Investigation of fuel injection in the Common Rail system on the unique scientific facility “Injection”



Cite item

Full Text

Abstract

A description of the unique scientific facility “Injection” for experimental investigations of the dynamics development of fuel torches under various conditions of injection into a constant-volume chamber is given. The facility is equipped with the Common Rail fuel systems with adjustable fuel pressure, compressed air supply from the cylinder, scavenging of the constant volume chamber, control of the bench, registration of control pulses, and high-speed video recording of processes inside the chamber. With the help of the controller-synchronizer, the moments of the beginning and the end of the electric pulse of the electromagnetic nozzle were controlled, simultaneous video recording of the Photron FASTCAM SA-X2 color high-speed video camera and the recording of oscillograms on a Tektronix TDS-2014C digital oscilloscope. The duration of the control electric pulse of the nozzle was set from 0,5 ms to 3,0 ms. The pressure in the fuel rail was set from 100 MPa to 165 MPa. The actual moments of the beginning and the end of the fuel injection were determined by the results of the video shooting and counted from its start. The delays of the beginning and the end of injection were determined by comparison the results of video-recording with recording the control electric pulses of fuel nozzle on the oscilloscope. The dynamics of the change in the length and angle of the cone of fuel torches were determined by measuring the contours of the visible parts of the fuel torches on the photorecordings. The delays in the beginning and end of fuel injection were practically 0,3 ms and 1,0 ms, respectively, at all the investigated modes. As a result the duration of the fuel injection process as a rule by 0,7 ms exceeded the duration of the control pulse. At the beginning of injection during 0,5 ms the velocity of the vertices motion of the fuel torches was 35…50 m/s, depending on the pressure, then it decreased to 31…38 m/s. It has been established that when the pressure in the fuel rail increases from 100 MPa to 165 MPa, the angles of cones of fuel torches decrease from 20º…22º to 17,5º…18,5º, that is, on average by 15%.

About the authors

V. G Kamaltdinov

South Ural State University

Email: vkamaltdinov@yandex.ru
Dr.Eng.

V. A Markov

Bauman MSTU

Dr.Eng.

I. O Lysov

South Ural State University

A. E Popov

South Ural State University

Ph.D.

A. E Smoliy

South Ural State University

References

  1. Musculus M.P.B., Miles P.C., Pickett L.M. Conceptual models for partially premixed low-temperature diesel combustion // Progress in Energy and Combustion Science. 2013. P. 246-283.
  2. Seykens X.L.J., Somers L.M.T., Baert R.S.G. Detailed modeling of common rail fuel injection process // MECCA. 2005. № 3(2-3). P. 30-39.
  3. Postrioti L, Buitoni G, Pesce FC, Ciaravino C. Zeuch method-based injection rate analysis of a common-rail system operated with advanced injection strategies // Fuel. 2014. Vol. 128. P. 188-198.
  4. Ульрих С.А., Чертищев В.В., Сеначин П.К. Моделирование геометрических и динамических параметров топливной струи при впрыске в камеру сгорания дизеля на основе эксперимента в бомбе // Известия ВолгГТУ. 2013. № 12(115). С. 64-67.
  5. Еськов А.В., Кирюшин И.И. Использование высокоскоростной цифровой камеры для изучения динамики длины струи распыленного топлива // Вестник ЮГУ. 2014. № 2(33). С. 29-31.
  6. Еськов А.В., Кулманаков С.П., Кирюшин И.И. Динамика яркостных зон топливной струи из видеозаписи // Известия АлтГУ. 2015. № 1(85). С. 26-30.
  7. Brusiani F, Falfari S, Pelloni P. Influence of the Diesel Injector Hole Geometry on the Flow Conditions Emerging from the Nozzle // Energy Procedia. 2014. Vol. 45. P. 749-758.
  8. Luo X, Wang S, de Jager B, Frank W. Cylinder pressurebased combustion control with multi-pulse fuel injection // IFAC-Papers OnLine. 2015. Vol. 48(15). P. 181-186. doi: 10.1016/j.ifacol.2015.10.026.
  9. Herfatmanesh MR, Pin Lu, Mohammadreza AA, Hua Zhao. Experimental investigation into the effects of two-stage injection on fuel injection quantity, combustion and emissions in a high-speed optical common rail diesel engine // Fuel. 2013. Vol. 109. P. 137-147.
  10. Klein-Douwel RJH, Frijters PJM, Somers LMT, de Boer WA, Baert RSG. Macroscopic diesel fuel spray shadowgraphy using high speed digital imaging in a high-pressure cell // Fuel. 2007. Vol. 86(12-13). P. 1994-2007.
  11. Wang Z, Xu H, Jiang C, Wyszynski ML. Experimental study on microscopic and macroscopic characteristics of diesel spray with split injection // Fuel. 2016. Vol. 174. P. 140-152.
  12. Eagle WE, Morris SB, Wooldridge MS. High-speed imaging of transient diesel spray behavior during high-pressure injection of a multi-hole fuel injector // Fuel. 2014. Vol. 116. P. 299-309.
  13. Впрыск: уникальная научная установка. Режим доступа: https://sites.susu.ru/inject/.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2018 Kamaltdinov V.G., Markov V.A., Lysov I.O., Popov A.E., Smoliy A.E.

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».