Nồng độ các chất ô nhiễm trong khí xả phụ thuộc vào đặc điểm động cơ cũng như các thông số vận hành. Mặc dù, động cơ diesel có hiệu suất cao hơn động cơ đánh lửa cưỡng bức nhưng do quá trình cháy khuếch tán và làm việc với hệ số dư lượng không khí cao, trong sản phẩm cháy có chứa PM, PM và NOx, những chất ô nhiễm như CO, HC mà việc xử lí nó trên đường xả ngày nay vẫn còn nhiều vướng mắc về mặt kĩ thuật. Vấn đề cải tiến kết cấu nhằm hạn chế sự hòa trộn giữa khí cháy và khí chưa cháy, đặc biệt đối với động cơ dùng bộ chế hòa khí, nhưng vẫn không tránh khỏi sự thất thoát một bộ phận khí mới làm tăng sự phát sinh HC, CO và làm giảm tính năng kinh tế kĩ thuật của động cơ hai kì. Thêm vào đó, khi làm việc ở tải cục bộ, dạng động cơ này dễ làm tăng HC và CO. Một trong các giải pháp làm giảm tổn thất nhiên liệu trong quá trình quét khí là làm thay đổi sự phân bố độ đậm đặc của hỗn hợp nhiên liệu không khí trong xy lanh. Một giải pháp khác có hiệu quả hơn là phun nhiên liệu vào buồng cháy một khi cửa thải đã đóng, hoặc một giải pháp tiết kiệm hơn là phun nhiên liệu bằng không khí ở áp suất cao trích ra trong giai đoạn nén.
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ GIAO THÔNG VẬN TẢI TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI TP.HCM - oOo BÙI ĐỨC THẢO NGHIÊN CỨU CẢI THIỆN QUÁ TRÌNH CHÁY CỦA ĐỘNG CƠ DIESEL Ở NHIỆT ĐỘ THẤP NHẰM GIẢM PHÁT THẢI Ô NHIỄM NOX VÀ PM LUẬN ÁN THẠC SỸ KỸ THUẬT Thành phố Hồ Chí Minh, tháng năm 2020 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ GIAO THÔNG VẬN TẢI TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI TP.HCM - oOo BÙI ĐỨC THẢO NGHIÊN CỨU CẢI THIỆN QUÁ TRÌNH CHÁY CỦA ĐỘNG CƠ DIESEL Ở NHIỆT ĐỘ THẤP NHẰM GIẢM PHÁT THẢI Ô NHIỄM NOX VÀ PM CHUYÊN NGÀNH: KỸ THUẬT CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC Mã số: 8520116 LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC PGS TS HOÀNG ANH TUẤN TP.HCM – 8/2020 LUẬN VĂN ĐƯỢC HỒN THÀNH TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THƠNG VẬN TẢI THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH Cán hướng dẫn khoa học : PGS.TS HOÀNG ANH TUẤN Cán chấm nhận xét : PGS.TS Lê Hữu Sơn Cán chấm nhận xét : PGS.TS Phan Văn Quân Luận văn thạc sĩ bảo vệ Trường Đại học Giao thông vận tải Tp HCM ngày 28 tháng năm 2020 Thành phần Hội đồng đánh giá luận văn thạc sĩ gồm: (Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị Hội đồng chấm bảo vệ luận văn thạc sĩ) TS Lê Văn Vang PGS.TSKH Đỗ Đức Lưu PGS.TS Đặng Xuân Kiên PGS.TS Lê Hữu Sơn PGS.TS Phan Văn Quân Chủ tịch Hội đồng; Ủy viên, phản biện; Ủy viên, phản biện; Ủy viên Ủy viên, thư ký; Xác nhận Chủ tịch Hội đồng đánh giá luận văn Trưởng Khoa quản lý chuyên ngành sau luận văn sửa chữa CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG VIỆN HÀNG HẢI TS Lê Văn Vang TS Lê Văn Vang MỤC LỤC DANH MỤC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ IV DANH MỤC BẢNG BIỂU VI TÓM TẮT LUẬN VĂN VII TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI VII MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI VIII ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU VIII PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU VIII CƠ SỞ KHOA HỌC