3D CFD Analysis of an Abnormally Rapid Combustion Phenomenon in Downsized Gasoline Engines

Analyse par MFN 3D d'un phénomène de combustion anormalement rapide sur moteurs essence éco-suralimentés

Institut français du pétrole, IFP, Direction Techniques d'Applications énergétiques, 1-4 avenue de Bois Préau, 92852 Rueil-Malmaison Cedex - France

Corresponding authors: benjamin.reveille@ifp.fr alexandre.duparchy@ifp.fr

Abstract

Soaring oil prices combined with increased environmental awareness maintain the drive for fuel-efficient and CO₂-friendly powertrains. Even if hybrids seem to be the media friendly solution, there is still much work to be done on combustion systems. For gasoline engines aggressive downsizing seems promising and IFP proposes an innovative approach. However, new difficulties arise as specific power outputs are increased. Various combustion phenomena are encountered from simple knock to rumble and must be understood and mastered in order to fully optimize the combustion system. Abnormally rapid yet non destructive and seemingly stable combustion is one of these new phenomena. 3D CFD (Computational Fluid Dynamics) simulation tools were used in order to investigate and under- stand what lies behind this particular combustion.

Résumé

L'explosion du prix du pétrole et une conscience environnementale accrue entretiennent la course vers les GMP (Groupe Moto Propulseur) sobres. Même si les hybrides sont la solution la plus médiatisée, il y a encore beaucoup de travail à faire sur les systèmes de combustion. L'éco-suralimentation poussée des moteurs essence est très prometteuse et l'IFP propose un concept novateur dans ce domaine. Cependant, l'augmentation des puissances spécifiques s'accompagne de contraintes et défis supplémentaires. De nombreux phénomènes de combustion ont été rencontrés allant du simple cliquetis au rumble et doivent être compris et maîtrisés afin d'optimiser le système de combustion. Une combustion anormalement rapide, mais non destructive et semble-t-il stable, en fait partie. Les outils de MFN (Mécanique des Fluides Numérique) 3D ont été mis à contribution afin d'analyser et comprendre ce qui se cache derrière ce phénomène particulier de combustion.