A Preliminary Study of Spark-Ignition System for Free-Piston Linear Engine
Email tác giả liên hệ:
trangnv@hcmute.edu.vnDOI:
https://doi.org/10.54644/jte.75A.2023.1281Từ khóa:
Động cơ piston tự do; Động cơ đốt trong; Máy phát tuyến tính; Hệ thống đánh lửa; Hệ thống khởi động.Tóm tắt
Phương tiện giao thông góp phần to lớn vào sự phát triển kinh tế nhanh chóng và mạnh mẽ và các khía cạnh khác của xã hội. Bên cạnh đó, hoạt động của các phương tiện giao thông ảnh hưởng nghiêm trọng đến sức khỏe và môi trường. Vì vậy, việc nghiên cứu các giải pháp nâng cao hiệu quả sử dụng nhiên liệu và bảo vệ môi trường là một trong những vấn đề được chú trọng. Mục tiêu chính của bài báo này là đề xuất một mẫu động cơ tuyến tính piston tự do (FPLE) đánh lửa bằng tia lửa điện. Hệ thống khởi động cơ học được nghiên cứu để khởi động FLPE và kiểm tra một số thông số như áp suất trong xylanh, tốc độ dịch chuyển của piston ... Đánh lửa là một trong những vấn đề quan trọng để khởi động. Do đó, một hệ thống điều khiển để tạo ra tín hiệu đánh lửa tại thời điểm đánh lửa chính xác dựa trên vị trí piston đã được đề xuất. Trong nghiên cứu này, động cơ nguyên mẫu được tiến hành với công suất 1,5kW, đường kính xylanh 34mm và hành trình tối đa có thể là 28mm, sử dụng nhiên liệu là xăng. Nguyên mẫu đã đánh lửa thành công với áp suất tối đa 7,5 Kg / cm2 ở tốc độ khởi động 5Hz và 9,5 Kg / cm2 ở tốc độ 10Hz. Việc nghiên cứu đã hoàn thành những dự định ban đầu như khảo sát lý thuyết, tính toán, xác định mô hình động cơ, cơ cấu khởi động. Kết quả sơ bộ đã khẳng định tính khả thi của việc đề xuất mô hình FPE.
Tải xuống: 0
Tài liệu tham khảo
P. R. Pateras, “Motor compressor apparatus,” US patent 1,657,641, 1928.
R. Mikalsen, A. P. Roskilly, “A review of free-piston engine history and application,” Apply Thermal Engineering 27:2339–52, 2007.
J. L. Mao et al., “Multi-dimensional scavenging analysis of a free-piston linear alternator based on numerical simulation,” Applied Energy, vol. 88, 2011, doi: 10.1016/j.apenergy.2010.10.003.
L. Huang, “An opposed-piston free-piston linear generator development for HEV,” SAE paper 2012-01-1021, 2012.
L. Tunka and A. Polcar, "Effect of Various Ignition Timings on Combustion Process and Performance of Gasoline Engine," Acta Universitatis Agriculturae et Silviculturae Mendelianae Brunensis, vol. 65, no. 2, pp. 545-554, 2017.
B. R. Jia, G. H. Tian, H. H. Feng, Z. X. Zuo, and A. P. Roskilly, “An experimental investigation into the starting process of free-piston engine generator,” Appl. Energy157, pp. 798–804, 2015.
J. Kim, C. Bae, and G. Kim, "Simulation on the effect of the combustion parameters on the piston dynamics and engine performance using the Wiebe function in a free piston engine," Applied Energy, vol. 107, pp. 446-455, 2013.
O. Lim and N. B. Hung, “A study of operating parameters on the linear spark ignition engine”, Applied Energy, pp. 746-760, 2015.
H. Feng et al., “Research on the intermediate process of a free-piston linear generator from cold start-up to stable operation: Numerical model and experimental results,” Energy Convers Manage 2016; 122:153–64.
N. B. Hung and O. T. Lim “A study of a two-stroke free piston linear engine using numerical analysis,” J. Mech. Sci. Technol., vol. 28, pp. 1545–1557, 2014.
Y. Oh and O. T. Lim “A study for generating power on operating parameters of power pack utilizing linear engine,” SAE Technical Paper 2012-32-0061, 2012, https://doi.org/10.4271/2012-32-0061.
J. Kim, C. Bae C, and G. Kim, “Simulation on the effect of the combustion parameters on the piston dynamics and engine performance using the Wiebe function in a free piston engine,” Appl Energy 2013 107:446–55.
M. R. Hanipah, “Development of a spark ignition free-piston engine generator,” Dissertation, Newcastle University, 2015.
B. Jia, G. Tian, H. Feng, Z. Zuo, and A. P. Roskilly “An experimental investigation into the starting process of free-piston engine generator,” Appl Energy 2015; 157: 798–804.
R. Mikalsen and A. P. Roskilly, “The control of a free-piston engine generator. Part 2: Engine dynamics and piston motion control,” Applied Energy, pp. 1281-1287, 2010.
J. B. Heywood, Internal combustion engine fundamentals, McGrawHill Book Company, New York, USA 2018.
J. Fredriksson, M. Bergman, V. Golovitchev, and I. Denbratt “Modeling the effect of injection schedule change on free piston engine operation,” SAE, p. 19, 2006, doi: 10.4271/2006-01-0449.
Y. T. Jiang et al., “Dynamic Simulation of a Two-Stroke Spark Ignition Free Piston Engine Generator,” Applied Mechanics and Materials, pp. 225-230, 2014.
R. Mikalsen, E. Jones, and A. P. Roskilly, “Predictive piston motion control in a free-piston internal combustion engine,” Applied Energy, vol. 87, pp. 1722-1728, 2010.
N. H. Thi et al., “An Investigation on Power Generation Characteristics of Linear Generator Driven by a Free-piston Engine”, in 2021 International Conference on System Science and Engineering (ICSSE), 2021, pp. 495-499.
N. H. Thi et al., “A Preliminary Study of a Two Stroke Free-Piston Engine for Electricity Generation”, in 2020, 5th International Conference on Green Technology and Sustainable Development (GTSD), 2020, pp. 669-672.
Tải xuống
Đã Xuất bản
Cách trích dẫn
Giấy phép
Bản quyền (c) 2023 Tạp chí Khoa học Giáo dục Kỹ Thuật - ĐH SPKT TP.HCM
Tác phẩm này được cấp phép theo Giấy phép quốc tế Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 .
Bản quyền thuộc về JTE.