VÀ Ý NGHĨA THỰC TIỂN CỦA LUẬN VĂN IX CHƯƠNG TỔNG QUAN 1.1 TỔNG QUAN VỀ PHÁT THẢI CỦA ĐỘNG CƠ DIESEL TRUYỀN THỐNG 1.1.1 Phát thải SOx 1.1.2 Phát thải CO2 1.1.3 Phát thải CO 1.1.4 Phát thải HC 1.1.5 Phát thải NOx 1.1.6 Các hạt rắn 1.2 TỔNG QUAN VỀ CÁC GIẢI PHÁP GIẢM PHÁT THẢI NOX VÀ PM CỦA ĐỘNG CƠ DIESEL TRUYỀN THỐNG 1.2.1 Những phương hướng để giảm nhiễm khí thải động đốt 1.2.2 Các biện pháp kết cấu làm giảm khí thải nhiễm 1.3 TỔNG QUAN VỀ TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU TRÊN THẾ GIỚI VÀ VIỆT NAM VỀ QUÁ TRÌNH CHÁY NHIỆT ĐỘ THẤP 13 CHƯƠNG CƠ SỞ LÝ THUYẾT 19 2.1 CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ QUÁ TRÌNH HÌNH THÀNH PHÁT THẢI NOX VÀ PM 19 i 2.1.1 Phát thải NOx 19 2.2.2 Phát thải PM 22 2.2 CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ QUÁ TRÌNH CHÁY NHIỆT ĐỘ THẤP VÀ ẢNH HƯỞNG CỦA NÓ ĐẾN ĐẶC TÍNH CHÁY VÀ PHÁT THẢI CỦA ĐỘNG CƠ DIESEL 33 2.2.1 Mơ hình đốt cháy khái niệm 33 2.2.2 Đặc tính cháy tỏa nhiệt diesel PPCI 41 2.2.3 Quá trình cháy PPCI 46 2.2.4 Sự phân tầng nhiệt nhiên liệu PPCI 49 2.3 ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP ĐIỀU KHIỂN QUÁ TRÌNH CHÁY NHIỆT ĐỘ THẤP ĐỐI VỚI ĐỘNG CƠ DIESEL 57 2.3.1 Phun mồi 60 2.3.2 Phun bổ sung 62 2.3.3 Phun muộn 63 2.3.4 Phun nhiều giai đoạn 64 CHƯƠNG NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM 67 3.1 ĐẶT VẤN ĐỀ 67 3.1.1 Mục tiêu thử nghiệm 67 3.1.2 Đối tượng phạm vi thử nghiệm 67 3.1.3 Điều kiện thử nghiệm 67 3.2 TRANG THIẾT BỊ THỬ NGHIỆM 68 3.2.1 Động thiết bị đo 68 3.2.2 Thiết bị đo nhiên liệu 70 3.2.3 Tiến trình thử nghiệm 71 3.3 KẾT QUẢ MÔ PHỎNG VÀ THẢO LUẬN 71 3.3.1 Đánh giá đặc tính cơng suất suất tiêu hao nhiên liệu 71 ii 3.3.2 Đánh giá đặc tính cháy động chế độ cháy nhiệt độ thấp 73 3.3.3 Đánh giá phát thải động chế độ cháy nhiệt độ thấp 78 KẾT LUẬN- KIẾN NGHỊ 81 TÀI LIỆU THAM KHẢO 83 iii DANH MỤC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ Hình 1.1 Sơ đồ kết cấu hồi lưu khí xả Hình Sơ đồ ngun lí hệ thống hồi lưu khí xả động Diesel[15] Hình Xử lý khí thải phương pháp nhiệt [18] 10 Hình Sơ đồ nguyên lý SNCR[20] 11 Hình Xử lý khí thải vật liệu nano[22] 13 Hình Sự hình thành muội than NOx mặt phẳng Φ -T với vùng quan tâm đơn giản hóa [13] 16 Hình Đồ thị Φ-T khu vực đơn giản hóa nơi xảy q trình đốt cháy diesel PCCI thông thường [14] 17 Hình Nhiệt độ ghi lại điều kiện Φ T trường hợp khói cao thấp khối lượng nhiên liệu đốt cháy từ 20% (trên cùng) đến 80% (dưới cùng)[13] 19 Hình (a) Minh họa trình hình thành NOx bồ hóng q trình đốt diesel động CI [21,27]; (b) Vùng vận hành LTC đồ φ-T [28, 29, 30, 31] 36 Hình 2 Mơ hình khái niệm trình đốt cháy diesel DI phần q trình cháy có kiểm sốt hồ trộn [38] [39]) (a) Sơ đồ trình tự thời gian giai đoạn đầu q trình cháy có kiểm sốt hịa trộn (b) q trình cháy gần ổn định tia phun q trình cháy kiểm sốt hịa trộn 40 Hình Mơ hình khái niệm cho trình đốt cháy nhiệt độ thấp (PCCI) có phun sớm [40] 41 Hình Sự thay đổi HRR cho PPCI phun trực tiếp sớm muộn so với diesel thông thường 42 Hình Trạng thái đánh lửa n-heptane pha khí (a) phun sớm (ban đầu 45 Hình Mơ hình khái niệm cho q trình đốt cháy diesel thơng thường LTC (EGR pha loãng) cho động hạng nặng [34] 47 Hình Sự