1

Analisa pada Proses Pembakaran Mesin Diesel

Common Rail dengan Diagnosa Optik

S.S. Merola and B.M. Vaglieco

Istituto Motori-CNR , Napoli -Italy

ABSTRACT

Tulisan ini membahas sejumlah penyelidikan baru-baru ini di mesin mobil penumpang diesel common

rail dengan menggunakan contoh dari investigasi penelitian yang relevan yang telah dilakukan atau saat

ini dalam proses pada Dinamika Fluida (Fluid-Dynamic), Pembakaran (Combustion) dan Sel Minyak

(Fuel Cell) untuk Divisi Propulsi di Istituto Motori dengan menggunakan teknik diagnostik optik.

Makalah ini membahas diesel pembakaran mendasar proses dalam hal aliran di silinder, injeksian,

pembakaran dan emisi. Penekanan ditempatkan pada sistem pembakaran dan teknik spektroskopi yang

mampu menganalisa proses yang mengontrol emisi mesin dan konsumsi bahan bakar.

Kata kunci: mesin diesel, common rail, diagnosa optik, proses pembakaran.

PENDAHULUAN

Seperti yang diperkirakan di masa lalu, penetrasi mesin diesel telah mencapai

lebih dari 40% dari pasar mobil penumpang di Eropa dan diperkirakan akan terus

naika di tahun-tahun berikutnya menjadi sekitar 50%. Sukses besar ini karena pada

akhir tahun 90 an tersedia terobosan teknologi untuk sistem pengiriman bahan bakar,

seperti common rail (CR) dan unit injector, yang telah menyebabkan meningkatkan

potensi mesin diesel langsung dalam hal keekonomian bahan bakar dan perasaan

kepuasan atas kontrol emisi yang unggul, kebisingan getaran dan kekerasan yang

berkurang, dan pemecahan masalah atas beberapa titik lemah. [1, 2, 3]

Namun, tantangan mesin diesel berlanjut di masa yang akan datang dengan

langkah pemenuhan regulasi pada emisi gas buang. Oleh karena itu semangat

penelitian baru yang diminta baik industri dan laboratorium penelitian untuk

mempelajari proses mendasar yang terlibat dalam mesin diesel untuk menentukan

kecenderungan teknis dan scenario strategis untuk mencapai tingkat emisi nol.[4]

Unjuk kerja dan emisi mesin diesel modern ditingkatkan dengan elektronik kontrol

bertekanan tinggi Common rail (CR) sistem. Saat ini banyak strategi injeksi yang

telah membantu untuk meningkatkan kualitas pembakaran dan mengurangi carbon

yang terbentuk selama tahap pertama dan merangsang oksidasi carbon di tahap

terakhir pembakaran dengan injeksi secara bergelombang.[5, 6, 7]

Untuk target ini, studi fisik dan kimia proses yang terlibat dalam mesin diesel

CR diperlukan secara dasar dan percobaan lanjutan. Karena kesulitan dalam

pembelajaran proses fisik dan kimia keterlibatan teknik diagnostik optik sangat

berguna. Pada tahun-tahun terakhir ini, ketersediaan mesin transparan, sebanding

dengan produksi mesin, telah memberikan informasi berharga tentang distribusi bahan

bakar dan penguapan spray, pengapian otomatis,, distribusi spasial kunci sementara

spesi, dan, akhirnya, pembentukan polutan. [8,9]

Dalam tulisan ini, proses CR Diesel dari injeksi bahan bakar sampai tahap

pembuangan dianalisis dengan menggabungkan perhitungan optik. Dengan

berdasarkan pada pencitraan 2D digital dan teknik spektroskopi seperti Ultraviolet

(UV) untuk memperlihatkan pancaran dan penyerapan dan pengukuran emisi

pembakaran.Penelitian ini dilakukan pada tiga sistem diesel yang dilengkapi dengan

CR injeksi sistem:

a. 1,9 liter, 4 silinder, 16 katup, directinjection mesin diesel dilengkapi dengan

DPF katalis (Dikenal sebagai CSF, katalis Karbon Filter),

2

b. Sebuah optik di dilengkapi dengan multi-kepala silinder dan multi sistem

injeksi,

c. Sistem diesel yang dikembangkan "Ad hoc" dengan memodifikasi mesin yang

nyata dalam rangka mewujudkan sebuah ruang yang bisa diakses eksternal

dilengkapi dengan sebuah lubang tunggal injektor terletak di pusat di bagian

atas eksternal ruang.

Semua sistem mesin diesel dilengkapi dengan program elektronik kontrol common

rail sistem untuk mengatur pulsa injeksi dan waktu Dwell.

STUDI PEMBAKARAN DIESEL DENGAN DIAGNISTIK OPTIK

Optik selalu memainkan peran penting dalam pengukuran dan untuk

memahami proses yang terlibat dalam mesin pembakaran internal selama tiga puluh

tahun. Secara khusus, pembakaran pembakaran diesel terjadi dalam dua-tahap, proses

pencampuran yang dikendalikan secara turbulen yang termasuk fenomena skala

waktu pendek seperti turbulensi produksi dan disipasi, injeksi break-up dan

penguapan, dan pembentukan polutan.[10] Sangat tepat untuk membuat penelitian

dengan teknik diagnostik optik yang tidak mengganggu dan memiliki tinggi resolusi

temporal dan spasial.

Persiapan yang dilakukan: lampu latar dan Schlieren sinematografi yang

diterapkan untuk mempelajari penyemprotan otomatis, penetrasi bahan bakar dan

fenomena penguapan [8]. Kemudian laser sumber dan deteksi baru sistem telah

diizinkan untuk mengatur lembaran laser baru 2-D diagnostik pencitraan [11].

Distribusi spasial uap cair dan bahan bakar dibuat di dalam sistem diesel optik diakses

baik dengan menggunakan laser Rayleigh simultan induksi dan Mie-pancaran dan

teknik pencitraan EXCIPLEX, didasarkan pada sistem fluoresensi [8, 11]. Sebuah

teknik berbeda, berdasarkan prinsip penyerapan laser sinar ultraviolet oleh uap bahan

bakar dan menyebarkan sinar laser terlihat oleh bahan bakar, tampaknya memberikan

hasil yang baik karena mengukur secara serentak konsentrasi uap dan cairan injeksi

yang menguap diesel [12, 13]. Menjadi teknik penyerapan, kelemahan tersebut adalah

integrasi di seluruh lebar spray.

Analisis Eksperimental langkah pengapian menengah dan terjadinya

pembakaran karbon adalah umumnya terbatas pada pengukuran penundaan pengapian

dan kecepatan tinggi fotografi, penambahan bahan bakar dengan tembaga untuk

membuat emisi lebih bercahaya sebelum pembentukan karbon terjadi [8]. Teknik ini

kurang waktu penyelesaian dan telah diatasi sebagiannya oleh pencitraan

chemiluminescence alam dengan dikalibrasi menggunakan intensif kamera video. [14,

15, 16] Luminositas pencitraan dan planar simultan pencitraan laser-induced lampu

pijar dan elastis pancaran telah memberikan kontribusi untuk mendeteksi terjadinya

karbon selama kurun waktu di mana partikel padat terbentuk dari molekul-molekul

bahan bakar. [15, 16, 17, 18]

Cahaya kepunahan, Rayleigh dan Mie pancaran, laser induksi lampu pijar

(LII) dan laser induced fluoresensi (YLI) telah memungkinkan untuk mengikuti

pembentukan karbondan proses oksidasi dalam hal karbon ukuran dan densitas

partikel nomor, suhu dan beberapa spesies konsentrasi. [14-18] Baru-baru ini,

simultan multi-panjang gelombang pancaran kepunahan dan penyerapan pengukuran,

dari UV untuk terlihat telah menunjukkan kepekaan yang cukup untuk menghasilkan

berguna informasi tentang ukuran, morfologi karakterisasi dan partikulat alam dan

NO dalam silinder dan knalpot dicairkan. [8, 19, 20, 21]

3

PENJELASAN PENELITIAN

MESIN

A. Optical mesin diesel silinder tunggal

Mesin akses optik yang digunakan selama percobaan adalah silinder tunggal,

injeksi langsung, dan empat-stroke mesin diesel, dengan kepala produksi multi-katup

dari JTD 1,9 liter. Mesin ini memiliki lubang sebesar 85 mm dan stroke 92 mm.

