Combustion process control in system with semi-open combustion chamber for spark ignition engines

A few operation examples of combustion system with semi open combustion chamber for spark ignitron engines has been presented in this paper. This system has been designed in Aircraft Engine Department of Heat Engineering Institute of Warsaw University of Technology. The principal problem of operation this system is to assure that jet-stream commences to outflow from prechamber to main combustion chamber when the piston is at TDC and that it will have a sufficient energy quickly to displace all main chamber. This is a task for combustion control system. This can be obtained by correct selection of the system operating parameters: the volume ratio of prechamber to total combustion chamber, the hole diameter in partition, the igniter locations, the ignition advance angle. If this system has operate correctly it was obtained the shortening of combustion time about 2.2 time, growth of maximum cycle pressure 1.9 time and increase of combustion efficiency 1.4 time, in comparison to standard combustion chamber. This research results concern the test conducted using rapid compression machine.

W artykule przedstawiono kilka przykładów pracy systemu z półotwartą komora spalania przeznaczonego dla silników o zapłonie iskrowym. System ten został opracowany w Zakładzie Silników Lotniczych Instytutu Techniki Cieplnej Politechniki Warszawskiej. Podstawowym problemem pracy tego systemu jest zapewnienie, że początek wypływu strumienia z komory wstępnej do zasadniczej nastąpi wówczas, kiedy tłok znajduje się w GMP i że energia strugi będzie wystarczająca, aby szybko przebyć całą komorę zasadniczą. Takie jest zadanie układu sterowania. Może to być osiągnięte przez właściwy dobór parametrów pracy systemu: proporcji objętości komory wstępnej do całej objętości komory spalania, średnicy otworu w przegrodzie, miejsca zapłonu oraz kąta wyprzedzenia zapłonu. Jeśli ten system działał prawidłowo, to uzyskiwano: skrócenie czasu spalania około 2.2 razy, zwiększenie ciśnienia maksymalnego cyklu 1,9 razy i wzrost sprawności spalania 1,4 razy, w porównaniu ze standardową komorą spalania. Wyniki te dotyczą badań, które były prowadzone z zastosowaniem maszyny pojedynczego sprężu.