biến đổi khí thải NOx bồ hóng với EGR bar IMEP cho (a) CR = 12.4 (b) CR = 17.1 [43] 48 iv Hình Phương pháp LTC động CI tiên tiến sử dụng xăng dầu diesel dựa mức độ phân tầng xi lanh [44] 51 Hình Phương pháp phun nhiên liệu GDCI [47] (b) Sự biến đổi pha đốt cháy, COV IMEP ISNOx chức thời điểm phun cuối mức EGR trung bình [46] 52 Hình 10 Tối đa PRR, CA10 CA50 so với thời gian DI động PPCI [48] 55 Hình 11 Tốc độ giải phóng nhiệt cho phun đơn, đơi ba đốt cháy PPC [50] 56 Hình 12 Tên gọi quy ước giai đoạn phun 59 Hình 13 Tác dụng giai đoạn phun [1] 59 Hình 14 Ảnh hưởng phun mồi đến thời gian cháy trễ tốc độ tăng áp suất động [5] 61 Hình 15 Ảnh hưởng phun bổ sung đến hiệu suất mức phát thải [6] 62 Hình 16 Quy luật phun giai đoạn phun giai đoạn [4] 65 Hình 17 So sánh áp suất cháy tốc độ tỏa nhiệt phun giai đoạn PCNGĐ [4] 66 Hình Sơ đồ bố trí động thử nghiệm 68 Hình Ảnh hưởng thành phần nhiên liệu đến diễn biến áp suất tốc độ tỏa nhiệt xylanh 75 Hình 3 Diễn biến tốc độ tăng áp suất trung bình xylanh (MPRR) 77 Hình Hiệu suất nhiệt thị 78 Hình Phát thải NOx với tỷ lệ sử dụng xăng khác 79 Hình Phát thải PM với tỉ lệ dùng xăng khác 80 v DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng Điều kiện hoạt động 68 Bảng Thông số kỹ thuật động 69 Bảng 3 Thông số kim phun xăng điện tử 69 Bảng Thơng số vịi phun diesel common rail 70 Bảng Công suất động đặc tính ngồi động diesel chuyển đổi sang PCCI chế độ E-HPCC L-HPCC với mức độ sử dụng EGR khác 100% tải 71 Bảng Suất tiêu hao nhiên liệu động đặc tính động diesel chuyển đổi sang PCCI chế độ E-HPCC L-HPCC với mức độ sử dụng EGR khác 100% tải 73 vi TĨM TẮT LUẬN VĂN Tính cấp thiết đề tài Nồng độ chất nhiễm khí xả phụ thuộc vào đặc điểm động thơng số vận hành Mặc dù, động diesel có hiệu suất cao động đánh lửa cưỡng trình cháy khuếch tán làm việc với hệ số dư lượng khơng khí cao, sản phẩm cháy có chứa PM, PM NOx, chất nhiễm CO, HC mà việc xử lí đường xả ngày nhiều vướng mắc mặt kĩ thuật Vấn đề cải tiến kết cấu nhằm hạn chế hịa trộn khí cháy khí chưa cháy, đặc biệt động dùng chế hịa khí, khơng tránh khỏi thất phận khí làm tăng phát sinh HC, CO làm giảm tính kinh tế kĩ thuật động hai kì Thêm vào đó, làm việc tải cục bộ, dạng động dễ làm tăng HC CO Một giải pháp làm giảm tổn thất nhiên liệu q trình qt khí làm thay đổi phân bố độ đậm đặc hỗn hợp nhiên liệu không khí xy lanh Một giải pháp khác có hiệu phun nhiên liệu vào buồng cháy cửa thải đóng, giải pháp tiết kiệm phun nhiên liệu khơng khí áp suất cao trích giai đoạn nén Hiện nay, loại động phát triển nhằm mục đích tăng cơng suất, giảm phát thải suất tiêu hao nhiên liệu Để khắc phục hạn chế đồng thời giữ ưu động nay, nhiều nhà nghiên cứu giới quan tâm đến giải pháp tổng thể phát triển động hình thành hỗn hợp hai giai đoạn, cháy nén điều khiển trình cháy nhiệt độ thấp Động cháy nén hình thành hỗn hợp hai giai đoạn, phần nhiên liệu phun đường nạp phần lại phun trực tiếp xi lanh, mang ưu điểm động xăng (nhiên liệu hòa trộn tốt với khơng khí) động diesel (cháy nén) Đồng thời điều khiển thời điểm cháy hỗn hợp động làm việc ổn định, liên tục nhờ phun nhiên liệu lần thứ hai trực tiếp buồng cháy Phương pháp hình thành hỗn hợp khái niệm cháy vii