Kompresor udara disediakan untuk udara bertekanan yang dikontrol kelembapannya,

sangat disaring dan dipanaskan. Kepala memiliki empat katup per silinder yang

dilengkapi dengan tappets hidrolik dan digerakkan oleh overhead camshaft ganda.

Sebuah rotasi gerak udara, masuk dalam silinder, diperoleh melalui pelabuhan asupan

dengan bentuk heliks.

(a)

(b)

Gambar 1. Optical tata letak mesin diakses dengan (a) foto kepala mesin dan (b)

sketsa rinci mahkota baja.

4

Kepala produksi dirancang untuk mesin 4-cylinder sehingga hal itu perlu

mengubah kepala untuk penelitian mesin single silinder. Juga berpendingin air

pressure transducer piezoelektrik ditetapkan di kursi plug cahaya. Khusus

memperhatikan air-pendingin dan minyak pelumas melakukan. Desain mesin klasik

dengan memperpanjang piston dengan jendela piston mahkota (diameter dari 34mm).

Sebuah mahkota baja ditempatkan antara kepala silinder dan silinder blok. Di dalam

ini, cairan dipanaskan mengalir di Untuk menjaga suhu yang homogen untuk tiga

berbeda blok. Tiga jendela (diameter 15,8 mm) yang dibuat pada mahkota baja untuk

menyediakan ortogonal dan longitudinal optik akses.

Tipe mesin silinder tunggal 4-stroke

Bore 8,5 cm

Stroke / Langkah 9.2 cm

Volume 522 cm³

Volume Ruang bakar 21 cm³

Perbandingan Kompresi 17.7:1

Tabel 1. Optical Single Cylinder Engine spesifikasi

Jendela mahkota piston memberikan pandangan penuh dari pembakaran

mangkuk. Di dalam piston diperpanjang, itu mungkin untuk mengatur tepat 45 ° UV-

visible cermin yang diizinkan untuk menyelidiki pembakaran proses. Mangkuk

pembakaran memiliki bentuk toroida. Tabel 1 memberikan laporan spesifikasi akses-

optik mesin. Rincian lebih lanjut dan spesifikasi pada mesin adalah disebutkan dalam

[15, 16]. Injector itu terletak di pusat dan memiliki sama sumbu silinder, dilengkapi

dengan panduan tunggal microsac nozzle, dengan 6-lubang (diameter 0.145 mm).

Sudut nominal sumbu bahan bakar jet adalah 16 ° ke bawah dari horisontal dan aliran

diperingkat berhubungan untuk 400 cm3/30 s @ 100 bar [22].

B. Sistem Ruang Diesel Eksternal

Sebuah silinder tunggal, pendingin udara, naturally aspirated, fourstroke mesin

diesel memiliki perpindahan 750 cm3 , dimodifikasi untuk menyediakan ruang bakar

eksternal pada kepala silinder yang terhubung ke ruang utama dengan saluran

tangensial (Gambar 2). Dalam rangka untuk memiliki yang cocok rasio kompresi dan

mendapatkan eksternal dapat diakses ruang bakar, piston standar, memiliki mangkuk

toroidal, diganti dengan yang datar. Rasio kompresi 22.3:1 ditetapkan untuk

mengkompensasi kerugian panas meningkat karena ruang eksternal. Sebuah panduan

tunggal KS nosel tunggal microsac-lubang (Diameter 0.145 mm) terletak pusat di atas

ruang eksternal. aliran diperingkat berhubungan untuk 67 cm3/30 s @ 100 bar [22].

5

Gambar 2. Pandangan depan dan samping mesin 1) injector dan 2) tampilan lateral.

Ruang eksternal memiliki piston mangkuk-sama volume sebagai mesin

dimodifikasi (21,3 cm3) dan memiliki silinder geometri (radius = 15 mm dan tinggi =

28.0 mm). Tabel 2 menyebutkan spesifikasi mesin. Tiga mengakses optik lebar

dibuat: dua lingkaran jendela di arah longitudinal (diameter = 30 mm) dan jendela

elips dalam satu ortogonal (10 x 30 mm).

Modifikasi Tipe mesin diesel-4 stroke

Bore 10,0 cm

Stroke / Langkah 9,5 cm

Volume 750 cm³

Panjang Connecting Rod 17 cm

Volume Ruang Bakar 21 cm³

Diameter Connecting Rod 21,3 cm³

Clearance height pada TDC 0,8 cm

Perbandingan Kompressi 22.3:1

Tabel 2. Eksternal Engine diakses Kamar

Spesifikasi Sebuah pusaran udara yang kuat telah dibuat selama kompresi

stroke karena perbedaan tekanan antara ruang utama dan satu eksternal dihubungkan

dengan saluran tangensial. Mesin dapat dioperasikan secara terus menerus selama

beberapa menit, hanya dibatasi oleh kenaikan suhu kepala silinder. Butuh beberapa

jam mesin akumulasi dijalankan sebelum jendela harus dilepas dan dibersihkan

karena mereka terlindung dari injeksian bahan bakar oleh berputar aliran udara.

Rincian lebih lanjut dan spesifikasi pada mesin adalah disebutkan dalam [18, 19].

C. Mesin Diesel Multi Silinder

Sebuah pengisian turbo empat-tak CR mesin diesel, dengan

in-line empat silinder 16 katup, sebuah perpindahan 1,9 liter dan rasio kompresi

17.5:1, perwakilan kelas ringan, digunakan. Injectors memiliki 6-lubang (Diameter

0,155 mm) dan KS panduan tunggal microsac [20, 21]. Mesin knalpot dilengkapi

dengan DPF. The DPF adalah 5,66 "x 6" silikon karbida (Ibiden) dilapisi dengan

CeO2 (400 g / ft ³) dan Pt (75 g / ft ³) [23]. Katalis langsung dilapisi keramik dinding

dari bahan saringan untuk mencapai regenerasi spontan PM dikumpulkan pada

menurunkan suhu sehubungan dengan DPF non-katalis.

6

Tipe mesin 1910 JTD

Silinder 4-Silinder, In Line

Bore 82 mm

Stroke/Langkah 90,4 mm

Volume 1910 cm³

Perbandingan Kompresi 18,45 : 1

Tabel 3. Multi Cylinder Engine spesifikasi

D. Sistem injeksi common rail.

Semua mesin diuji dilengkapi dengan multi-injeksi Sistem common rail.

Sistem CR yang digunakan dalam mesin ini terdiri dari radial tiga-piston pompa

bertekanan tinggi, yang menyediakan suatu Common rail dari mana bahan bakar

menuju injector, dan diprogram unit kontrol elektronik yang diizinkan untuk

mengontrol tekanan rel dan suntikan. Ini CR generasi sistem injeksi memungkinkan

untuk mencapai injeksi maksimum tekanan 1500 bar. Di perintah secara fleksibel oleh

Programmable Elektronik Control Unit (PECU). Secara khusus PECU yang mengatur

jumlah injeksi (sampai 5) untuk setiap siklus, mulai dan durasi injeksi serta waktu

tinggal antara suntikan berturut-turut dengan cara dari arus yang mengalir dalam

solenoid dari injektor. [4]

DATA AKUISISI DAN SETUP OPTIK

Semua mesin yang diuji melaju dan kecepatan dikendalikan oleh 100 dan 50

dinamometer kW. Semua percobaan dilakukan dengan melakukan pengukuran

pembakaran tekanan baik dalam ruang eksternal dan utama dengan berpendingin air

tekanan piezoelektrik transduser kuarsa Sebuah sensor efek Hall terdeteksi arus

solenoid dan sensor mencatat angkat jarum injektor. Akhirnya, piezoelektrik

transduser tekanan berada di baris injeksi antara rel dan injector untuk mengukur

tekanan injeksi.

