A Comparison of Variable Valve Strategies at Part Load for Throttled and Un-Throttled SI Engine Configurations / Throttled ve Un-Throttled SI Motor Yapılandırmaları Part yükte Değişken Valf Stratejilerinin Karşılaştırılması

Year 2015, Volume: 4 Issue: 2, 82 - 101, 01.08.2015

Apostolos Pesiridis , Matt Barber Alasdair Cairns

https://doi.org/10.18245/ijaet.74880

Cited By: 1

Abstract

The presented work concerns the study of the fuel consumption and emissions benefits achieved at part load by employing a fully variable valve train in a 1.6L SI gasoline engine. The benefits achieved when using variable valve timing alone, and combined with an early intake closing strategy for un-throttled operation were explored. In addition, particular interest was given to the presence of internal Exhaust Gas Recirculation (EGR) and its ability to reduce pumping loss at part load. An engine model employing multiple sub models to handle variable valve operation was constructed using a commercial gas dynamics engine code, allowing detailed analysis of three valve strategies. Using the engine model, a theoretical study was carried out to study key valve timing cases. A detailed breakdown of the mechanisms present in each case allowed a comprehensive understanding of the influence of valve timing on gas exchange efficiency and fuel consumption.

Özet: Sunulan çalışma 1.6L benzinli motor SI içinde tamamen değişken valf tren kullanılarak kısmi yükte elde yakıt tüketimi ve emisyon faydaları çalışma ile ilgilidir. Un-daraltılmış operasyon için erken alım kapama stratejisi ile yalnız değişken supap zamanlaması kullanırken elde ve birleşik yararları incelenmiştir. Buna ek olarak, özellikle faiz iç Egzoz Gazı Devridaim (EGR) ve kısmi yükte pompalama kaybını azaltmak için yeteneği varlığı verildi. Değişken valf işlemi işlemek için birden çok alt modelleri kullanan bir motor modeli üç valf stratejilerinin detaylı analizini sağlayan ticari bir gaz dinamiği motor kodu kullanılarak inşa edilmiştir. Motor modeli kullanarak, teorik bir çalışma anahtar supap zamanlaması vakaları incelemek amacıyla gerçekleştirilmiştir. Her durumda mevcut mekanizmaların ayrıntılı bir dökümü gaz değişimi verimlilik ve yakıt tüketimi supap zamanlaması etkisi kapsamlı bir anlayış sağladı.

Keywords

Variable Valve strategy, part load, un-throttled SI engine, EGR / Değişken Supap strateji, kısmi yük, un-daraltma SI motoru, EGR

References

• Mock, P. 2012. European vehicle market statistics – pocketbook 2012. ICCT (Available from: http://www.theicct.org/sites/default/files/publications/Pocketbook_2012_opt.pdf accessed 10 March 2014).
• Kitabatake, R., Minato, A., Inukai, N., Shimazaki, N. 2011. Simultaneous Improvement of Fuel Consumption and Exhaust Emissions on a Multi-Cylinder Cam-less Engine. SAE International, 2011-01-0937.
• Kuruppu, C., Pesiridis, A. and Rajoo, S. 2014. Investigation of Cylinder Deactivation and Variable Valve Actuation on Gasoline Engine Performance. Conference Proceedings of SAE World Congress, Detroit, USA, April 1-3, 2014.
• Todd, AR; Cairns, A; Hoffmann, H; Aleiferis, PG; Malcolm, JS. 2009. Combining Unthrottled Operation with Internal EGR under Port and Central Direct Fuel Injection Conditions in a Single Cylinder SI Engine. SAE Technical Papers, Article 2009-01-1835. 10.4271/2009-01-1835.
• Mechadyne, 2006. The impact of variable valve actuation on engine performance and emissions. Mechadyne-int.com [accessed 20th March 2014].
• Cairns, A. Todd, A. Aleiferis, P. Malcom, J. 2009. Combining Unthrottled Operation with Internal EGR under Port and Central Direct Fuel Injection Conditions in a Single Cylinder SI Engine. SAE paper ID: 2009-01-1835.