tốc độ tỏa nhiệt nhiệt độ cao (HTHR) hình thành từ trình cháy xăng, nên đạt giá trị áp suất xi lanh tốc độ giải phóng nhiệt cực đại xylanh Theo diễn biến trình đốt cháy nhiên liệu nhiệt độ xi lanh trước đây, quy trình cháy hai giai đoạn điển hình chế độ L-HPCC, HTHR đạt cực đại lần đầu đốt cháy nhiên liệu diesel phun vào buồng cháy, sau tiếp tục hòa trộn với phần hỗn hợp xăng / khơng khí; HTHR đạt cực đại lần đốt cháy hỗn hợp xăng hòa trộn sẵn lại Do đó, thay đổi diễn biến tốc độ tỏa nhiệt thay đổi theo thành phần nhiên liệu khác Trong chế độ LTC, rõ ràng diễn biến tốc độ tỏa nhiệt trở nên ngắn cao hơn, đốt cháy trộn sẵn nhiều độ bay số octan xăng cao (độ trễ đánh lửa dài hơn) hỗn hợp nhiên liệu xăng diesel 74 Hình Ảnh hưởng thành phần nhiên liệu đến diễn biến áp suất tốc độ tỏa nhiệt xylanh 3.3.2.2 Tốc độ tăng áp suất cực đại trung bình Các giá trị tốc độ tăng áp suất cực đại (MPRR) thể Hình 3.3 Dựa kết mơ phỏng, trình đốt chế độ HPCC chứa xảy phản ứng phân tầng diesel xăng, đó, giá trị MPRR hợp lý, ngoại trừ điểm 75 kiểm tra trường hợp tỷ lệ xăng 90% chế độ L- HPCC với tỷ lệ EGR thấp Với gia tăng EGR, thời gian phun diesel EHPCC giảm dần để giữ cố định CA50, đó, phân tầng nhiên liệu làm giảm MPRR Ngược lại, EGR cao tạo điều kiện thuận lợi việc phân tầng diesel xăng chế độ L-HPCC Do đó, tốc độ giải phóng nhiệt đạt cực đại kép đạt cách dễ dàng dẫn tới giảm MPRR Tuy nhiên, MPRR dường biến động với EGR tỷ lệ sử dụng xăng thấp hai chế độ HPCC Theo mô tả nghiên cứu [30], phân tầng nhiên liệu chế độ LTC làm tăng nhanh tốc độ giải phóng nhiệt kéo MPRR lên cao phản ứng cháy xăng dầu diesel diễn vùng giàu nhiên liệu Hơn nữa, MPRR tăng rõ rệt tỷ lệ xăng EGR cao trình nạp trộn trước chiếm ưu Đối với khái niệm đốt nhiên liệu kép, với MPRR, yếu tố hạn chế khác độ ổn định động [41] Như thấy Hình 7.9, hỗn hợp trộn trước xăng / khơng khí, giá trị CoV áp suất thị trung bình xylanh (IMEP) hai chế độ HPCC cao so với LTC, thấp 5% 76 Hình 3 Diễn biến tốc độ tăng áp suất trung bình xylanh (MPRR) 3.3.2.3 Hiệu suất nhiệt Hiệu suất nhiệt thị thể Hình 3.4 Với góc phun 50 độ GQTK cố định, thành phần nhiên liệu có ảnh hưởng khơng đáng kể đến hiệu suất nhiệt thị: chế độ E-HPCC, có điểm thử nghiệm với trường hợp sử dụng 60% xăng cho giá trị tương đối thấp thời gian phun diesel sớm nhất; trường hợp sử dụng 90% xăng L-HPCC cho thấy giá trị hiệu suất nhiệt cao chút so với trường hợp khác Tuy nhiên, hiệu suất nhiệt thị giảm nhẹ chế độ LTC gia tăng tỷ lệ xăng, truyền nhiệt q trình giải phóng nhiệt diễn nhanh 77 Hình Hiệu suất nhiệt thị 3.3.3 Đánh giá phát thải động chế độ cháy nhiệt độ thấp 3.3.3.1 Phát thải NOx Phát thải NOX với tỷ lệ xăng khác thể Hình 3.4 Rõ ràng, với tỷ lệ sử dụng xăng cao dẫn đến cháy tốt nhiệt độ khí đốt cao hơn, gây tăng nhẹ lượng phát thải NO X cho ba chế độ [43] Do hỗn hợp nghèo nhiên liệu, lượng phát thải NOX E-HPCC xấp xỉ khoảng 0,4 g / kWh, đó, L-HPCC LTC phụ thuộc nhiều vào EGR thông qua phân tầng hỗn hợp Như biết, phát thải NOX cực thấp đạt với nhiệt độ đốt cháy thấp việc sử dụng EGR với tỷ lệ lớn, tỷ lệ xăng cao đạt tỷ lệ EGR đủ lớn để giảm NOX đáng kể giới hạn khả bắt lửa Thay vào đó, khả đốt cháy nhiên liệu tổng thể