Cylinder bertekanan, angkat jarum dan tekanan injeksi telah didigitalkan dan

dicatat pada 0,1 derajat sudut engkol bertahap dan ensemble-rata-rata lebih dari 16

berturut-turut siklus pembakaran Dalam rangka untuk berhubungan proses fisik dan

kimia di dalam ruang pembakaran untuk emisi gas buang partikulat dan emisi gas

sampel. Asap diukur dengan opacimeter dan emisi gas dalam hal HC, CO, CO2 dan

O2 diukur dengan inframerah analisis dan NOx oleh analyzer chemiluminescence.

TEM pengamatan dilakukan pada partikulat dikumpulkan in-situ dengan grid TEM.

Pada semua percobaan, sinkronisasi antara fasa mesin yang berbeda, deteksi sistem

dan sumber cahaya itu dikendalikan oleh keterlambatan unit dengan sinyal yang

masuk dari mesin poros encoder.

Alat Optik Single Silinder

Rangkaian peralatan pengujian ditunjukkan dalam Gambar 3 digunakan untuk

karakterisasi proses dalam mesin optik tunggal silinder. Dalam waktu tertentu, evolusi

temporal dan spasial dari injeksi diesel diikuti menganalisis gambar diperoleh dengan

mengintensifkan CCD pencahayaan injeksi dengan halogen CW tinggi bercahaya dan

berdenyut UV lampu Xenon. Di sisi lain, fase pembakaran ditandai dengan metode

spektroskopi dan pencitraan chemiluminescence alam dan api luminositas. Sinyal

Flame dikumpulkan dan difokuskan oleh lensa 150 mm fokus pada celah masuk dari

spektograf (f/3.8 dengan focal length 150 mm). Emisi nyala terdeteksi oleh jembatan

yang diintensifkan CCD (512 x 512 piksel) dengan setiap pixel 20x20 μm2

menggunakan sebuah intensifier dengan durasi gerbang beberapa nanodetik (ns)

7

dalam rangka untuk memiliki akurasi yang baik dalam waktu awal dari pembakaran

dan polutan proses pembentukan. Gambar spektral terbentuk pada spektograf pesawat

keluar disesuaikan dengan ICCD kamera. Pengukuran Emisi dikoreksi oleh kegelapan

kebisingan dan respon spektral.

Gambar 3. Percobaan aparatus untuk optik tunggal silinder mesin

Pencitraan api diperoleh dengan ICCD sama dilengkapi dengan UV 78 mm

Nikon f/3.8- 2.2 lensa dan UV dan filter band pass terlihat sempit = 309 nm)dipilih

pada panjang gelombang karakteristik OH (λ = 431 nm) [24].dan CH (λ = 309 nm).

Meskipun masing-masing spektrum atau gambar memiliki paparan waktu efektif

beberapa mikrodetik, hanya satu yang bisa diperoleh di siklus diberikan karena

keterbatasan kecepatan perolehan sistem. Spektrum dan gambar diperoleh pada set 10

atau 20, dari 10 atau 20 siklus terpisah. Setiap spektrum dan atau gambar yang

disebutkan tidak rata-rata. Mereka subjektif dipilih sebagai sample yang

ditetapkan masing-masing. Lebih detail dan spesifikasi di alat optik disebutkan dalam

ref. [19].

Eksternal ruang diesel sistem optik aparatus

Penyerapan, kepunahan dan pengukuran pancaran dilakukan dalam rentang

panjang gelombang 190-550 nm dengan memanfaatkan sumber cahaya plasma

memancarkan kernel dari gangguan optik. Hal ini diperoleh dengan erat fokus di

udara ns Q-switched laser pulsa [25] Flame emisi, pancaran dan sinyal kepunahan

adalah dikumpulkan dan difokuskan oleh lensa (f = 200 mm) pada masukan celah

spektrograf bercahaya (f/3.8 dengan 270 mm focal length). Semua sinyal yang

terdeteksi oleh yang diintensifkan CCD telah dijelaskan sebelumnya (Gbr. 4).

Pancaran sinyal terdeteksi pada sudut θ = 90 ° dan dikalibrasi menggunakan

gas CO2 sebagai referensi. CO2 memiliki cross section pancaran lebih tinggi dari

udara dengan urutan besarnya pada tekanan ambien dan suhu dan tidak mudah

terbakar percikan. Kepunahan dan penyerapan pengukuran tidak perlu sinyal

kalibrasi. Semua pengukuran dievaluasi pada jalur optik dari 2,8 cm.

Untuk meminimalkan ketidakpastian statistik hasil, kepunahan, pancaran dan

intensitas api pengukuran yang terdeteksi di set 30, dari 30 siklus pembakaran yang

terpisah. Secara khusus, mendapatkan pengukuran rata-rata 30 siklus pembakaran

memungkinkan meminimalkan efek mesin siklus-ke-siklus variasi. Sebagai akibatnya,

yang dikumpulkan spektrum menunjukkan repeatabilitas besar. Setiap pengukuran

disajikan secara subjektif dipilih sebagai sample dari masing-masing set.

8

Gambar 4. Percobaan untuk ruang eksternal mesin.

Gambar 5. Optik alat yang digunakan untuk multi silinder knalpot pengukuran.

Peralatan Optik Ekhaust

Gambar skematis dari eksperimen optik alat yang digunakan untuk menandai

knalpot ditampilkan dalam Gambar 5. Bagian uji optik ditempatkan di jarak 100 cm

setelah mesin. Jarak ini adalah dipilih sebagai suatu kompromi yang bagus untuk

mengurangi kecepatan aliran knalpot dan untuk menghindari efek koagulasi

disebabkan oleh meningkatnya waktu dalam pengujian bagian. Suhu knalpot dipantau

secara real waktu dengan beberapa termokopel diletakkan di sepanjang pipa. Plug

valve masih diizinkan untuk aliran gas buang atau tidak dalam volume pengukuran

optik. Penyerapan, kepunahan dan pengukuran pancaran dilakukan dengan

menggunakan cahaya broadband-berdenyut sama sumber alat optik untuk ruang

eksternal mesin. [25]

Kepunahan dan sinyal pancaran dikumpulkan dan difokuskan dengan lensa

silika UV-kelas cembung dua menyatu (15 cm panjang fokus) pada celah masuk (200

pM) dari spektograf (f / 4 dengan panjang 15 cm fokus). Citra spektral terbentuk pada

pesawat keluar spektograf terdeteksi dengan kamera ICCD gated. Pengukuran

dilakukan dalam kisaran spektral -Terlihat 190-600 nm UV. Dalam rangka

mengurangi ketidakpastian statistik, pancaran dan kepunahan pengukuran dilakukan

di atas 100 berturut-turut buang siklus, dengan menggunakan laser tembakan pada

pengulangan frekuensi 20 Hz.

