Studiul influenei arhitecturii camerei de ardere asupra emisei de HC, provenite prin stingerea flacrii la perete

ndrumtori: Prof.Dr.Ing. Cristian AndreescuAutor: ANDREI CRISTIAN NICOLAE l.Dr.Ing. Marius Toma

Fenomenul de stingere a flacrii la perete a fost descoperit n anul 1950 cnd s-a cercetat propagarea flcrii laminare n spaiul limitat dintre doua placi i s-a constatat c exist o distan ntre placi minim, sau critic scr, sub care flacra nu se mai propag. ntreruperea propagrii a fost explicat prin aceea c la o foarte are apropiere a plcilor, transferul de cldur este att de intens nct practic fie c nu au loc reacii de iniiere a reaciei, fie c acestea au loc dar se ntreurp rapid i flacra nu poate fi ntreinut.ntr-o camer de ardere n care sunt montate dou plci paralele ce pot culisa modificnd astfel distana dintre ele, se realizeaz un experiment prin care se introduce un amestec de aer combustibil. Reducnd distana de la valoare mare la cea mic se constat c flacra se stinge la un moment dat, nainte de a intra plcile n contact i a obtura traseul. Frontul de flacr nu se mai poate propaga. Momentul n care se stinge flacra se noteaz cu scr. Gazele fierbini din flacr (temperaturi de 1500-2500C), apropiindu-se de pereii plcilor paralele (temperaturi de 400 900C) se rcesc. La o apropiere prea mare flacra se stinge. ntre gazele care ard i perete are loc un transfer convectiv de cldur, astfel nct n zona vecin peretelui temperatura scade mult iar vitezele reaciilor chimice devin att de reduse nct aprinderea i arderea nu mai sunt posibile.S-a constatat c distana critic este dependent de calitatea amestecului, scznd senzibil cu mrirea presiunii.

Stingerea flcrii la perete n cilindrul motorului cu aprindere prin scnteie a fost pus n evident pentru prima dat n anul 1957 prin metoda fotonregistrrii flcrii printr-o fereastr de cuar. Prin aceast metod s-a demonstrat faptul ca flacra reuete s se apropie de perete pn la o distan evaluat ntre 0,05 i 0,4 mm.Hidrocarburile formate cnd flacra cuprinde amestecul iniial n ntregime se datoresc ntreruperii propagrii flcrii n apropierea pereilor. Micarea turbionar a gazelor din cilindru genereaz un strat limit la suprafaa pereilor, n care temperatura variaz relativ puin din cauza transferului de cldur n apropierea pereilor. Cnd flacra ajunge n dreptul stratului limit, din cauza temperaturilor reduse, reacia chimic nceteaz. n stratul limit rmn hidrocarburi nearse.

1 gaze arse; 2 strat limit; 3 peretele cilindrului; 4 lichidul de rcire

= 0,05 ... 0,4 mm din fotonregistrri;=mn [mm]Unde: a m n 0,85 0,068 0,66 0,71 1,00 0,079 0,52 0,56 1,35 0,144 0,55 0,89La sarcini i turaii ridicate, temperatura poate fi pn la 2500C. ntre 2500 C i 400 C temperatura scade brusc i astfel nu se mai produc reaciile. Stratul limit depinde puternic de p, T precum i de a, m i n ce depind de dozaj. Frontul de flacr are pn la 1 mm. Acest fenomen se petrece indiferent de presiunea din admisie. Zonele n care nu arde combustibilul i unde flacra nu se poate propaga se numesc crevase.

Se va efectua un studiu experimental considernd aceeai cilindree total, dar un numar diferit de cilindrii. Astefel pentru cilindreea de 1392 cm3 se va opta pentru un motor cu 3,4 si 5 cilindrii, urmnd a fi interpretate rezultatele obinute.

Se va alege drept referin motorul de Ford Fiesta 1.4i, avnd urmatoarele caracteristici:Vs=1392 cm3i=4D=77,2 mmS=74,3 mm=8,5=

Din literatura de specialitate se vor alege temperaturile urmatoarelor componente ale motorului: Temperatura supapei de admisie: TSA=350C Temperatura supapei de evacuare: TSE=750C Temperatura capului pistonului: TPiston=350C Temperatura chiulasei: TCH=130C Temperatura pereilor cilindrului: TCIL=130C

Zone de stingere a flcrii

5