In-Cylinder Pressure Profile in Multi-Point Fuel Injection CI Engine Fuelled by Diesel Oil / Ester (Fame) Blends

• Autorzy: Andrzej Ambrozik , Tomasz Ambrozik , Dariusz Kurczyński , Piotr Łagowski

Warianty tytułu

Przebieg ciśnienia w cylindrze silnika ZS z wieloetapowym wtryskiem paliwa zasilanego mieszaninami oleju napędowego i estrów FAME

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The development of internal combustion engines is related, among others, to the necessity of reducing their impact on human environment. It is necessary to minimize the emissions of toxic compounds and carbon dioxide which is the product of the complete combustion of hydrocarbon fuels. One of the effective means of decreasing the negative environmental impact of combustion engines involves improving the pattern of processes that occur in the engine cylinder. That is possible due to the development of electronic control systems and new designs of sensors that provide information on in-cylinder processes and on air and fuel properties. Fuel physico-chemical properties significantly affect the air-fuel mixture formation and its combustion. The paper presents the effect produced by the addition of rapeseed oil methyl esters FAME on the profile of the working medium pressure changes in the engine cylinder, and thus on the selected parameters of the combustion process. The tests were conducted on a modern-design compression ignition engine equipped with the Common Rail fuel system with electronically controlled electromagnetic injectors. The engine was fuelled with diesel oil/ester blends with 20% and 30% FAME volume fraction, and for the sake of comparison, with neat diesel oil. Neat esters will not replace diesel oil, but their share may gradually increase. The paper shows the effect of the addition of rapeseed oil methyl esters FAME to diesel oil on the form of the engine indicator diagram.(original abstract)

Rozwój tłokowych silników spalinowych związany jest między innymi z koniecznością ograniczania ich szkodliwego oddziaływania na środowisko w którym żyje człowiek. Dąży się do zminimalizowania emisji związków toksycznych oraz dwutlenku węgla będącego produktem zupełnego spalania paliw węglowodorowych. Jedną ze skutecznych metod ograniczania szkodliwego oddziaływania silników spalinowych na środowisko jest doskonalenie przebiegu procesów zachodzących w cylindrze silnika. Jest to możliwe dzięki rozwojowi elektronicznych układów sterowania oraz opracowywania nowych konstrukcji czujników dostarczających informacji o przebiegu ciśnienia w cylindrze silnika oraz o właściwościach powietrza i paliwa. Fizykochemiczne właściwości paliwa mają istotny wpływ na przebieg procesów tworzenia mieszanki paliwowo-powietrznej oraz proces jej spalania. W artykule przedstawiono wpływ dodatku estrów metylowych oleju rzepakowego FAME na przebieg zmiany ciśnienia czynnika roboczego w cylindrze silnika, a tym samym na wybrane parametry procesu spalania. Badania przeprowadzono na nowoczesnym silniku o zapłonie samoczynnym wyposażonym w zasobnikowy układ zasilania Common Rail z wtryskiwaczami elektromagnetycznymi sterowanymi elektronicznie. Silnik zasilano mieszaninami oleju napędowego z estrami FAME o ich objętościowej zawartości w mieszaninach 20% i 30% oraz dla celów porównawczych czystym olejem napędowym. Estry FAME w czystej postaci nie zastąpią całkowicie oleju napędowego, ale ich ilości w oleju napędowym mogą stopniowo wzrastać. Wykazano wpływ dodatku estrów metylowych oleju rzepakowego FAME do oleju napędowego na postać wykresu indykatorowego silnika.(abstrakt oryginalny)

Słowa kluczowe

EN

Machinery and equipment; Fuel consumption; Environmental protection; Diesel oil; Supply system

PL

Maszyny i urządzenia; Zużycie paliwa; Ochrona środowiska; Olej napędowy; Układ zasilania

• Czasopismo: Logistyka
• Rocznik: 2014
• Numer: nr 6, CD 1
• Strony: 2-13, 14-23

Twórcy

autor

Andrzej Ambrozik

• Kielce University of Technology, Kielce, Poland

autor

Tomasz Ambrozik

• Kielce University of Technology, Kielce, Poland

autor

Dariusz Kurczyński

• Kielce University of Technology, Kielce, Poland

autor

Piotr Łagowski

• Kielce University of Technology, Kielce, Poland

Bibliografia

• [1] Ambrozik A., Analiza cykli pracy czterosuwowych silników spalinowych. Wydawnictwo Politechniki Świętokrzyskiej w Kielcach, Kielce 2010.
• [2] Ambrozik A., Ambrozik T., Kurczyński D., Łagowski P.: The Influence of the Injection Advance Angle on the Fuel Spray Parameters and Nitrogen Oxide Emissions for a Self - Ignition Engine Fed with Diesel Oil and FAME, Polish Journal of Environmental Studies, Vol. 23, No. 6, 2014.
• [3] Ambrozik A., Ambrozik T., Kurczyński D., Łagowski P., Orliński P., Orliński S.: Badania silnika AD3.152 UR zasilanego olejem napędowym, FAME i ich mieszaniną. Logistyka 3/2014, s. 61-67.
• [4] Badania silników spalinowych. Redaktor naukowy Wojciech Serdecki. Wydawnictwo Politechniki Poznańskiej, Poznań 2012.
• [5] Kruczyński S.W., Orliński P., Combustion of methyl esters of various origins in the agricultural engine. Indian Journal of Engineering & Materials Sciences, Vol. 20, December 2013, pp. 483-491.
• [6] Kurczyński D., Wpływ paliw roślinnych i ich mieszanin z olejem napędowym na wskaźniki pracy silnika o zapłonie samoczynnym. Praca doktorska, Kielce 2007.
• [7] Labecki L., Ganippa L.C.: Effects of injection parameters and EGR on combustion and emission characteristics of rapeseed oil and its blends in diesel engines. Fuel 98/2012, s. 15÷28.
• [8] Orzeczenie laboratoryjne nr S/14541/0/01/2013 Olej napędowy.
• [9] Pietras D., Świątek P.: Dobór kalibracji sterowania silnika 1,3 Multijet w aspekcie jego osiągów i składu spalin. Silniki Spalinowe, Nr 2/2008 (133) s. 36÷43.
• [10] PN-EN 590:2013-12 Paliwa do pojazdów samochodowych. Oleje napędowe. Wymagania i metody badań.
• [11] PN-EN 14214:2012 Ciekłe przetwory naftowe. Estry metylowe kwasów tłuszczowych (FAME) do użytku w silnikach samochodowych o zapłonie samoczynnym (Diesla) i zastosowań grzewczych. Wymagania i metody badań.
• [12] Świadectwo jakości nr 12112368 wyrobu Biodiesel.
• [13] Tsolakis A., Megaritis A., Wyszynski M. L., Theinnoi K.: Engine performance and emissions of a diesel engine operating on diesel-RME (rapeseed methyl ester) blends with EGR (exhaust gas re-circulation). Energy 32/2007, s. 2072÷2080.
• [14] Tziourtzioumis D., Stamatelos A., Effects of a 70% biodiesel blend on the fuel injection system operation during steady-state and transient performance of a common rail diesel engine. Energy Conversion and Management 60/2012, s. 56÷67.
• [15] Varatharajan K., Cheralathan M.: Influence of fuel properties and composition on NOx emissions from biodiesel powered diesel engines: A review. Renewable and Sustainable Energy Reviews 16/2012, s. 3702÷3710.
• [16] Wimmer A., GlaserJ.: Indykowanie silnika. Wydanie polskie, AVL List GmbH, Przedstawicielstwo w Polsce, Warszawa 2004.