9

PERSAMAAAN MATEMATIKA

EXTENSION-PENYERAPAN TEKNIK UNTUK FASE UAP-CAIR

UV-tampak kepunahan-penyerapan pengukuran diperbolehkan untuk fase uap

dan cair bahan bakar solar karena penyerapan khas senyawa bahan bakar dalam

rentang ini. Konsentrasi fase kedua dapat diperoleh dengan menggunakan prinsip

penyerapan sinar ultraviolet oleh uap bahan bakar dan pancaran cahaya dalam rentang

terlihat oleh tetesan bahan bakar cair [12,13]. Secara khusus, seperti yang diamati

dalam sebelumnya investigasi [26, 27], fase cair injeksi bahan bakar diesel ditandai

dengan spektrum yang luas dengan intensitas tinggi di UV dan profil flat di kisaran

terlihat saat fase uap injeksi menunjukkan puncak hanya dalam UV. Mengingat sinar

polikromatik dengan intensitas I0, melewati injeksi bi-fase, yang dilemahkan dan

intensitas cahaya yang ditransmisikan Hal ini dapat diperoleh menurut untuk hukum

Lambert - Beer's:

Dimana L adalah panjang jalur optik dan Kext adalah koefisien kepunahan.

Lampu terlihat tidak diserap oleh kedua cair dan fase uap dan ini dilemahkan hanya

oleh pancaran disebabkan oleh tetesan. Oleh karena itu, transmisivitas dari cahaya

tampak oleh injeksi bahan bakar sama dengan transmisivitas karena hanya untuk

pancaran disebabkan oleh tetesan cair, seperti yang ditunjukkan sebagai berikut

persamaan:

Lampu ultraviolet, yang diserap oleh kedua cair dan fase uap, yang dilemahkan

karena penyerapan disebabkan oleh uap, ke pancaran yang disebabkan oleh cairan

tetesan dan penyerapan tetesan cair dan maka:

Dalam persamaan (3) dua yang terakhir istilah yang jauh lebih rendah daripada yang

pertama, sehingga transmisivitas uap dapat ditulis sebagai:

Menurut hubungan (2) dan (4), adalah mungkin untuk mengambil distribusi temporal

dan spasial kualitatif uap dan cair dengan mengevaluasi ultraviolet dan terlihat

transmisivitas.

TEKNIK SCATTER UNTUK MENGUKUR TETESAN BAHAN BAKAR DAN

KARBON

Sinyal pancaran diukur diperoleh dari volume pada θ sudut tetap pancaran

pada panjang gelombang λ dapat dinyatakan, melalui prosedur kalibrasi, dari segi

sudut pancaran koefisien Q (θ). Kuantitas ini didefinisikan sebagai energi yang

10

tersebar dari unit volume, per unit sudut padat, untuk balok insiden unit intensitas [8,

28]. Bila lampu insiden datang dari sumber unpolarised, seperti dalam karya ini,

diukur koefisien pancaran Qunp (θ) dapat dijelaskan oleh persamaan:

Kepunahan adalah atenuasi dari elektromagnetik gelombang oleh pancaran dan

penyerapan karena menelusuri sebuah partikulat menengah, dan didefinisikan

sebagai:

dimana N adalah densitas jumlah partikel dalam volume probe, D diameter, n dan k

yang nyata dan imajiner bagian dari indeks bias, masing-masing. Cscat dan Cext

adalah penampang sudut untuk pancaran dan penampang total kepunahan, masing-

masing Menggunakan hipotesis bahwa media tersebut dibuat dari lingkungan

homogen diameter kecil D, sebagai dibandingkan dengan λ panjang gelombang

radiasi, yang spektral koefisien pancaran diperbolehkan mengevaluasi media

nilai tetesan bahan bakar. Prosedur numerik digunakan untuk mengambil ukuran

tetesan didasarkan pada minimalisasi perbedaan antara eksperimental dan teoritis

spektrum pancaran, mengubah diameter tetesan, diketahui bahan bakar

indeks bias.

Teori Lorenz-Mie, menyatu ke Rayleigh pendekatan, dalam kasus partikel

kecil (D <<λ), pendekatan Rayleigh dapat dianggap dan kepunahan dan koefisien

pancaran dapat ditulis sebagai:

dimana x1 = πDscat / λ, x2 = πDext / λ dan m = n + ik dalam kasus dari

distribusi ukuran monodisperse dengan Dscatt = Dext = D. Dalam kasus sistem

monodisperse, partikel karbon fraksi volume didefinisikan sebagai fv = N (πD3 / 6)

dapat dievaluasi oleh koefisien kepunahan, menurut hubungan (7) sebagai:

Diameter partikel karbon dapat dievaluasi menggabungkan pancaran dan

koefisien kepunahan, menurut hubungan (7) dan (8), dikenal karbon bias [29].

Dalam rangka mengevaluasi ukuran jumlah partikel distribusi, prosedur numerik

untuk mengambil data optik digunakan. Prosedur inversi adalah

berdasarkan minimisasi dari perbedaan antara eksperimental dan teoritis Lorenz-

pancaran spektrum, diketahui indeks bias karbon. Untuk mengoptimalkan parameter

adalah diameter rata-rata suatu ukuran lognormal distribusi [20, 21].

11

PENYERAPAN TEKNIK UNTUK NOx DAN OH KONSENTRASI

Seperti diketahui dalam literatur, penyerapan spektrum dapat diperoleh secara

langsung dari transmisi data mengikuti hukum Lambert-Beer. Koefisien absorpsi

dapat ditulis sebagai:

Dimana Ni dan σi abs adalah jumlah dan konsentrasi penyerapan cross section

engan senyawa, masing-masing. Hal ini dimungkinkan untuk menentukan jumlah

konsentrasi diketahui penampang molekul terdeteksi mengingat tekanan percobaan

dan suhu. NOx dan OH telah diselesaikan dengan baik penyerapan khas band di

ultraviolet dan terlihat. Secara khusus, OH menunjukkan bagian serapan salib di 309

nm [30], NO telah empat band spektral dalam kisaran 190-240 nm dan NO2 dapat

diidentifikasi oleh dua band luas berpusat pada 205 nm dan 400 nm, masing-masing.

[31]

PEMBENTUKAN CAMPURAN

Pembentukan campuran dan tahap pertama dari pembakaran, terjadi di mesin

diesel, adalah beberapa yang paling fenomena kompleks saat ini sedang studi karena

meningkatnya minat pada injeksi tekanan tinggi baru sistem, seperti common rail.

Analisis ini proses bersamaan terlibat selama penundaan pengapian rumit oleh kedua

fenomena fisik karena campuran pembentukan dan pengembangan kimia reaksi bahan

bakar multikomponen.

Sistem ruang dibagi dengan optik tiga akses diizinkan untuk studi jet tunggal

pada tinggi tekanan injeksi dalam hal cair-uap distribusi, tetesan ukuran dan penetrasi.

Lagi pula jet lubang tunggal dibandingkan dengan injeksian multi-lubang evolusi dari

silinder optik d.i. mesin. Baik Sistem dioperasikan pada suhu dan tekanan nyata

mesin injeksi langsung seperti disebutkan dalam Figg. 6 dan 9.

Investigasi itu dilakukan dari awal injeksi sampai akhir pembakaran dengan

spektral pengukuran dari UV untuk kepunahan menggunakan terlihat dan emisivitas

dan digital imaging. Mekanisme udara bahan bakar interaksi dan spasial lokasi awal

pembakaran diselidiki mengikuti perkembangan injeksi bahan bakar, penguapan,

autosulutan dan pembakaran. Gambar 7 laporan urutan citra digital dilakukan keluar

dari awal injeksi ke bercahaya pembakaran untuk mengoperasikan mesin dengan

kecepatan 1000 rpm, tekanan injeksi 800 bar dan pre dan utama suntikan (Gbr. 6).

Meskipun mulai listrik injeksi pra berada di 13 CAD BTDC (Gbr. 6), injeksian bahan

bakar tidak terlihat sebelum 11 CAD BTDC (Gbr. 7). Pergeseran ini disebabkan

karena mekanik keterlambatan injektor.

12

Gambar 6. Sejarah tekanan pembakaran, laju panas rilis, injektor angkat didorong saat

ini dan jarum pada 1000 rpm dan 800 bar terdeteksi di ruang eksternal diesel sistem.

