Analiza rozprzestrzeniania paliwa w cylindrze silnika z wtryskiem bezpośrednim o zmiennym stopniu sprężania

W procesie projektowania silnika o zmiennym stopniu sprężania dokonano doboru komory spalania i wysokociśnieniowego systemu wtrysku paliwa typu common-rail. Korzystając z dostępnych komponentów silnikowych, uzyskano acentryczną pozycję komory spalania względem osi cylindra a także asymetryczne usytuowanie strug wtryskiwanego paliwa względem osi cylindra, jak również względem płaszczyzny prostopadłej do osi cylindra. Zadanie badawcze polega na określeniu dystrybucji wtryskiwanego paliwa wewnątrz cylindra dla różnych odległości denka tłoka od płaszczyzny głowicy, zgodnie z przyjętą technologią zmiany stopnia sprężania. Parametrem zmiennym w przedstawionej analizie jest także kąt wyprzedzenia wtrysku paliwa. W badaniach określano m.in. ilość paliwa osiadającego na ściankach tulei cylindrowej, głowicy, denku oraz ściankach komory spalania w tłoku. Badania przeprowadzono z wykorzystaniem programu do symulacji cyklu roboczego silnika tłokowego. Celem prowadzonych prac jest ustalenie strategii zasilania silnika przy różnych stopniach sprężania tak, aby przede wszystkim zminimalizować zjawisko osiadania ciekłego paliwa na ściankach tulei cylindrowej.

Designing variable compression ratio engine resulted with selection of combustion chamber and high pressure common rail fuel injection components. Using available engine aftermarket parts, an eccentric position of combustion chamber, and relatively to its shape and cylinder axes an asymmetric location of the fuel sprays has been obtained. Research task is to determine the distribution of vapor and liquid fuel injected into the cylinder for various distances of the piston plane and the cylinder head, according to the set way for changing the compression ratio. The other variable parameter in the analysis is fuel injection timing. During research the amount of fuel reaching the walls of the cylinder liner, head surface, piston plane and piston bowl surface has been analyzed. Studies were conducted using a simulation software of piston engine working cycle. The aim of this work is to determine the strategy of fuel supplying for different levels of compression ratio to avoid particularly the phenomenon of cylinder wall wetting.