Wyeliminowanie spalania stukowego w silnikach samochodowych
Europejscy producenci samochodów wypracowali silną pozycję w jednej z najbardziej konkurencyjnych branż na świecie. Aby utrzymać się na pozycji lidera w XXI wieku, należy produkować samochody o niskim spalaniu, przyjazne dla środowiska. Jednym ze sposobów na osiągnięcie tego celu jest redukcja spalania stukowego, które powoduje wzrost zużycia paliwa i emisji substancji powodujących zanieczyszczenie powietrza oraz gazów cieplarnianych. Uczestnicy projektu MINKNOCK, wśród których znaleźli się producenci samochodów, firmy paliwowe oraz instytucje badawcze, postanowili zbadać ten problem. Początkowo inżynierowie z przedsiębiorstwa Ford Werke AG w Niemczech przeprowadzili próby na silniku fabrycznym, stosując kilka różnych rodzajów paliwa w zmieniających się warunkach eksploatacji. Odkryli, że wydajność zależy od liczby oktanowej badawczej i motorowej (odpowiednio RON i MON), przy czym inne czynniki, takie jak stechiometryczne stężenie mieszanki powietrzno-paliwowej, również odgrywają istotną rolę. Ponadto zbadano zależność pomiędzy różną liczbą oktanów a wrażliwością na spalanie stukowe, a także jej wpływ na wyprzedzenie zapłonu. Ostatecznie wykazano, że do prognozowania wrażliwości na spalanie stukowe najbardziej odpowiedni jest wskaźnik proponowany przez firmę Shell, łączący wartości RON i MON. W celu uzupełnienia testów silnika przeprowadzono liczne symulacje z wykorzystaniem modeli opartych na obliczeniowej dynamice płynów (CFD). Największą popularnością cieszyły się modele STAR-CD, FIRE oraz Shell Auto-Ignition, które w niektórych przypadkach stosowane były wraz z rozszerzonym koherentnym modelem płomieniowym (ECFM, ang. Extended Coherent Flame Model). W celu zoptymalizowania zgodności pomiędzy wynikami badań modelowych a danymi z doświadczeń inżynierowie z firmy Ford przeprowadzili badania przy uwzględnieniu różnych parametrów przenikania ciepła, burzliwości i innych zjawisk.