Sebuah jet atomisasi yang baik, karena bahan bakar CR tinggi tekanan injeksi

dan diameter injektor lubang kecil, adalah diamati. Selama fase injeksi bahan bakar,

jet bertemu muatan udara berputar dan sedikit terdistorsi, karena tekanan tinggi

injeksi, juga pada kecepatan mesin rendah. Dalam 1 CAD, injeksian pra menguap

dengan cepat dan menghilang sebelum memulai injeksi utama (Gbr. 7). Namun,

karena suhu lokal yang rendah dan tekanan, pembakaran terlihat tidak muncul.

Selama injeksi utama, jet menembus cairan hampir linear mencapai panjang

maksimum sekitar 3 CAD.

Perlawanan aerodinamis yang kuat putus tersebut tetes bahan bakar dan

mengurangi ukurannya. Seperti injeksi berjalan, yang terjadi penguapan bahan bakar

dan menyemprotkan cairan menjadi tipis dan tumbukan dari dinding dihindari.

13

Gambar 7. Gambar digital urutan injeksi lubang tunggal injector untuk kondisi operasi

mesin Gambar. 6.

Gambar 8. Uap distribusi di sudut yang berbeda engkol selama suntikan sebelum dan

utama Gbr.6.

14

Evolusi uap di ruang itu diperoleh dengan kepunahan pengukuran UV-terlihat,

menurut prosedur yang dijelaskan dalam paragraf formulasi matematis. Beberapa

ilustrasi temporal dan distribusi spasial uap disebutkan dalam Gambar 8. uap

menyebar di sekitar jet bahan bakar serta konsentrasi berevolusi dari dinding terhadap

tengah ruang baik selama pra dan utama injeksi.

Gambar 9. Sejarah tekanan pembakaran, laju panas rilis dan injektor didorong arus

pada 1000 rpm dan 800 bar terdeteksi dalam silinder tunggal optik d.i. disel mesin.

Pada Gambar 9 sejarah tekanan pembakaran, laju pelepasan panas dan

injektor didorong saat ini terdeteksi di silinder mesin optik tunggal disebutkan.

Gambar 10 menunjukkan bagian dari injeksi dan urutan pembakaran injeksi pra dan

utama dengan jendela piston mahkota. Pergeseran karena keterlambatan mekanik

penyuntik adalah diamati dalam kasus multijet juga. Injeksi pra hampir simetris,

ujung injeksi tidak dibelokkan oleh pusaran yang lebih rendah dari mesin diuji

sebelumnya. Semua jet menunjukkan inti cair padat yang tidak melanggar di bagian

bawah pembakaran mangkuk dan mencapai penetrasi maksimal dalam waktu kurang

dari 1 CAD. Injeksi pra dapat dianggap selesai di 5 CAD BTDC. Hal ini

dimungkinkan untuk mengamati bahwa jet bahan bakar atomised baik di ujung dan

selanjutnya bentuk dan modus penetrasi dari kedua suntikan pra dan utama serupa.

Tetesan pra-injeksi tidak menyala segera, dibutuhkan jeda pengapian dari 4 CAD

sebelum itu permulaan bekerja dari pembakaran diamati oleh tekanan dalam silinder

sinyal analisis (Gbr. 8).

Kita dapat menyimpulkan bahwa pencampuran bahan bakar udara dalam dua

sistem pembakaran (Angka 7 dan 9), sampai dengan yang pertama api bercahaya,

tidak menunjukkan secara substansial perbedaan. Hasil ini menunjukkan bahwa tinggi

tekanan injeksi memungkinkan untuk mengatasi putar pengaruh. Diketahui bahwa,

karena besar perbedaan tekanan di nozzle injector, yang bahan bakar cair memasuki

ruang pada kecepatan tinggi atomise ke sejumlah besar tetesan berbagai ukuran

dan kecepatan [8, 26, 32]. Dalam tekanan injeksi tinggi sistem itu diamati bahwa

massa udara dalam injeksian meningkatkan lebar namun hasilnya kurang injeksi

tergantung pada tingkat keramaian dan turbulensi dari aliran fluida hadir dalam ruang

15

[10, 33]. Jadi eksperimental data yang diperoleh di eksternal optik ruang diakses

disebut jet tunggal menjadi khusus yang berguna untuk penyelidikan injeksi.

Gambar 10. Gambar digital urutan injeksi dari enam lubang injector untuk kondisi

operasi mesin Gambar. 9.

Analisis terperinci ukuran droplet BBM dilakukan pada saat injeksi utama

tahap, oleh multiwavelength pancaran. Sekitar bahan bakar jet, pengukuran pancaran

menampilkan fitur khas spektral memungkinkan tetesan bahan bakar untuk

mengevaluasi nilai menengah kurang dari 0,7 pM (Gambar 11). Naik ke jet bahan

bakar, tidak mungkin untuk mengevaluasi ukuran tetesan, karena film bahan bakar

cair terlalu padat.

16

Gambar 11. Ukuran droplet dievaluasi selama injeksi utama fase untuk kondisi

mesin Gambar. 6.

PENGAPIAN OTOMATIS

Pengukuran UV-api terlihat intensitas memiliki memberikan metode alternatif

untuk menentukan terjadinya auto-pengapian karena mereka menawarkan besar

keuntungan dari resolusi temporal tinggi dan akurat informasi spasial dan spesies

juga. Hasilnya harus dianggap sebagai hasil integrasi sepanjang garis

penglihatan, yang merupakan fitur intrinsik dari teknik pengukuran [8].

Autosulutan titik biasanya didefinisikan sebagai engkol sudut saat pelepasan panas

jelas menunjukkan minimum: titik ini menunjukkan bahwa melepaskan energi

akibat reaksi pembakaran eksoterm mulai melebihi kerugian energi akibat proses

menguapkan bahan bakar. Kali ini umumnya bertepatan dengan PSOC,

diidentifikasi oleh minimal dalam turunan pertama tekanan terhadap waktu. Titik

pengapian ditentukan menerapkan pertimbangan dapat dipengaruhi oleh

ketidakpastian besar atau kesalahan dan kadang-kadang sulit untuk mengidentifikasi

[10].

Hal ini ditemukan bahwa tahap pertama dari pembakaran spektral ditandai

dengan emisi nyala lemah, terutama terdeteksi dalam kisaran ultraviolet dekat,

dikaitkan dengan alam chemiluminescence. Chemiluminescence timbul dari emisi

pembakaran radikal, biasanya OH, CH dan HCO, karena untuk reaksi kimia eksoterm

terjadi selama dekomposisi termal dari molekul hidrokarbon pengapian sebelumnya.

Asumsi ini kontras dengan orang kertas lain, menganalisis pembakaran diesel

proses mesin dengan pembakaran premixed rendah [14].

Radikal spesies pertama resolve oleh sinyal optik diamati di PSOC di pembakaran

eksternal sistem dan telah diidentifikasi sebagai OH. OH distribusi di dipilih sudut

engkol ditunjukkan pada Gambar. 12.

17

Gambar 12. OH distribusi dievaluasi di autosulutan selama fase injeksi utama untuk

kondisi mesin Gambar. 6.

Gambar 13. OH distribusi dievaluasi di autosulutan selama fase injeksi utama untuk

kondisi mesin Gambar. 9.

18

Pada PSOC, deteksi OH menandakan sebuah intens kimia aktivitas energik,

erat menandai terjadinya pelepasan panas akibat pembakaran. Ini adalah ditemukan

jauh dari ujung cairan, di suatu daerah ditandai oleh sejumlah besar bahan bakar

dalam uap fase tercampur dengan udara entrained di injeksi, terutama di sekitar jet

dan kemudian melanjutkan ke lokasi injector [33].