cải thiện 78 việc bổ sung nhiên liệu diesel, dẫn tới tăng tỷ lệ EGR để giảm lượng khí thải NOX xuống mức thấp Đối với L-HPCC LTC, tỷ lệ xăng giảm từ 90% xuống 70%, tỷ lệ EGR tương ứng tăng từ 38,7% 29,2% lên 47,3% 40,2%; kết lượng phát thải NOX tối thiểu giảm từ 0,5 g / kWh 4,12 g / kWh xuống 0,13 g / kWh 0,6 g / kWh tương ứng Hình Phát thải NOx với tỷ lệ sử dụng xăng khác 3.3.3.2 Phát thải PM Kết thực nghiệm phát thải PM thể Hình 3.5 E-HPCC có lượng phát thải PM thấp tỷ lệ EGR nào, kết trực tiếp hỗn hợp nghèo nhiên liệu; phạm vi hoạt động EGR, việc tăng tỷ lệ xăng làm giảm lượng khí thải PM chút Tuy nhiên, chế độ L-HPCC, lượng PM đạt mức độ cực đại khoảng 45% EGR tỷ lệ sử dụng xăng không cao (Rg = 60%) Điều phân tầng nhiên liệu gây chùm tia phun diesel tạo khu vực giàu nhiên liệu cục bộ, chúng thúc đẩy trình hình thành PM 79 Khi tỷ lệ xăng vượt mức định (80%), lượng phát thải PM giảm đến mức thấp (có thể coi khơng đáng kể) Do đó, giả định lượng phát thải PM đạt mức cao sử dụng nhiều nhiên liệu diesel cho hai chế độ HPCC, cụ thể tận dụng lợi hòa trộn trước đường nạp, đặc biệt trường hợp L-HPCC Phát thải PM LTC tuân theo quy luật với tỷ lệ xăng tăng, thành phần nhiên liệu ảnh hưởng đến giá trị phát thải Hình Phát thải PM với tỉ lệ dùng xăng khác 80 KẾT LUẬN- KIẾN NGHỊ Để khắc phục hạn chế cơng suất thấp kiểm sốt q trình cháy động HCCI, chế độ đốt hỗn hợp trộn trước phần nén động diesel (PPCI) tìm hiểu nghiên cứu nguyên lý hoạt động Nghiên cứu làm sáng tỏ cở sở lý thuyết trình nhiệt động học truyền nhiệt động PCCI Đã xây dựng thành cơng mơ hình mơ để tính tốn q trình cấp khí, q trình cháy tính tốn thiết kế hệ thống hịa trộn cấp xăng đường nạp động diesel để làm sở áp dụng thực động nghiên cứu thực nghiệm Kết nghiên cứu thực nghiệm động cho thấy: Tốc độ cháy lưỡng nhiên liệu diesel/xăng phụ thuộc vào lượng phun diesel tối thiểu để làm lửa mồi đánh lửa động Do động diesel tàu thủy cỡ nhỏ, tốc độ động giữ nguyên sử dụng lưỡng nhiên liệu diesel/xăng phải tăng góc phun sớm để đảm bảo công thị tối ưu Khi tăng lưu lượng nhiên liệu xăng phát thải NOx giảm phát thải CO, CO2 có xu hướng tăng lên, phát thải HC soot có xu hướng giảm chế độ tải vừa nhỏ, chế độ tải lớn HC có xu hướng tăng Hỗn hợp hòa trộn E-HPCC đồng nồng độ tốc độ phản ứng, mức độ tham gia xăng khác nhau, có phân tầng hỗn hợp L-HPCC LTC Do khác biệt phân bố hỗn hợp nạp trước xi lanh, trình cháy xảy khu vực trung tâm buồng đốt khu vực gần với vách đỉnh piston hai chế độ HPCC LTC tương ứng, sau lửa lan sang vùng ngoại vi Trong hai chế độ HPCC, tốc độ tỏa nhiệt gia tăng tương đối xác định hiệu ứng oxy hóa gốc OH sinh từ phản ứng cháy nhiệt độ thấp nhiên liệu diesel phản ứng phân tầng hỗn hợp diesel xăng; điều cho 81 tốc độ tăng áp suất cực đại (MPRR) vừa phải, động bị cường hóa Sự phân tầng nhiên liệu chế độ LTC dẫn đến tốc độ giải phóng nhiệt nhanh MPRR cao phản ứng cháy xăng dầu diesel diễn vùng giàu nhiên liệu Kết thực nghiệm cho thấy sử dụng chế độ E-HPCC phát thải NOX soot giảm, lẽ trình cháy diễn vùng với tỷ lệ tương đương nhiệt độ buồng đốt không cao So với LTC, hai chế độ HPCC tạo nhiều sản phẩm cháy khơng hồn tồn hiệu suất cháy thấp hơn, nhiên cải thiện cách tăng tỷ lệ xăng tham gia 82 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Prosperetti A, Lezzi A (1986), Bubble Dynamics in a Compressible Liquid Part First-Order Theory J Fluid Mech, vol 168, pp 457–478 [2] Rayleigh Lord FRS (1878) On the Stability of Liquid Jets, Proc of the Royal Society London [3] N Ashgriz Editor, Handbook of Atomization and Sprays Theory and Applications (2011),University of Toronto Dept Mechanical & Industrial Engineering King’s College Road M5S 3G8 Toronto Ontario,Canada [4] C.Baumgarten, Mixture Formation in Internal Combustion Engine, Series Editor: D.Mewes and F.Mayinger, Heat and Mass Transfer [5] Wierzba A (1993), Deformation and Breakup of Liquid Drops in a Gas Stream at Nearly Critical Weber Numbers Experiments in Fluids, vol 9, pp 59– 64 [6] Hwang SS, Liu Z, Reitz RD (1996), Breakup Mechanisms and Drag Coefficients of High-Speed Vaporizing Liquid Drops Atomization and Sprays, vol 6, pp 353–376 [7] Krzeczkowski SA (1980), Measurement of Liquid Droplet Disintegration Mechanisms Int J Multiphase Flow, vol 6, pp 227–239 [8] Lefebvre AH (1989), Atomization and Sprays, Hemisphere Publishing Corporation, New York, Washington, Philadelphia, London [9] Liyan Feng, Wuqiang Long, Wenpi Feng, Research On Match of SwirlChamber and Conical Spray in Indirect Injection Engine, engineering Applications of Computational Fluid Mechanics Vol.7, No.2,pp 272-281 (2013) [10] M Zellat, Th Rolland and F Poplow Renault Direction de la Recherche, Three Dimensional Modeling of Combustion and Soot Formation in an Indirect Injection Diesel Engine SAE- paper 900254 [11] PGS.TSKH Bùi Văn Ga, “Quá trình cháy động đốt trong”, Nhà xuất khoa học kỹ thuật Hà Nội, 2002 83 [12] John B Heywood: “Internal Combustion Engine Fundamentals”, McGrawHill Book Company, New York, 1988 [13] K Akihama, Y Takatori, K Inagaki, S Sasaki and A Dean Mechanism of the Smokeless Rich Diesel Combustion by Reducing Temperature SAE Paper 2001-01-0655 Society of Automotive Engineers, 2001 [14] A Helmantel Reduction of NOx Emissions from a Light Duty DI Diesel Engine in Medium Load Conditions with High EGR Rates SAE Paper 200801-0643 Society of Automotive Engineers, 2008 [15] J E Dec Advanced compression-ignition engines understanding the incylinder processes Proceedings of the Combustion Institute, 32 (2) 27272742, 2009 [16] T J Jacobs, S V Bohac, D N Assanis and P G Szymkowicz Lean and Rich Premixed Compression Ignition Combustion in a Light-Duty Diesel Engine SAE Paper 2005-01-0166 Society of Automotive Engineers, 2005 [17] S Kimura, O Aoki, Y Kitahara and E Aiyoshizawa Ultra-Clean Combustion Technology Combining a Low-Temperature and Premixed Combustion Concept for Meeting Future Emission Standards SAE Paper 2001-01-0200 Society of Automotive Engineers, 2001 [18] S Kimura, H Ogawa, Y Matsui and Y Enomoto An Experimental Analysis of Low-Temperature and Premixed Combustion for Simultaneous Reduction of NOx and Particulate Emissions in Direct Injection Diesel Engines International Journal of Engine Research, (4) 249-259, 2002 [19] F Tao, Y Liu, B H RempelEwert, D E Foster, R D Reitz, D Choi and P C Miles Modelling the Effects of EGR and