[article] in Transactions of the ASME . Journal of dynamic systems, measurement, and control > Vol. 127, N° 3 (Septembre 2005) . - 374-381 p. | Titre : | Dynamic Modeling of Residual-Affected Homogeneous Charge Compression Ignition Engines with Variable Valve Actuation | | Titre original : | Modèle Dynamique des Moteurs Homogènes Affectés d'Allumage Spontané de Charge de Résiduel avec la Mise en Action Variable de Valve | | Type de document : | texte imprimé | | Auteurs : | Shaver, Gregory. M., Auteur ; Edwards, Christopher F. ; Caton, Patrick A. ; Roelle, Matthew, J. ; Gerdes, J. Christian, Auteur | | Article en page(s) : | 374-381 p. | | Note générale : | Génie Mécanique | | Langues : | Anglais (eng) | | Mots-clés : | Allumage spontané homogène Moteur à combustion Controleur Cinétique chimique Masse de commande Echappement Propane | | Index. décimale : | 620.1/389 | | Résumé : | One practical method for achieving homogeneous charge compression ignition (HCCI) in internal combustion engines is to modulate the valve to trup or reinduct exhaust gases, increasing the energy of the charge, and enabling autoignition. Controlling combustion phacing with valve modulation can be challenging, however, since any controller must operate through the chemical kinetics of HCCI and account for the cycle to cycle dynamics arising from the retained exhaust gas. This paper presents a simple model of the overall HCCI process that captures these fondamental aspects. The model uses and integrated Arrhenius rate expression to capture the importance of species concentrations and temperature on the ignition process and predict the start of combustion. The cycle to cycle dynamics, in turn, develop through mass exchange between a control volume representing the cylinderand a control mass modeling the exhaust manifold. Despite its simplicity, the model predicts combustion phasing, pressure evolution and work output for propane combustion experiments at levels of fidelity comparable to more complex representations. Transient responses to valve timing changes are also captured and, with minor modification, the model can, in principle, be extended to handle a variety of fuels.
Une méthode pratique pour réaliser l'allumage spontané homogène de charge (HCCI) dans des moteurs à combustion interne est de moduler la valve aux gaz d'échappement de trup ou de reinduct, augmentant l'énergie de la charge, et permettant l'auto-allumage. La combustion de contrôle phacing avec la modulation de valve peut être provocante, cependant, puisque n'importe quel contrôleur doit fonctionner par la cinétique chimique de HCCI et expliquer le cycle pour faire un cycle la dynamique résultant du gaz d'échappement maintenu. Cet article présente un modèle simple du processus global de HCCI qui capture ces aspects fondamental. Les utilisations de modèle et l'expression intégrée de taux d'Arrhenius de capturer l'importance des concentrations et de la température d'espèces sur le procédé d'allumage et de prévoir le début de la combustion. Le cycle pour faire un cycle la dynamique, à leur tour, se développent par l'échange de masse entre un volume de commande représentant le cylindre et une masse de commande modelant la tubulure d'échappement. En dépit de sa simplicité, le modèle prévoit la combustion mettant en phase, pressurise l'évolution et fonctionne le rendement pour des expériences de combustion de propane aux niveaux de la fidélité comparables à des représentations plus complexes. Des réponses passagères aux changements de synchronisation de valve sont également capturées et, avec la modification mineure, le modèle peut, en principe, être prolongé pour manipuler une variété de carburants. | | En ligne : | greg.shaver@gmail.com, gerdes@stanford.edu, roelle@stanford.edu, caton@stanford. [...] |
[article] Dynamic Modeling of Residual-Affected Homogeneous Charge Compression Ignition Engines with Variable Valve Actuation = Modèle Dynamique des Moteurs Homogènes Affectés d'Allumage Spontané de Charge de Résiduel avec la Mise en Action Variable de Valve [texte imprimé] / Shaver, Gregory. M., Auteur ; Edwards, Christopher F. ; Caton, Patrick A. ; Roelle, Matthew, J. ; Gerdes, J. Christian, Auteur . - 374-381 p. Génie Mécanique Langues : Anglais ( eng) in Transactions of the ASME . Journal of dynamic systems, measurement, and control > Vol. 127, N° 3 (Septembre 2005) . - 374-381 p. | Mots-clés : | Allumage spontané homogène Moteur à combustion Controleur Cinétique chimique Masse de commande Echappement Propane | | Index. décimale : | 620.1/389 | | Résumé : | One practical method for achieving homogeneous charge compression ignition (HCCI) in internal combustion engines is to modulate the valve to trup or reinduct exhaust gases, increasing the energy of the charge, and enabling autoignition. Controlling combustion phacing with valve modulation can be challenging, however, since any controller must operate through the chemical kinetics of HCCI and account for the cycle to cycle dynamics arising from the retained exhaust gas. This paper presents a simple model of the overall HCCI process that captures these fondamental aspects. The model uses and integrated Arrhenius rate expression to capture the importance of species concentrations and temperature on the ignition process and predict the start of combustion. The cycle to cycle dynamics, in turn, develop through mass exchange between a control volume representing the cylinderand a control mass modeling the exhaust manifold. Despite its simplicity, the model predicts combustion phasing, pressure evolution and work output for propane combustion experiments at levels of fidelity comparable to more complex representations. Transient responses to valve timing changes are also captured and, with minor modification, the model can, in principle, be extended to handle a variety of fuels.
Une méthode pratique pour réaliser l'allumage spontané homogène de charge (HCCI) dans des moteurs à combustion interne est de moduler la valve aux gaz d'échappement de trup ou de reinduct, augmentant l'énergie de la charge, et permettant l'auto-allumage. La combustion de contrôle phacing avec la modulation de valve peut être provocante, cependant, puisque n'importe quel contrôleur doit fonctionner par la cinétique chimique de HCCI et expliquer le cycle pour faire un cycle la dynamique résultant du gaz d'échappement maintenu. Cet article présente un modèle simple du processus global de HCCI qui capture ces aspects fondamental. Les utilisations de modèle et l'expression intégrée de taux d'Arrhenius de capturer l'importance des concentrations et de la température d'espèces sur le procédé d'allumage et de prévoir le début de la combustion. Le cycle pour faire un cycle la dynamique, à leur tour, se développent par l'échange de masse entre un volume de commande représentant le cylindre et une masse de commande modelant la tubulure d'échappement. En dépit de sa simplicité, le modèle prévoit la combustion mettant en phase, pressurise l'évolution et fonctionne le rendement pour des expériences de combustion de propane aux niveaux de la fidélité comparables à des représentations plus complexes. Des réponses passagères aux changements de synchronisation de valve sont également capturées et, avec la modification mineure, le modèle peut, en principe, être prolongé pour manipuler une variété de carburants. | | En ligne : | greg.shaver@gmail.com, gerdes@stanford.edu, roelle@stanford.edu, caton@stanford. [...] |
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Affiner la rechercheAn optimal control approach to minimizing entropy generation in an adiabatic internal combustion engine / Kwee-Yan Teh in Transactions of the ASME . Journal of dynamic systems, measurement, and control, Vol. 130 n°4 (Juillet 2008)
