Het gebruik van lichte alcoholen in vonkontstekingsmotoren is een interessante benadering om de CO2 uitstoot en onze afhankelijkheid van buitenlandse energiebronnen te verminderen. Experimenteel werk op alcoholmotoren is veelbelovend. De complexiteit van hedendaagse motoren maakt simulatiemodellen echter onontbeerlijke ontwikkelingstools. Het doel van dit doctoraat was bijgevolg om een model te formuleren voor vonkonstekingsmotoren met zuivere methanol en ethanol als brandstof.
Om het verbrandingsverloop in deze motoren te voorspellen is enerzijds begrip nodig van hoe de verbrandingschemie beïnvloed wordt door de omstandigheden in de motor. Dit begrip werd verkregen met behulp van chemische reactiekinetiek berekeningen, in combinatie met experimentele metingen op twee opstellingen: een vlakke vlam brander aan de Universiteit van Lund (Zweden) en een verbrandingskamer aan de Universiteit van Leeds (UK). Anderzijds werd de invloed van vlamfrontvervorming door turbulentie in de motor gekarakteriseerd met behulp van metingen op dezelfde verbrandingskamer.
Naast normale, turbulente verbranding is ook het voorspellen van abnormale, kloppende verbranding cruciaal. De weerstand van lichte alcoholen tegen dit potentieel destructieve fenomeen is immers een van hun grootste voordelen ten opzichte van benzine. Een nieuw klopvoorspellingsmodel werd opgesteld voor deze brandstoffen, gebaseerd op reactiekinetiek berekeningen van hun zelfontstekingsuitstel.
Uiteindelijk werden de gecreëerde submodellen geïmplementeerd in een motorsimulatiecode. Vergelijking met metingen op verschillende alcoholmotoren toont aan dat het ontwikkelde model beduidend beter presteert dan bestaande motormodellen. | |