Injection Pressure on Soot References B Keeler 119 University of Nottingham Formation in a High-Speed Direct-Injection (HSDI) Diesel Engine Using a Multi-Step Phenomenological Soot Model SAE Paper 2005-01-0121 Society of Automotive Engineers, 2005 84 [20] B Keeler and P J Shayler Constraints on Fuel Injection and EGR Strategies for Diesel PCCI-Type Combustion SAE Paper 2008-01-1327 Society of Automotive Engineers, 2008 [21] Dec JE (1997) A conceptual model of DI diesel combustion based on lasersheet imaging (No 970873) SAE technical paper [22] Dec JE, Canaan RE (1998) PLIF imaging of NO formation in a DI diesel engine (No 980147) SAE technical paper [23] Som S, Aggarwal S (2009) Modeling diesel spray flame lift-off using detailed chemistry and a new primary breakup model In: 47th AIAA aerospace sciences meeting including the new horizons forum and aerospace exposition, p 666 [24] Pickett LM, Siebers DL (2006) Soot formation in diesel fuel jets near the liftoff length Int J Eng Res 7(2):103–130 [25] Pickett LM, Siebers DL, Idicheria CA (2005) Relationship between ignition processes and the lift-off length of diesel fuel jets (No 2005-01-3843) SAE technical paper [26] Chartier C, Aronsson U, Andersson O, Egnell R, Collin R, Seyfried H et al (2009) Analysis of smokeless spray combustion in a heavy-duty diesel engine by combined simultaneous optical diagnostics (No 2009-01-1353) SAE technical paper [27] Lewander M (2011) Characterization and control of multi-cylinder partially premixed combustion PhD thesis, Lund University ISBN 978-91-7473-148-4 [28] Dec JE (2009) Advanced compression-ignition engines—understanding the incylinder processes Proc Combust Inst 32(2):2727–2742 [29] Dempsey AB, Curran SJ, Wagner RM (2016) A perspective on the range of gasoline compression ignition combustion strategies for high engine efficiency and low NOx and soot emissions: effects of in-cylinder fuel stratification Int J Engine Res 17(8):897–917 [30] Kitamura T, Ito T, Senda J, Fujimoto H (2002) Mechanism of smokeless diesel combustion with oxygenated fuels based on the dependence of the equivalence 85 ration and temperature on soot particle formation Int J Engine Res 3(4):223– 248 [31] Kim D, Ekoto I, Colban WF, Miles PC (2008) In-cylinder CO and UHC imaging in a lightduty diesel engine during PPCI low-temperature combustion SAE Int J Fuels Lubr 1:933–956 (2008-01-1602) [32] Akihama K, Takatori Y, Inagaki K, Sasaki S, Dean AM (2001) Mechanism of the smokeless rich diesel combustion by reducing temperature (No 2001-010655) SAE technical paper [33] Dec JE (2009) Advanced compression-ignition engines—understanding the incylinder processes Proc Combust Inst 32(2):2727–2742 [34] Musculus MP, Miles PC, Pickett LM (2013) Conceptual models for partially premixed low-temperature diesel combustion Prog Energy Combust Sci 39(2):246–283 [35] Dobbins RA (2002) Soot inception temperature and the carbonization rate of precursor particles Combust Flame 130(3):204–214 [36] Huestis E, Erickson PA, Musculus MP (2007) In-cylinder and exhaust soot in low-temperature combustion using a wide-range of EGR in a heavy-duty diesel engine (No 2007-01-4017) SAE