Fenomena ini cepat, karena efek dari keramaian adalah sangat berlaku dan bergerak

api melibatkan seluruh ruang volume. Analog perilaku diamati pada Gambar. 13. OH

sinyal lebih tinggi di lokasi ditempatkan di antara dua bahan bakar jet dan dekat

exhaust katup, dimana temperatur lebih tinggi sehubungan dengan sisa-sisa ruang. OH

berkembang mengikuti jejak bahan bakar jet tersebut. The OH multijets sinyal lebih

rendah dari jet tunggal. Ini hasilnya adalah sebagian karena rasio udara-bahan bakar

lokal yang berbeda, disebabkan oleh turbulensi dari ruang eksternal dan sebagian

akibat bidang optik yang berbeda pandang dua mesin.

PEMBAKARAN Banyak makalah telah dipublikasikan untuk menunjukkan potensi sistem CR

generasi baru dalam diesel mesin di mana kontrol silinder polutan formasi telah diakui

menjadi dasar dalam mengurangi emisi mesin-out. Hal ini dimungkinkan untuk

memisahkan injeksi dalam banyak langkah (1 sampai 5) untuk benar kontrol airfuel

distribusi dan laju pelepasan panas. Saat ini, suntikan yang berulang kali tidak terbatas

pada dua berturut-turut suntikan (pilot + utama) dan efektif dalam mengurangi NOx

dan karbon berkat fleksibilitas yang tinggi untuk mengelola bersamaan jumlah

suntikan berturut-turut, keseimbangan jumlah bahan bakar per injeksi masing-masing

serta pengurangan waktu tinggal antara berturut-turut suntikan. [3-5]

Dalam Gambar 14 evolusi api pre, utama dan setelah injeksi strategi (Pra + M + A)

disebutkan. Hal ini sebanding dengan Pra + M sebelumnya disebutkan (Gbr. 10)

karena mesin dioperasikan pada kecepatan mesin yang sama dan dengan jumlah

bahan bakar yang sama total.

Untuk alasan ini, kecenderungan dan distribusi spasial radikal adalah diamati

pada autosulutan dan selama pembakaran fase. Hal ini terjadi karena pengurangan

10% jumlah bahan bakar yang tidak menyebabkan perubahan besar dalam evolusi

proses pembakaran atau jenis spesies radikal. Dengan analisis UV dan emisi nyala

disebutkan terlihat Dalam Angka 14, dan 15 bukti optik pertama setelah injeksi adalah

sekitar 13,5 CAD ATDC. Jets ditembus cepat pada suhu tinggi dan tekanan tinggi

lingkungan kamar dan dengan demikian penundaan pengapian terutama pendek

(kurang dari 1 CAD). Kali ini adalah awal dari pembakaran pos. Hal ini memiliki

kurang premixed intens fase dan difusi sebanding fasa sehubungan dengan

pembakaran utama.

19

Gambar 14. UV-tampak api evolusi diukur pada dipilih sudut engkol selama Pra + +

strategi M A injeksi.

Setelah fase autosulutan injeksi pos dan sampai 15 CAD ATDC pengurangan

cepat radikal OH adalah diamati (Gbr.15). OH radikal yang diproduksi oleh reaksi

eksotermik pembakaran pasca injeksi tersebar di kamar selama oksidasi karbon

diproduksi oleh pembakaran injeksi utama. OH berkontribusi pada pembakaran yang

hadir karbon di ruang dan khususnya yang dekat dinding ruang (Gbr. 15).

20

Gambar 15. UV emisi diukur pada 309nm untuk dipilih sudut engkol selama Pra + M

+ A strategi injeksi.

Sejak 15 CAD ATDC, suntikan pos akhir dan api terlihat berkembang di

ruang di sepanjang arah jet. Ini simetri dari nyala api distribusi masih setelah akhir

injeksi adalah karena gradien dari udara / fuel ratio dibuat oleh pos injeksi. Intensitas

tertinggi emisi terlihat adalah sekitar 17 CAD ATDC, di sisi lain UV emisi meningkat

sampai 18 CAD ATDC. Pada saat ini karbon oksidasi terjadi. Pada tahap ini juga

terlihat api muncul juga terbatas sepanjang arah jet, sampai 21 CAD ATDC. Pada saat

api tidak menyebar dalam ruang homogen untuk sekitar 7 CAD, kembali dekat

dengan daerah injektor. OH radikal menunjukkan evolusi waktu analog, di sisi lain

dalam fase terakhir pembakaran OH tampak didistribusikan hanya sekitar karbon.

Akhirnya, konsentrasi kegigihan dan tinggi OH radikal dalam setelah pembakaran

injeksi memicu pembakaran baik karbon tetapi dipromosikan peningk atan kecil

Emisi NOx, membenarkan tingkat yang lebih rendah dari karbon di knalpot

sehubungan dengan strategi lain. Ini Analisis dikonfirmasi oleh NO pengukuran

dilakukan dalam ruang bakar eksternal. Nanopulsed ultraviolet-tampak penyerapan –

kepunahan spektroskopi diterapkan dalam rangka melakukan analisis kuantitatif OH,

karbon dan NO di optik diakses ruang [18, 19, 33].

21

Gambar 16. Karbon fraksi volume, OH radikal konsentrasi dan konsentrasi NO

dievaluasi selama injeksi utama fase untuk kondisi mesin Gambar. 6.

Sinyal penyerapan pertama OH diamati selama bahan bakar tahap pirolisis.

Pada saat yang sama, kepunahan pengukuran menunjukkan yang pertama tidak

terstruktur kontribusi, khas prekursor karbon partikel. [18] Seperti yang disebutkan

pada Gambar 16, dari 2 ° ASOC sampai 8 ° ASOC, OH penurunan penyerapan sesuai

dengan peningkatan sinyal karbon dan tingkat panas lepaskan. Dalam hal ini waktu,

wilayah karbon berkembang pesat ke arah ruang mengisi seluruh volume sekitar 0,5

ms setelah awal pembakaran seperti yang diamati baik di digital dan pengukuran

spektral dilaksanakan di seluruh ruangan [33]. Pada 8 ° ASOC karbon menurun dan

OH baru radikal yang terungkap. OH radikal yang diproduksi di tahap ini dapat

dianggap sebagai penanda dari karbon oksidasi. Bahkan, menurut literatur, karbon

Penurunan ini terutama akibat serangan molekul oksigen dan radikal OH [34].

Kombinasi dari kepunahan dan pancaran pengukuran diperbolehkan untuk mengambil

temporal evolusi ukuran karbon partikel. Gambar 17 laporan berarti

diameter diperoleh untuk dua lokasi pembakaran ruang hilir dan hulu zona

penetrasi cairan maksimum, masing-masing. The hulu lokasi ditandai dengan bahan

bakar tertinggi / udara rasio dari yang hilir.

Setelah awal pembakaran, adalah mungkin untuk cepat peningkatan diameter

partikel, sesuai dengan prekursor pembentukan karbon karbon. Dalam lokasi hulu,

peningkatan ukuran lebih tajam dari dalam satu lain. Secara khusus, kenaikan cepat

adalah diikuti penurunan yang cepat serupa selama oksidasi fase. Di kedua lokasi,

fase oksidasi dicirikan dengan nilai sebanding. 0 5 10 15 20 25 sudut engkol ASOC

[derajat]

22

Gambar 17. evolusi Waktu karbon berarti diameter diukur di lokasi kamar gambar.

Hasil ini serupa dengan yang diperoleh untuk berbeda bahan bakar injeksi

Ukuran partikel karbon hasilnya tidak bergantung pada strategi injeksi bahan bakar.

Mereka mempengaruhi kepadatan jumlah karbon dan dengan demikian massa jumlah

konsentrasi. Selain itu, hasil ini sebanding dengan yang diukur dengan menggunakan

konvensional injeksi sistem operasi pada tekanan rendah [35]. Dalam kedua kasus,

fitur spektral analog diamati dan karbon diameter lebih kecil dari 20 nm.

