De ontsteking begint plaatselijk en moet een zelfstandige vlam opleveren
Een vonk brengt energie in een beperkt gebied tussen de elektroden. Daar kan een kleine vlamkern ontstaan, omgeven door nog onverbrand mengsel. Het vervolg vraagt dat de reactie zich naar aangrenzend mengsel uitbreidt. Het ontstekingsmoment en het moment waarop een groot deel van de vulling is verbrand, zijn daarom niet identiek. De groei ertussen heeft een eigen verloop.
Een optische studie aan een alcoholgevoede onderzoeksmotor beschrijft hoe de aanvankelijk kleine vlam snel door lokale stroming wordt verplaatst en vervormd. Dat voorbeeld betreft zijn eigen brandstof en onderzoeksopstelling. Het maakt het ruimtelijke begin wel begrijpelijk: de kern groeit niet in een stilstaande, overal identieke omgeving. Plaatselijke mengselsamenstelling en stroming bepalen mede wat die jonge vlam ontmoet.
Een laminaire brandsnelheid is niet simpelweg de snelheid van een lichtvlek
Laminair verwijst naar een geordend stromingsgeval zonder de wirwar van turbulente wervels. De bijbehorende brandsnelheid beschrijft de voortplanting ten opzichte van het onverbrande mengsel onder vastgelegde omstandigheden. Zij hangt samen met de reactie-eigenschappen van dat mengsel. Een onderzoekswaarde hoort daardoor bij de gekozen brandstof, druk, temperatuur en samenstelling.
Het gas zelf kan intussen bewegen en tijdens de verbranding uitzetten. Een camera volgt een grens in de ruimte; die waargenomen beweging bevat meer dan uitsluitend de voortplanting door het onverbrande gas. Onderzoek van het toenmalige Institut Français du Pétrole onderscheidde daarom vlamuitbreiding en afgeleide turbulente brandsnelheden met aandacht voor geometrie, uitzetting en convectie. Een snelle verplaatsing in een filmpje is niet zonder meer een zelfstandige chemische snelheidsmeting.
Turbulentie kan het vlamfront uitrekken en vouwen
Een vlam hoeft geen gladde bol te blijven. Wervelende beweging kan delen van het front verplaatsen, zodat plooien en uitstulpingen ontstaan. Daarmee kan binnen een gegeven ruimte meer reactieoppervlak beschikbaar komen. Het lokale mengsel hoeft daarvoor niet overal een geheel andere laminaire brandsnelheid te krijgen. Vormverandering en lokale reactie-eigenschappen leveren verschillende bijdragen.
Een klassiek model van Ford en MIT verbindt de turbulente verbranding met wervelschalen, turbulentie-intensiteit en de karakteristieke reactietijd. Het model beschouwt hoe onverbrand mengsel bij het groeiende reactiegebied wordt betrokken. Het is een hulpmiddel voor berekeningen, geen letterlijk beeld van iedere productiecilinder. De kern is de samenwerking tussen stroming die mengsel aan het front brengt en chemie die dat mengsel laat reageren.
Eenzelfde stroming werkt anders op een jonge kern dan op een grotere vlam
Bij een kleine kern kan één stromingsstructuur een groot deel van de zichtbare vorm verplaatsen. Naarmate de vlam groeit, beslaat het front een groter gebied met meerdere lokale bewegingen. De verhouding tussen vlamgrootte en wervelgrootte wordt dus tijdens één verbranding anders. Alleen de algemene aanduiding veel turbulentie vertelt onvoldoende hoe het gehele groeiverloop eruitziet.
Een experimentele studie met een afgesloten verbrandingskamer volgde die ontwikkeling met snelle beelden en drukregistratie. Een afzonderlijk model van de University of Windsor beschreef bovendien een afweging: kleinere wervels konden het ogenblikkelijke verloop sterker beïnvloeden, maar hun beweging nam sneller af. Grotere structuren hielden langer aan. Het betreft begrensde onderzoeksresultaten, niet een voorschrift om bij een auto de stroming of ontsteking te veranderen.
Mengselreactie en stroming bepalen samen hoeveel variatie ontstaat
Toegevoegd uitlaatgas verandert het mengsel waarin de vlam zich moet ontwikkelen. Onderzoekers bekijken daarbij niet alleen een gemiddelde verbrandingsduur, maar ook verschillen tussen opeenvolgende cycli. Een motor kan gemiddeld hetzelfde bedrijfspunt hebben terwijl de vroege vlamgroei niet iedere cyclus gelijk verloopt. Dat is een andere vraag dan een permanent gesloten of geopende EGR-klep.
Oak Ridge National Laboratory vergeleek EGR-verdunning met benzine en LPG in een speciaal gebouwde onderzoeksmotor. De onderzoekers verbonden verschillen in verdunningstolerantie onder meer met effectieve vlamsnelheid, vlamdikte en gevoeligheid voor stroming. Hun vergelijking maakt positief duidelijk waarom dezelfde hoeveelheid toegevoegd gas niet zelfstandig het resultaat bepaalt. Brandstofeigenschappen en de verhouding tussen stromings- en vlamschalen maken deel uit van het onderzochte geheel.
Het groeipad verklaart meer dan alleen een gemiddeld verbrandingsgetal
Optische registratie laat vorm en verplaatsing zien. Cilinderdruk kan worden gebruikt om de warmteafgifte af te leiden binnen een passend rekenmodel. Beide bekijken dezelfde verbranding vanuit een ander informatiepad. Ze helpen bijvoorbeeld onderscheiden of verschillen al tijdens de vroege groei ontstaan of later in de hoofdverbranding. Een gemiddeld motortoerental bewaart zulke details niet.
Voor uw eigen uitvoering levert deze uitleg geen universele EGR-grens, ontstekingsadvies of diagnose van onregelmatig lopen. Correcte motorwerking vraagt de bedoelde onderlinge afstemming. Bespreek een EGR-vraag vanuit Bussum met AdBlue Off op 085 401 6486. Wij werken aan Damzigt 16c, 3454 PS Utrecht. Er wordt hier geen eigen optische onderzoeksmotor of meetdienst beloofd.
Handige vervolgstappen voor Bussum
Vragen over egr-klep uitschakelen vanuit Bussum
Is een vonk meteen hetzelfde als een volledig ontwikkelde vlam?
Nee. De vonk begint plaatselijk. De gevormde kern moet daarna groeien en aangrenzend mengsel laten reageren. Vooral in die vroege ontwikkeling kan de verhouding tussen kern en plaatselijke stroming belangrijk zijn.
Waarom wordt de referentie van een vlamsnelheid vermeld?
Voortplanting door onverbrand gas verschilt van verplaatsing in een camera-opname. Het gas kan zelf bewegen en uitzetten. Zonder duidelijk referentiekader worden verschillende snelheden ten onrechte als dezelfde grootheid behandeld.
Kan turbulentie veranderen hoeveel frontoppervlak aanwezig is?
Ja. Wervels kunnen het front vervormen en plooien, waardoor meer reactieoppervlak ontstaat. Die geometrische bijdrage moet worden onderscheiden van de lokale reactie-eigenschappen van het mengsel.
Bewijst cyclusvariatie dat de EGR-klep defect is?
Dat volgt er niet zelfstandig uit. Cyclusvariatie heeft betrekking op opeenvolgende verbrandingen. De genoemde studies onderzoeken meerdere samenhangende stromings- en mengseleigenschappen; zij leveren geen onderdeelveroordeling voor een voertuig op afstand.