technical pa Colban WF, Miles PC, Oh S (2007) [37] Effect of intake pressure on performance and emissions in an automotive diesel engine operating in low temperature combustion regimes (No 2007- 01-4063) SAE technical paperper [38] Erlandsson O (2002) Early Swedish hot-bulb engines-efficiency and performance compared to contemporary gasoline and diesel engines (No 200201-0115) SAE technical paper [39] Gussak LA, Turkish MC, Siegla DC (1975) High chemical activity of incomplete combustion products and a method of prechamber torch ignition for avalanche activation of combustion in internal combustion engines (No 750890) SAE technical paper 86 [40] M Musculus, J E Dec and L M Pickett In-Cylinder Imaging of Conventional and Advanced, Low-Temperature Diesel Combustion Diesel Engine Emissions Reduction Conference, Chicago, 2005 [41] Singh S, Reitz RD, Musculus MPB, Lachaux T (2007) Validation of engine combustion models against detailed in-cylinder optical diagnostics data for a heavy-duty compressionignition engine Int J Engine Res 8(1):97–126 [42] Genzale CL, Reitz RD, Musculus MP (2008) Effects of piston bowl geometry on mixture development and late-injection low-temperature combustion in a heavy-duty diesel engine SAE Int J Engines 1:913–937 (2008-01-1330) [43] Noehre C, Andersson M, Johansson B, Hultqvist A (2006) Characterization of partially premixed combustion (No 2006-01-3412) SAE technical paper [44] Dempsey AB, Curran SJ, Wagner RM (2016) A perspective on the range of gasoline compression ignition combustion strategies for high engine efficiency and low NO x and soot emissions: effects of in-cylinder fuel stratification Int J Engine Res 17(8):897–917 [45] Manente V, Zander CG, Johansson B, Tunestal P, Cannella W (2010) An advanced internal combustion engine concept for low emissions and high efficiency from idle to max load using gasoline partially premixed combustion (No 2010-01-2198) SAE technical paper [46] Sellnau M, Moore W, Sinnamon J, Hoyer K, Foster M, Husted H (2015) GDCI multi-cylinder engine for high fuel efficiency and low emissions SAE Int J Engines 8:775–790 (2015-010834) [47] Sellnau M, Foster M, Hoyer K, Moore W, Sinnamon J, Husted H (2014) Development of a gasoline direct injection compression ignition (GDCI) engine SAE Int J Engines 7:835–851 (2014-01-1300) [48] Sang W, Cheng WK, Maria A (2014) The nature of heat release in gasoline PPCI engines (No 2014-01-1295) SAE technical paper [49] Chen Y, Wolk B, Mehl M, Cheng WK, Chen JY, Dibble RW (2017) Development of a reduced chemical mechanism targeted for a 5-component 87 gasoline surrogate: a case study on the heat release nature in a GCI engine Combust Flame 178:268–276 [50] Tanov S, Collin R, Johansson B, Tuner M (2014) Combustion stratification with partially premixed combustion, PPC, using NVO and split injection in a LD-diesel engine SAE Int J Engines 7:1911–1919 (2014-01-2677) [51]Manente V (2010) Gasoline partially premixed combustion: an advanced internal combustion engine concept aimed to high efficiency, low emissions and low acoustic noise in the whole load range PhD thesis, Lund University, SE 22100 Lund Sweden ISBN 978-91-628-8144-3 88