A previsão de eventos caprichosos de combustão pré-ignição pode permitir que os fabricantes de automóveis construam motores potentes, porém mais eficientes.

Um problema de combustão que preocupa os fabricantes de motores desde o início da indústria ainda assola os projetistas de motores com baixo consumo de combustível. Uma equipe do Centro de Pesquisa de Combustão Limpa da KAUST, liderado por Robert Dibble, concentra-se na compreensão da pré-ignição.

Uma única ocorrência de pré-ignição - quando o combustível se inflama prematuramente no cilindro do motor para liberar um chute de energia mal cronometrado - pode causar danos graves. A pré-ignição é esporádica e imprevisível. É mais prevalente no downsized, motores turboalimentados que os fabricantes de automóveis estão produzindo agora para maior eficiência de combustível, mantendo a produção de energia.

"A pré-ignição continua sendo um gargalo para reduzir ainda mais e melhorar a eficiência do motor, "explica Eshan Singh, um Ph.D. aluno da equipe de Dibble.

A equipe mudou sistematicamente os parâmetros do motor, incluindo temperatura de entrada de ar e contrapressão de exaustão, estabelecendo assim as condições mais prováveis ​​para a pré-ignição. Por exemplo, a equipe observou mais eventos de pré-ignição com uma maior contrapressão no escapamento:isso ocorre quando o cilindro do motor tem um esvaziamento menos eficaz do combustível queimado entre os ciclos de combustão.

Os pesquisadores combinaram todas as suas observações para construir uma imagem do fenômeno de pré-ignição. “Nosso trabalho desvenda o evento de pré-ignição é dividido em várias etapas, "Diz Singh.

Um evento de pré-ignição se origina durante o ciclo de combustão de combustível anterior, quando o combustível injetado no cilindro interage com o óleo na camisa do cilindro formando uma gota de óleo-combustível. No final de cada ciclo de combustão, a gota de óleo combustível é geralmente expelida do cilindro; Contudo, de tempos em tempos, a gota de óleo combustível permanece e pode acionar a pré-ignição no ciclo seguinte, a equipe mostrou. "Os fabricantes de automóveis precisam quebrar essa cadeia de eventos para suprimir a pré-ignição, "Diz Singh.

Impedindo a interação do combustível e do óleo, ou esgotando completamente toda a mistura queimada do motor, são dois pontos onde a cadeia de eventos pode ser quebrada. Evitar que o combustível injetado atinja a camisa do cilindro revestida de óleo é uma abordagem. "Estamos procurando métodos práticos para reduzir a pré-ignição, mudando a estratégia de injeção, "Singh diz." Nós registramos uma patente que usa estratégias de injeção para fornecer operação sem pré-ignição sem comprometer a potência do motor. "

Outras rotas para quebrar a cadeia de eventos exigem uma compreensão mais profunda da pré-ignição, Singh acrescenta. "Nossas empolgantes descobertas são gratificantes. Daqui para frente, estamos motivados para descobrir variáveis ​​de controle adicionais que permitem previsões pré-ignição mais precisas. "

Devido à graduação na KAUST no outono de 2019, Eshan está atualmente estagiando no Centro de Pesquisa de Combustão nos Laboratórios Nacionais de Sandia, Califórnia. Lá, ele está explorando a combustão de modo misto para futuros motores de combustão interna. "Esta experiência já me expôs a uma infinidade de ferramentas que são freqüentemente usadas em diagnósticos de combustão de motores. Vários novos caminhos se abriram para minha carreira de pesquisa, que está investida em soluções para combater as mudanças climáticas. "