Spesies lain polutan terdeteksi di pembakaran ruang adalah TIDAK. Setelah dalam

analisis ini, yang pertama sinyal NO diamati selama oksidasi karbon fase, sekitar 20 °

ASOC (Gbr.16). Sekitar 20 ° ASOC, OH radikal dikonsumsi lebih cepat oleh NO

formasi [10, 36]. Setelah 20 ° ASOC post-oksidasi fase terjadi dan konsentrasi NO

meningkat penurunan konsentrasi OH. konsentrasi NO mencapai nilai tertinggi sekitar

40 ° ASOC. Setelah ini waktu, penurunan halus NO terjadi karena pembekuan kimia.

NO waktu pembentukan, yang diamati pada Angka 16, yang lebih pendek dari yang

diamati tradisional pada mesin diesel.

Hal ini harus dipertimbangkan bahwa tingkat tinggi pencampuran, A tinggi

rasio F / dan biaya rendah memicu proses pembakaran dengan fase premixed

mendominasi daripada satu difusi. keganjilan tersebut menghasilkan NO

pembentukan lebih cepat daripada yang diamati secara tradisional di transparan DI

mesin [8, 37]]. Mereka bekerja di lebih kaya dan banyak lagi kondisi difusi. Dalam

hal apapun, NO formasi kali berada dalam kesesuaian yang baik dengan yang

dievaluasi oleh penulis lain dalam pembakaran serupa sistem dan diukur dengan

teknik yang berbeda [38, 39]. Gambar 18 menunjukkan distribusi spasial NO mutlak

konsentrasi, dinyatakan dalam molecule/cm2. Juga dalam kasus, distribusi spasial

terbuat dari kontur iso- dibangun oleh data spektral terdeteksi dalam pengukuran

lokasi. Nitrat oksida diharapkan untuk membentuk di tinggi suhu daerah melalui

mekanisme termal NO. Tingkat Formasi dekat tertinggi untuk stoikiometri daerah di

pinggir api difusi. Oleh karena itu, pembentukan NO, seperti pembentukan karbon,

diharapkan dalam difusi api zona, tetapi di sisi mana lebih kurus oksigen hadir.

23

Gambar 18. NO distribusi dievaluasi selama utama injeksi fase untuk kondisi

mesin Gambar. 6.

Menurut model Desember, NO konsentrasi tertinggi harus di luar wilayah

karbon dari jet [11, 40]. Pertimbangan ini tidak berlaku dalam kasus studi ini, sangat

dipengaruhi oleh gerak aliran-bidang dan geometri ruangan. Secara khusus,

sebagaimana disebutkan pada Gambar 18, NO didistribusikan dengan homogenitas

dalam terbatas wilayah di tengah ruangan, karena turbulensi yang tinggi disebabkan

oleh gerakan berputar. Selain itu, asupan menghasilkan aliran udara NO gradien

konsentrasi antara daerah dinding dan bahwa sepanjang sumbu dari duktus tangensial.

Itu bergerak ke arah ruang pembakaran pokok dan diinduksi dengan fase ekspansi.

EXHAUST Aplikasi simultan multiwavelength kepunahan dan teknik pancaran

memungkinkan karakteristik knalpot diesel juga. [20, 21] Gambar 19 laporan

perbandingan antara partikel distribusi ukuran dievaluasi pada knalpot mesin dengan

tekanan rendah dan tekanan tinggi (CR) injeksi sistem .. Massa partikel yang tinggi

pertama yang dipancarkan dan memiliki distribusi ukuran bimodal, ditandai dengan

nukleasi dan modus akumulasi dan tidak terlalu masuk akal untuk perubahan beban.

Di sisi lain, dalam kondisi bersih, ukuran distribusi menunjukkan evolusi dari

unimodal ke bimodal satu di beban meningkat.

24

Gambar 19. "Tekanan tinggi" (garis titik-titik) dan "Rendah tekanan "(garis penuh)

buang distribusi ukuran diambil di sama beban dan kecepatan mesin.

Gambar 20. Exhaust distribusi ukuran dievaluasi hulu dan hilir DPF pada beban yang

sama dan kecepatan mesin.

Analog analisis dilakukan hulu dan DPF hilir menunjukkan distribusi ukuran

ditandai dengan modus nukleasi dan akumulasi dengan ukuran rata-rata 15 nm dan

100 nm, masing-masing [23]. Yang pertama diproduksi oleh bahan kimia interaksi

prekursor karbon organik dibentuk di ruang pembakaran. Kelas kedua adalah produk

dari permukaan koagulasi pertumbuhan, dan koalesensi pertama satu. Konsentrasi

relatif Jumlah partikel nukleasi lebih dari tiga perintah besarnya lebih besar dari

konsentrasi akumulasi mode. Peningkatan konsentrasi partikel nukleasi adalah karena

pembentukan sulfat nanopartikel. Partikel-partikel ini berinteraksi dengan senyawa

karbon dan fragmen karena regenerasi dan komposisi pencampuran dihasilkan. The

perubahan distribusi ukuran memicu fungsi global meningkatkan massa dan jumlah

partikel di knalpot tapi tidak dari diameter mean.

Pengukuran ini tidak hanya memeriksa validitas teknik optik, tetapi juga

menunjukkan bahwa baru mesin diesel teknologi, meskipun suatu drastis

pengurangan pembuangan massa partikulat konsentrasi, menyebabkan emisi di

suasana konsentrasi tinggi karbon nanopartikel.

25

KESIMPULAN Penelitian intensif sedang berlangsung dalam penelitian mesin laboratorium

perusahaan otomotif dan Universitas di dunia pada mesin, karena kita mendekati

pengenalan undang-undang emisi lebih ketat, sebagai komitmen untuk pengurangan

CO2 menjadi keharusan dan spesifikasi bahan bakar baru ikut bermain pertama tahun

2005 dan kemudian pada tahun 2010. Makalah ini telah disajikan beberapa contoh

penelitian yang relevan dilakukan di mesin laboratorium di Istituto Motori terutama

pada singlecylinder optik mesin dalam kombinasi dengan optik teknik. Meskipun

terbatas dalam cakupan, makalah ini berfokus pada topik, yang mewakili berlangsung

penelitian di industri otomotif.

UCAPAN TERIMA KASIH

Penulis ingin mengucapkan terima kasih kontribusi yang hadir dan mantan

mereka-siswa, dan kolega yang turut menulis makalah referensi.

Selain itu, ingin mengucapkan terima kasih Mr Carlo Rossi dan Mr Bruno Sgammato

untuk membantu mereka yang berharga dan dukungan teknis dalam kegiatan

eksperimental.

REFERENSI

[1] Proceedings of THIESEL 2002 and Proceedings of THIESEL 2004. Int.

Conference on Thermo and Fluid Dynamic Processes in Diesel Engines Valencia-

Spain.

[2] Schommers J, Duvinage F, Stotz M, Peters A, Ellwanger S, Koyanagy K, and

Gilden H (2000) Potential of Common Rail Injection System for Passenger Car DI

Diesel Engines. SAE Paper n° 2000-01-0944.

[3] Bianchi G.M., Cazzoli G,. Pelloni P. and Corcione E.F (2002) Numerical Study

Towards Smoke-Less And NOx-Less HSDI Diesel Engine Combustion. SAE Paper

n° 2002-01-1115.

[4] Corcione E.F., Vaglieco B.M., Corcione,E.G., Lavorgna, M., Lanzafame R.

(2003) - Study of the combustion of a new small DI Diesel Engine with Advanced

Common Rail Injection System - JSAE/SAE Int. Spring Fuels &

Lubricants,Yokohama (Japan) 2003, SAE Paper 2003-01-1782.

[5] Corcione E.F., Vaglieco B.M., Corcione, E.G., Lavorgna, M. (2002) - Potential of

Multiple Injection Strategy for Low Emission Diesel Engines - SAE Paper 2002-01-

1150, 2021-2027, vol. 111 SAE 2002 Trans Journal of Engines.

