych przeznaskróty i oznaczenia Pk Pwtr t twtr v S A A1 area of spray/obszar strugi area of injection hole/powierzchnia otworka rozpylacza q fuel quantity/dawka paliwa CoV coefficient of variation/współczynnik zmienności chamber pressure/ciśnienie w komorze fuel pressure/ciśnienie paliwa time/czas injection duration/czas trwania wtrysku fuel spray velocity/prędkość strugi spray penetration/zasięg strugi Podziękowania Badania wykonano w ramach europejskiego projektu badawczego PowerFul FP7 POWERtrain for Future Lightduty vehicles, nr 23432. Literatura [1] [2] [3] Advanced Internal Combustion Engines Laboratory (AICE Lab) at Michigan Technological University, www.me.mtu.edu (dostęp z dnia 18.3.215). Bueschke W., Skowron M., Pielecha I., Borowski P., Cieślik W., Czajka J. Stanowisko do optycznych badań parametrów strugi wtryskiwanego paliwa. Logistyka 6/214, 24212429, ISSN 1231-5478. Chan Q.N., Bao Y., Kook S. Effects of injection pressure on the structural transformation of flash-boiling sprays of gasoline and ethanol [4] [5] 314 in a spark-ignition direct-injection (SIDI) engine. Fuel 13 (214) 228 24. Idzior M., Pielecha I., Stobnicki P., Czajka J. Badania i analiza wpływu ciśnienia wtrysku na rozpylenie paliwa w komorze o stałej objętości. Combustion Engines. 213, 154(3), 811 819. PTNSS-SC-149, ISSN 138-346. Lee S.W., Baik D.-S. Experimental study on spray and combustion characteristics of biodiesel blends. International Journal of BioScience and Bio-Technology. Vol. 6, No. 2 (214), 91 98. doi: 1.14257/ijbsbt.214.6.2. 9.

[6] Lee S.W., Cho Y.S., Choi W.C., Lee J.H., Park Y.J. Combustion characteristics of LPG and biodiesel mixed fuel in two blending ratios under compression ignition in a constant volume chamber. International Journal of Automotive Technology, Vol. 13, No. 7, 1149 1157 (212), doi: 1.17/s12239-12-118- [7] Payri R., García-Oliver J.-M., Bardi M., Manin J. Fuel temperature influence on diesel sprays in inert and reacting conditions. Applied Thermal Engineering 35 (212) 185 195, doi:1.116/j.applthermaleng.211.1.27. [8] Pielecha I., Borowski P. Comparative analysis of fuel penetration and atomization with the use of two angularly arranged injectors in the Rapid Compression Machine and Constant Volume Chamber. ILASS Americas 26th Annual Conference on Liquid Atomization and Spray Systems, Portland, OR, 18-21.5.214. [9] Pielecha I., Borowski P., Czajka J., Wislocki K. Spray analysis carried out with the use of two angularly arranged outward-opening injectors. ILASS Americas 25th Annual Conference on Liquid Atomization and Spray Systems, Pittsburgh, PA, 5-8.5.213. p. 7. [1] Pielecha I., Czajka J., Wisłocki K., Borowski P. Research-based assessment of the influence of hydrocarbon fuel atomization on the formation of self-ignition spots and the course of pre-flame processes. Combustion Engines, 214, 157(2), 22 35. ISSN 23-9896. [11] Pielecha I. Studium bezpośredniego wieloczęściowego wtrysku i spalania benzyny. Seria Rozprawy nr 473, Wydawnictwo Politechniki Poznańskiej. Poznań 212, ss. 156. [12] Pitsch H., Bode M., Falkenstein T., Hinrichs J., Davidovic M., Cai L., Le Chenadec V. LES of Diesel Sprays Using Advanced Computational Methods and Models for Mixture and Emission Formation. LES for Internal Combustion Engine Flows [LES4ICE]. IFPEN/Rueil-Malmaison, 4.12.214. [13] Rabenstein F., Egermann J., Leipertz A. Quantitative analysis of vapor phase structures in transient liquid fuel sprays, The Fourth International Symposium COMODIA 98, 435 44. [14] Sandia National Laboratories, crf.sandia.gov (dostęp z dnia 1.3.215). [15] Suh H.K, Park S.W., Lee C.S. Effect of piezodriven injection system on the macroscopic and microscopic atomization characteristics of diesel fuel spray. Fuel 86 (27) 2833 2845. doi:1.116/j.fuel.27.3.15. [16] Universitat Politècnica de València www.cmt.upv.es (dostęp z dnia 5.3.215). [17] Wisłocki K., Pielecha I., Czajka J., Maslennikov D. Fuel spray parameter analysis for different common-rail injectors, F21B71, World Automotive Congress FISITA, 3.5-4.6.21, Budapeszt, Węgry, s. 1 8. [18] Wisłocki K., Pielecha I., Czajka J., Stobnicki P. Experimental and numerical investigations into diesel high-pressure spray wall interaction under various ambient conditions, SAE 212 International Powertrains, Fuels & Lubricants Meeting, SAE Technical Paper 212-1-1662, 212, doi:1.4271/212-1-1662. [19] Wright Y.M., Margari O.-N., Boulouchos K., De Paola G., Mastorakos E. Experiments and simulations of n-heptane spray auto-ignition in a closed combustion chamber at diesel engine conditions, Flow Turbulence Combust (21) 84:49 78, doi: 1.17/s1494-9- 9224-. [2] Zhang H.G., Bai X.L., Jeong D.S. et al. Fuel combustion test in constant volume combustion chamber with built-in adaptor. Sci China Tech Sci, 21, 53: 1-17, doi: 1.17/s11431-9-47-7 Dr hab. inż. Ireneusz Pielecha, prof. PP profesor na Wydziale Maszyn Roboczych i Transportu Politechniki Poznańskiej. Prof. dr hab. inż. Krzysztof Wisłocki profesor na Wydziale Maszyn Roboczych i Transportu Politechniki Poznańskiej, kierownik Zespołu Cieplnych Procesów Tłokowych. Mgr inż. Przemysław Borowski doktorant na Wydziale Maszyn Roboczych i Transportu Politechniki Poznańskiej. Mgr inż. Wojciech Cieślik doktorant na Wydziale Maszyn Roboczych i Transportu Politechniki Poznańskiej. Mgr inż. Wojciech Bueschke doktorant na Wydziale Maszyn Roboczych i Transportu Politechniki Poznańskiej. Mgr inż. Maciej Skowron doktorant na Wydziale Maszyn Roboczych i Transportu Politechniki Poznańskiej. 315