Model KIVA-3V jedno- i dwustopniowego systemu spalania w tłokowym silniku ZI

W pracy przedstawiono porównanie wyników modelowania obiegu silnika ZI zasilanego mieszanką homogeniczną i realizującego jednostopniowy system spalania z wynikami modelowania obiegu silnika ZI zasilanego mieszanką heterogeniczną i realizującego dwustopniowy system spalania. Do modelowania obiegu silnika wykorzystano program KIVA-3V. Wyniki modelowania wykazały, że w efekcie zubażania homogenicznej mieszanki palnej w silniku z jednostopniowym systemem spalania powyżej λ=1,2, obniżeniu ulegają maksymalne wartości ciśnienia i temperatury obiegu, a przebieg procesu spalania w tym silniku niekorzystnie odbiega od przebiegu spalania mieszanki heterogenicznej w silniku z dwustopniowym systemem spalania o takim samym średnim współczynniku nadmiaru powietrza. Uzyskane charakterystyki szybkości wydzielania ciepła w procesie spalania i sumarycznej ilości ciepła wydzielonego podczas spalania dowodzą, że pomimo znacznego zubożenia mieszanki palnej, dla λ=2,0, proces spalania w tym silniku z dwustopniowym systemem spalania przebiegał dostatecznie szybko, aby możliwe było osiągnięcie odpowiednich osiągów silnika.

---

This paper compares numerical modelling results of SI engine work cycle powered by homogeneous mixture with single-stage combustion system and SI engine work cycle powered by heterogeneous mixture with two-stage combustion system. The numerical model of the engine work cycle was built using KIVA 3V code. Numerical modelling results of engine work with single stage combustion system and homogenous mixture of average excess air factor greater than λ = 1,2 show decrease in maximal pressure and temperature values of engine cycle. The combustion phenomenon in this engine unfavourably differs from heterogeneous mixture combustion in two-stage combustion system engine of the same average excess air factor. Characteristics of the heat release rate during combustion and the total amount of heat generated during combustion show that despite a significant depletion of fuel mixture for λ = 2,0, the combustion process in the engine with two-stage combustion system was fast enough to reach a suitable engine performance.