[6] Han, Z., Uludogan, A., Hampson, G.J and Reitz, R. D. (1996) - Mechanism and

NOx Emissions Reduction Using Multiple Injection in a Diesel Engine - SAE Paper

960633.

[7] Pierpont, D. A., Montgomery, D.T., Reitz, R. D., (1994) Reducing Particulate and

NOx Using Multiple Injections and EGR in a D.I. Diesel Engine.SAE Paper 940897.

[8] Zhao H and Ladommatos N. (2001). Engine Combustion Instrumentation and

Diagnostics – 2001 SAE Int.

[9] Koyanagi K., Oing H., Renner G. and Maly R.R. (1999) - Optimizing Common

Rail Injection by Optical Diagnostics in a Transparent Production Diesel Engines -

SAE Paper n° 1999-01-3646.

[10] Heywood J.B. (1988) - Internal Combustion Engine Fundamentals - Mc Graw-

Hill, NewYork.

[11] Dec J.E. (1997) -A Conceptual Model of D.I. Diesel Combustion Based on Laser

Sheet Imaging. -SAE Paper n° 970873.

26

[12] Suzuki, M., Nishida, K. Hiroyasu, H. (1993) -Simultaneous Concentration

Measurement of Vapor and Liquid in an Evaporating Diesel Spray – SAE Paper No.

930863

[13] Zhang. Y., Yoshizaki T., Nishida K. (2001). Quantitative Measurement of

Droplets and Vapor Concentration Distributions in Diesel Sprays by Processing UV

and Visible Images - SAE Paper: 2001-01-1294.

[14] Espey C. and Dec J. (1998) Chemiluminescence Imaging of Autoignition in A DI

Diesel Engine. SAE Paper n° 982685.

[15] Merola S.S., Vaglieco B.M., Corcione E.F. and Mancaruso E. (2003) - In-

cylinder Combustion Analysis by Flame Emission Spectroscopy of Transparent CR

Diesel Engine. - SAE Paper n° 2003-01-1112.

[16] Merola S.S., Vaglieco B.M. and Mancaruso E. (2003) - Analysis of Combustion

in a Transparent Common Rail Diesel Engine by 2D digital Imaging and Flame

Emission Spectroscopy. - ASME Int. Congress ICES, Salzburg (AU) 17-19 May

2003, n° ICES 2003-01-644.

[17] Corcione E. F., Di Iorio S., Mancaruso E., Merola S. S., Vaglieco B. M. (2004)-

Combustion Diagnostics of a Diesel Engine with Multiple Injection - THIESEL 2004

Conference on Thermo and Fluid Dynamic Processes in Diesel Engines Valencia-

Spain, 7-10 September 2004.

[18] Merola S.S., Vaglieco B.M., D’Anna A., D’Alessio A. (2002) - Spectroscopic

Analysis and Modeling of Particulate Formation In a Diesel Engine -JQRST 73,

pp.443-450

[19] Merola S.S., Vaglieco B.M, Mancaruso E. (2004) - Multiwavelength Ultraviolet

Absorption Spectroscopy of NO and OH Radical Concentration Applied to Diesel

Engine - Experimental Thermal and Fluid Science 28 pp. 357-367.

[20] Merola S. S. and Vaglieco B. M. (2004) -Experimental and Modelling

Characterisation of Nanometric Particles at the Exhaust of Common Rail Diesel

Engine - Int. Journal on Energy for a Clean Environment vol.5, pp.1-14.

[21] Merola S.S., Vaglieco B.M., Zarinchang J. (2003) - Simultaneous Detection of

NOx and Particulate in Exhaust of a CR Diesel Engine by UVVisible Spectroscopy-

SAE Paper n° 2003-01-0786 p. 2020-2029, vol. 112 SAE 2003 Trans Journal of Fuel.

[22] Bosch GmbH data sheet.

[23] Merola S.S., Vaglieco B.M. et al. (2004)-The Diesel Exhaust Aftertreatment

(DEXA) Cluster: A Systematic Approach to Diesel Particulate Emission Control in

Europe - SAE Paper n° 2004-01-0694.

[24] Gaydon AG, (1974) - The spectroscopy of flames - Chapman and Hall, London.

[25] Borghese, A.and Merola, S.S. (1998)– Time Resolved Spectral and Spatial

Description of Laser- Induced Breakdown in Air as a Pulsed, Bright and Broadband

Ultraviolet-Visible Light Source – Applied Optics, V.37 p, 3977-3083.

[26] Astarita M, Corcione E.F., Vaglieco B.M. and Valentino G (1999) - Optical

Diagnostics of Temporal and Spatial Evolution of a Reacting Diesel Fuel Jet. -Comb.

Sci. Tech, vol. 48,1-16.

[27] Merola S.S., Vaglieco B.M., Corcione E.F. and Formisano G. (2002)-Spectral

Analysis of Combustion Process of Common Rail Diesel Engine. SAE Paper n° 2002-

01-1634.

[28] Kerker, M. (1969)- The Scattering of Light and Other Electromagnetic Radiation

– Academic Press, New York.

[29] Chang, H. and Charalampopoulos, T.T. (1990) - Determination of the

wavelength dependence of refractive indices of flame soot - Proc.R.Soc. London A,

430, 577-591.

27

[30] Goldman A. and Gillis J. R. (1981).– Spectral Line Parameters for the A2Σ-Χ2Π

(0,0) Band of OH for Atmospheric and High Temperatures – J. Quant. Spectrosc.

Radiat. Transfer. V.25: 111-135.

[31]Okabe, I. (1978) - Photochemistry of small molecules – Wiley - Interscience

Publications, J. Wiley & Sons ed., New York.

[32] Maunoury B, Duverger T, Mokaddem K and Lacas F (2002) Phenomenological

Analysis of Injection, Autoignition and Combustion in a Small D. I. Diesel Engine

SAE Paper n° 2002-01-1151.

[33] Merola S.S., Vaglieco B.M., Mancaruso E.(2003) - Soot Formation Analysis by

Multiwavelength Spectroscopy in an External Chamber Diesel Engine equipped with

a CR Injection System- SAE Paper n°2003-01-1111.

[34] Nagle J., Strickland-Constable R. F. (1962)-Fifth Carbon Conference - vol. 1, p.

154, Pergamon,Oxford.

[35] Corcione E. F., Merola S.S., Vaglieco B. M. (2002) - Evaluation of Temporal

and Spatial Distribution of Nanometric Particles in a Diesel Engine By Broadband

Optical Techniques” Int. Journal of Engine Research, Vol.3-No2.

[36] Miller, J.A., Bowmann, C.T. (1985) -Mechanism and Modeling of Nitrogen

Chemistry in Combustion - Prog. Energy Combust. Sci., 15, 287 –338.

[37] Kidoguchi Y., Miwa K., Mohammadi A. (2001) - Reduction Mechanism of NOx

in Rich and High Turbulence Diesel Combustion - The Fifth International Symposium

on Diagnostic and Modeling of Combustion in Internal Combustion Engine, Comodia

2001, Nagoya, Japan, July 1-4, pp.108-114.

[38] Aoyagi, Y., Kamimoto, T., Matsui, Y.,Matsuoka, S. (1980) - A Gas Sampling

Study on the Formation Processes of Soot and NO in DI Diesel Engine - SAE

Transaction, 89 (sec. 2), 1175 - 1189, paper n° 800254.

[39] Alatas, B., Pinson, J.A., Litzinger, T.A., Santavicca, D.A. (1993) - A Study of

NO and Soot Evolution in a DI Diesel Engine via Planar Imaging - SAE Transactions,

102 (sec. 3), 1463 - 1473 paper n° 930973.

[40] Dec, J.E. and Cannan, R.E. (1998) – PLIF Imaging of NO Formation in a DI

Diesel Engine - SAE, 79 - 105, paper n°980147.