Change search
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • harvard1
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf
Optisk undersökning av dieselsprayer från en höghastighetsroterande insprutare
KTH, School of Industrial Engineering and Management (ITM), Machine Design (Dept.).
2007 (Swedish)Independent thesis Advanced level (degree of Master (Two Years)), 20 credits / 30 HE creditsStudent thesisAlternative title
Optical Investigation of Diesel Sprays from a High Speed Rotating Injector (English)
Abstract [en]

There have been changes in Earth’s climate system on both global and regional scale since the pre-industrial era and some of these changes are due to human activities such as the combustion of fossil fuels. This calls for the development of engines with a higher efficiency and less harmful emissions. One interesting concept is the Homogeneous Charge Compression Ignition (HCCI) engine, which has the advantages of potentially low emissions combined with high efficiency. However, HCCI with diesel fuel requires a relatively long fuel/air mixing time to ensure a "homogenous" charge. This requires advanced injection timing. Regular common rail injectors have not been successful at this task, due to fuel wall impingement.

The High Speed Rotating Injector (HSRI) is an experimental injector aiming at shortening the spray penetration length and creating a more homogeneous charge by means of rotating the injector around its axis. This thesis explains the experimental setup and problem solving process for the HSRI and the results from experiments in the spray visualization apparatus.

During the experiments in the spray visualization apparatus, two views of the sprays were used, side view and bottom view. The bottom view experiments showed that rotating the injector gave a decrease in spray penetration as a result of an increase in rotational speed. However, the static injector gave a shorter penetration than the rotating ones during the initial stage and later increased to produce the longest penetration. One hypothesis that could explain this phenomenon is that the increased rotation causes less cavitations in the sac, which decreases the cavitation-induced turbulence. With the somewhat crude calculations in mind, rotating the injector gave an increase in spray cone angle as a result of an increase in rotational speed. However, the same phenomenon as with the penetration was seen, namely that the static injector deviated and gave a larger cone angle than the rotating ones during the initial stage and later decreased to become the smallest cone angle. The side view experiments showed that rotating the injector does not change the side view cone angle, only shortens the penetration. With the same penetration, an increase in the bottom view cone angle also translates into an increase in volume, since the side view cone angle does not change.

Abstract [sv]

Det har skett förändringar i Jordens klimatsystem på både en global och regional skala sedan den industriella revolutionen och en del av dessa beror på mänskliga aktiviteter såsom förbränningen av fossilt bränsle. Detta uppmanar till utvecklingen av motorer med en högre verkningsgrad och lägre skadliga emissioner. Ett intressant koncept är Homogeneous Charge Compression Ignition-motorn (HCCI) som har fördelarna av potentiellt låga emissioner kombinerat med en hög verkningsgrad. Men HCCI med dieselbränsle kräver en relativt lång blandningstid för bränsle och luft för att säkerställa en "homogen" bränsleblandning. Detta kräver en tidig insprutning. Vanliga radpumpsinsprutare har ej lyckats med denna uppgift på grund av väggträff.

High Speed Rotating Injector (HSRI) är en experimentell insprutare med målet att korta sprayens penetration och skapa en mer homogen bränsleblandning genom att rotera insprutaren runt dess axel. Detta examensarbete förklarar uppläggningen och problemlösningsprocessen för HSRI-injektorn samt resultaten från experimenten med utrustningen för sprayvisualisering.

Vid sprayvisualiseringsexperimenten användes två vyer av sprayerna, en vy från sidan samt en vy underifrån. Experimenten med vyn underifrån visade att rotationen av insprutaren gav en minskning av sprayens penetration vid en ökad rotationshastighet. Dock gav den stillastående insprutaren initialt en kortare penetration än de roterande gjorde men ökade senare för att sluta med den längsta penetrationen. En hypotes som skulle kunna förklara detta fenomen är att den ökande rotationen medför mindre kaviationer i munstyckets säck, vilket minskar den kavitationsdrivna turbulensen. Med de något grova beräkningarna i åtanke så gav rotationen av insprutaren en ökning av sprayens konvinkel vid en ökad rotationshastighet. Dock ses samma fenomen som för penetrationen, nämligen att den stillastående insprutaren avvek och gav initialt en större konvinkel än de roterande gjorde men minskade senare för att sluta med den minsta konvinkeln. Experimenten med sidovyerna visade att rotationen av insprutaren ej ändrar sidovyernas konvinkel utan endast kortar penetrationen. Med samma penetration medför en ökning av den undre vyns konvinkel också en ökning av volymen eftersom sidovyns konvinkel ej ändras.

Place, publisher, year, edition, pages
2007.
Series
MMK 2007:16 MFM98
National Category
Engineering and Technology
Identifiers
URN: urn:nbn:se:kth:diva-100742OAI: oai:DiVA.org:kth-100742DiVA: diva2:544836
External cooperation
Scania CV AB,Fredrik Wåhlin
Uppsok
Technology
Supervisors
Examiners
Available from: 2012-08-16 Created: 2012-08-16 Last updated: 2012-08-16Bibliographically approved

Open Access in DiVA

Tobias Pettersson(3290 kB)186 downloads
File information
File name FULLTEXT01.pdfFile size 3290 kBChecksum SHA-512
c01cb282ba56acfb4b17a08de81a888a7bb139ee6055ac4f61ce4365e28f3af1303371d4015ce743a3f7772f9cf310f72f7f2207c1ebc433a4930586220cdb2f
Type fulltextMimetype application/pdf

By organisation
Machine Design (Dept.)
Engineering and Technology

Search outside of DiVA

GoogleGoogle Scholar
Total: 186 downloads
The number of downloads is the sum of all downloads of full texts. It may include eg previous versions that are now no longer available

urn-nbn

Altmetric score

urn-nbn
Total: 71 hits
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • harvard1
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf