Combined effects of cooled EGR and a higher geometric compression ratio on thermal efficiency improvement of a downsized boosted spark-ignition direct-injection engine

Su, Jie; Xu, Min; Li, Tie; Gao, Yi; Wang, Jiasheng

doi:10.1016/j.enconman.2013.10.041

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“…[103,104] As aconsequence of the higher specific heat of CO 2 compared to O 2 ,E GR permits reduced combustion and end-gas peak temperatures.Moreover,cooled EGR minimizes the concentration of combustion-formed radicals in the cylinder charge and, thus,c ontributes to further reduce the knock and preignition tendency. [105][106][107][108] Even higher efficiencies can be achieved by de-throttling and reduced wall heat losses with lean-burn combustion concepts.L ean engine operation, on the one hand, is typically limited by reduced ignitability of the diluted air-fuel mixture.Onthe other hand, fuels with higher EGR compatibility and ignitability limits allow for increased mixture dilution and may,t herefore,a gain enable higher efficiency.B roadly speaking, these thermodynamic aspects, thus,p rofit highly from the choice of appropriate fuel properties.…”

Section: Future Combustion Enginesmentioning

confidence: 99%

Advanced Biofuels and Beyond: Chemistry Solutions for Propulsion and Production

et al. 2017

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Sustainably produced biofuels, especially when they are derived from lignocellulosic biomass, are being discussed intensively for future ground transportation. Traditionally, research activities focus on the synthesis process, while leaving their combustion properties to be evaluated by a different community. This Review adopts an integrative view of engine combustion and fuel synthesis, focusing on chemical aspects as the common denominator. It will be demonstrated that a fundamental understanding of the combustion process can be instrumental to derive design criteria for the molecular structure of fuel candidates, which can then be targets for the analysis of synthetic pathways and the development of catalytic production routes. With such an integrative approach to fuel design, it will be possible to improve systematically the entire system, spanning biomass feedstock, conversion process, fuel, engine, and pollutants with a view to improve the carbon footprint, increase efficiency, and reduce emissions.

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Section: Future Combustion Enginesmentioning

confidence: 99%

Advanced Biofuels and Beyond: Chemistry Solutions for Propulsion and Production

et al. 2017

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“…Aufgrund der höheren spezifischen Wärmekapazität von CO 2 im Vergleich zu O 2 erlaubt die Abgasrückführung reduzierte Verbrennung und Endgasspitzentemperaturen. Zudem minimiert die gekühlte Abgasrückführung die Konzentration verbrennungsbedingter Radikale in der Zylinderfüllung und trägt so zu einer weiteren Verringerung des Klopf‐ und Vorentflammungsrisikos bei . Noch höhere Effizienz lässt sich über Entdrosselung und reduzierte Wandwärmeverluste mit mageren Verbrennungskonzepten erreichen.…”

Section: Biokraftstoffe – Antrieb Und Emissionenunclassified

Synthese, motorische Verbrennung, Emissionen: Chemische Aspekte des Kraftstoffdesigns

et al. 2017

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Nachhaltig produzierte Biokraftstoffe, die auf Basis von Lignozellulose zugänglich sind, werden in Energieszenarien für Mobilität und Transport der Zukunft intensiv diskutiert. Traditionell konzentrieren sich die Forschungsaktivitäten in den Naturwissenschaften dabei auf den Syntheseprozess, während die anschließende Bewertung der Verbrennungseigenschaften anderen Forschungsgebieten überlassen wird. Dieser Aufsatz verfolgt mit der gemeinsamen Betrachtung der motorischen Verbrennung und der Kraftstoffsynthese einen integrativen Ansatz, bei dem die chemischen Aspekte im Vordergrund stehen. Dabei wird deutlich, dass das fundamentale Verständnis des Verbrennungsvorgangs maßgeblich dazu beitragen kann, Designkriterien für die Molekülstruktur möglicher Kraftstoffkandidaten abzuleiten, um so Ziele für die Analyse von Synthesewegen und die Entwicklung katalytischer Produktionswege zu definieren. Dieser integrative Ansatz des “Kraftstoffdesigns” umfasst die gesamte Kette der Energiekonversion ausgehend vom Rohstoff über Herstellungsprozess, Kraftstoff und Motor bis hin zur Schadstoffemission. Dies ermöglicht eine systematische Optimierung des Gesamtsystems mit dem Ziel, die Kohlenstoffbilanz zu verbessern, die Effizienz zu erhöhen und die Emissionen zu verringern.

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“…To meet vehicle requirements for the maximum power output, intake boosting is generally necessary for downsized engines at high loads, causing knock a more severe problem compared http with their naturally aspirated (NA) counterparts. Strategies such as reduction in geometric compression ratio (CR), retardation in spark advance and fuel enriched operation are the most typical solutions to mitigate the knock problem in downsized SI engines at high loads, but a reduced fuel economy benefit from engine downsizing has to be compromised when using these anti-knock strategies [4]. With using numerical simulation, Boretti [5] demonstrated that up to 40% thermal efficiency could be achieved in the highly-boosted SI engine with the brake mean effective pressure (BMEP) exceeding 30 bar, while pure ethanol (E100) was used as the fuel instead of gasoline in the study.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%