MIT Libraries [email protected]

Aflejringer i forbrændingskammeret findes i stort set alle forbrændingsmotorer efter et par hundrede timers drift. Der dannes aflejringer på de overflader på cylindre, stempler og hoveder, der er i kontakt med brændstof-luftblandingen under motorcyklussen. Virkningerne af aflejringer omfatter øgede NOx-emissioner fra motoren, øget oktanbehov og ændringer i flammehastighed og termisk effektivitet. Der er udviklet en ramme til undersøgelse af de fysiske og kemiske processer, der bidrager til dannelsen af aflejringer i forbrændingskammeret. Først udvikles en hypotese for den generelle mekanisme for dannelse af aflejringer ud fra en gennemgang af tidligere arbejde om dette emne. Hovedtrækkene i denne mekanisme er dannelse af aflejringsprækursorarter fra brændstof og luft, når flammen slukker ved motorvæggen, diffusiv og konvektiv transport af disse arter til væggen og kondensation eller adsorption ved vægoverfladen. Det eksperimentelle system og den metodologi, der er udviklet i dette arbejde, har til formål at give indsigt i samspillet mellem disse processer og især at undersøge de kemiske mekanismer, der bidrager til dannelsen af aflejringsprækursorarter. En afkølet lavtryksflammebrænder med flad flamme anvendes til at frembringe stationære propan/luft-flammer, der er doteret med toluen, en kendt aflejringsdannende art.

(forts.) Koncentrations- og temperaturprofiler måles ved hjælp af infrarød spektroskopi og gaskromatografiske teknikker. I forbindelse med eksperimenterne udvikles en endimensionel numerisk model, der er i stand til at simulere flammeslukning med aflejring over en række betingelser, der strækker sig fra lavtryks- og stationære brændereksperimenter til højtryks- og hurtigt transiente motorbetingelser under anvendelse af kemiske mekanismer for dannelse af prækursorer, der kan bestemmes eksperimentelt. Modellering af aflejring med forenklede kemiske mekanismer viser, at aflejring ved kondensation kan reproducere de tendenser, der er observeret i andre forskeres eksperimenter; adsorption kan dog stadig være en medvirkende faktor. Eksperimentelle observationer af toluen-doterede flammer viser dannelse af oxygenholdige forbindelser som benzaldehyd og benzofuran, som sandsynligvis er kandidater til aflejringsprækursorer. Den metode, der er udviklet i denne afhandling, er lovende med hensyn til at bestemme identiteten af aflejringsforløbere og dannelsesmekanismer for vigtige brændstofkomponenter og med hensyn til at klarlægge gasfaseprocessernes rolle i dannelsen af aflejringer i forbrændingskammeret.

Skriv et svar

Din e-mailadresse vil ikke blive publiceret.