Critical Aspects on the Control in the Low Temperature Combustion Systems for High Performance DI Diesel Engines
Aspects critiques du contrôle des systèmes de combustion de type Low Temperature pour moteurs DI Diesel High Performance
Istituto Motori – Consiglio Nazionale delle Ricerche, Viale Marconi 8, 80125 Napoli - Italy
Corresponding authors: c.beatrice@im.cnr.it g.avolio@im.cnr.it c.bertoli@im.cnr.it n.delgiacomo@im.cnr.it c.guido@im.cnr.it m.migliaccio@im.cnr.it
The present paper describes one of the Low Temperature Combustion (LTC) management philosophies, today under development for application to Diesel engines, showing and analysing some critical aspects deriving from its use. In particular, starting from the analysis of the application of LTC to a four-cylinder Diesel engine, at the state of the art of current technology, the emission performance for LTC and conventional Diesel combustion are compared, together with the constraint in the application of LTC to the limited low load-low speed range. Moreover, the problems relative to different air/fuel feeding for each cylinder, knocking, torque drop and high smoking event during transient conditions, different actuation velocity of the components (of injection, turbo, EGR and swirl control systems) during the switch between LTC and conventional combustion, are presented and critically commented, indicating the main research drivelines for practical application.
Résumé
Cette publication présente une approche pour le contrôle de la combustion à basse température (Low Temperature Combustion : LTC), actuellement en dévelop-pement pour les applications sur moteurs Diesel, avec une description et une analyse de certains des aspects critiques inhérents à ce type de motorisation. Une comparaison des émissions en combustion LTC et conventionnelle obtenue sur un moteur 4 cylindres Diesel haute performance est d'abord présen-tée. Elle met en évidence les difficultés rencontrées dans la zone de fonctionnement faible régime-faible charge. Cette sensibilité est en particulier due à la gestion délicate de l'alimentation cylindre à cylindre en air et en carburant. Les aspects critiques du contrôle pendant les transitions de mode de combustion comme l'apparition du bruit, la chute de puissance ou les pics d'émissions de fumée favorisés par les différences des temps de réponse des composants de la boucle d'air, de la boucle EGR et du système d'injection sont ensuite présentés. Finalement, les principales voies de recherche pour améliorer le contrôle des applications LTC sont décrites.
© IFP, 2007