Study on Independent Effects of Diesel Engine Operating Conditions on Nitric Oxide Formation and Emissions Through Schematical Combustion Simulation

Abstract

A mathematical model has been used t o evaluate the effect of diesel engine operating conditions on nitric oxide formation and emissions. Although there are several formation pathways during diesel Combustion, only the supposed most important one was considered in the present work: the thermal mechanism. The effect of the engine operating conditions was simulated by means of schematical variations of local temperature and fuel-air ratio of the mixture. The evolution of these local variables is described by three characteristic time intervals, which define the timing of the following items: the temperature and pressure peaks; the dilution of burnt products with surrounding air; and the decay of temperature and pressure due to expansion. In addition, the temperature peak was related to the adiabaticyame temperature, which was previously calculated for each mixture condition. A computational parametric study was carried out by varying each of the local mixture parameters and characteristic times, either separately or in combinations. The trends obtained show a qualitative agreement with those obtained by other authors from experimental tests on different diesel engines. The analysis of these trends contributes to a better understanding of the sources of NO diesel emissions and could provide guidelines for cleaner diesel engine design.

High-pressure versus low-pressure exhaust gas recirculation in a Euro 6 diesel engine with lean-NOx trap: Effectiveness to reduce NOx emissions

“…3,9,19 Reductions in NOx emissions for LP-EGR range between 40% at low loads (32 km/h) and 80% for high loads (100 km/h). This benefit is even higher for nitrogen monoxide (directly affected by the reduction in combustion temperature, which inhibits the thermal mechanism 20 ) than for nitrogen dioxide (which is only indirectly affected). It can also be observed from the particle size distributions (Figure 6, left) that such increase in the particle number when LP-EGR is used is not associated with any decrease in particle mean diameter.…”

Efecto de la recirculación del gas de escape en el proceso de la renovación de la carga enmotores turbo-sobrealimentdos

“…A medida que se atrasa el punto de inyección, las presiones y temperaturas de combustión disminuyen, lo que lleva asociado una reducción considerable en la generación de NOx [11,[36][37][38][39]. En la práctica pueden utilizarse puntos de inyección de manera que la combustión comience algunos grados después del punto muerto superior, apareciendo así diagramas de presión en cáma-ra particulares, en los cuales se nota el efecto del desplazamiento de la combustión hacia la fase de expansión.…”

“…Para la correcta consecución de este estudio es necesario el estudio en profundidad del comportamiento de estos elementos en banco de flujo estacionario. Con la ayuda de los estudios realizados recientemente en el departamento relacionados con el modelado de láminas elásticas instaladas en motor [36] y los ensayos de experimentales realizados sobre estos elementos se obtuvieron las características que deben tener para su utilización en el circuito de EGR.…”

“…Tras constatar la imposibilidad de crear un modelo 1D del venturi de EGR se consideró la posibilidad de conectar el modelo 2D del venturi con el modelo 1D del motor, cambiando las condiciones de contorno del modelo de venturi 2D según los resultados aportados por el modelo 1D del motor, como ya ha sido realizado por otros autores para el modelado de otros elementos del motor [36]. Esta posibilidad se desechó debido al elevado tiempo de cálculo necesario para la ejecución del modelado completo del motor.…”