Badania wpływu jakości oleju napędowego na uszkodzenia układu wysokociśnieniowego wtrysku paliwa

• Autorzy: Urzędowska W. , Stępień Z.

Warianty tytułu

EN

Study of diesel fuel quality influence for high pressure injection system failures

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Systemy wysokociśnieniowego wtrysku paliwa (FIS – Fuel Injection System) mają istotny wpływ na „surową” emisję składników szkodliwych z nowoczesnych, wysokoobrotowych silników diesla. Od czasu szerokiego rozpowszechnienia zaawansowanych systemów zasilania silników z zapłonem samoczynnym, jak Common Rail i pompowtryskiwacze, zwłaszcza w lekkich pojazdach samochodowych obserwuje się występowanie ich licznych awarii – związanych z jakością stosowanego paliwa. Często płyny eksploatacyjne, w tym paliwa, są zanieczyszczone np. nierozpuszczalnymi cząstkami stałymi – pochodzącymi z procesu produkcji lub przedostającymi się do paliw podczas ich transportu i magazynowania. Innym źródłem zanieczyszczania są przewody odpowietrzające zbiorniki paliwa, przez które przedostają się różnego rodzaju zanieczyszczenia oraz woda zawarta w powietrzu. Wymienione czynniki podnoszą ryzyko przyspieszonego zużycia elementów roboczych układów wtrysku paliwa. Rozmaite formy zużycia materiałów powierzchni skracają okresy eksploatacji przedmiotowych układów i mogą powodować zmiany obrazu rozpylanej strugi paliwa i stopień jego rozdrobnienia. Dodatkowe niebezpieczeństwo stwarzają biokomponenty zawarte w paliwach, z uwagi na ich niską odporność na utlenianie, która intensyfikuje procesy zakoksowywania rozpylaczy wtryskiwaczy i inicjuje procesy tworzenia polimerycznych osadów na wielu wewnętrznych powierzchniach ważnych elementów składowych FIS. Skutkami powyższych zjawisk jest sklejanie ruchomych części wtryskiwaczy oraz pomp wysokiego ciśnienia i pogorszenie jakości rozpylania paliwa, czego wynikiem jest podwyższenie emisji składników szkodliwych do atmosfery przez silnik. Przedstawione w tym artykule badania zostały podjęte w celu rozpoznania mechanizmów przyspieszonego zużycia kluczowych elementów roboczych FIS lub awarii spowodowanych przede wszystkim podwyższoną zawartością zanieczyszczeń stałych, wody i FAME w paliwie. Wyżej wymienione szkodliwe zjawiska są czasem wzmacniane – poprzez ich niekorzystne interakcje z procesami mechanicznej degradacji elementów FIS i warunkami eksploatacji tych układów.

EN

The high pressure fuel injection system (FIS) has essential influence on the raw emissions of modern high speed direct injection diesel engine. Since the advanced diesel injection systems like Common Rail (CR) or Unit Injector System (UIS) were wide spreading, especially in passenger cars, has been observed a lot of failures connected with the fuel quality. The service fluids as fuels usually are carefully checked for contamination by particles which get into it during the production process, transportation or storage. Further contamination occurs as a result of particles and water entering by the way of the fuel tank vent pipe. Mentioned factors increase risk for precipitated wear of injection systems components. Surface failures decrease the service interval and can result in substantial changes in spray skew, spray symmetry and droplet-size distribution. Extra threatens creates bio-components contained in diesel fuels, as they have low oxidation stability and increase nozzle coking and ageing polymer depositions at many very important parts of FIS. The effects of injector deposits are manifested in sticking moving parts, degradation in spray quality and adversely influences on exhaust gas composition. Presented in this paper study has been undertaken in order to establish the mechanisms of injection systems components wear or failures causes especially by particles, water and FAME contained in diesel fuel, sometimes strengthen by interactions with mechanical degradation of FIS components and its service conditions.

Słowa kluczowe

PL

olej napędowy; jakość oleju napędowego; zanieczyszczenia paliwa; uszkodzenia układu wtrysku paliwa; badania symulacyjne

EN

diesel; diesel quality; fuel contamination; high pressure injection system failures; simulation studies

• Wydawca: Instytut Nafty i Gazu - Państwowy Instytut Badawczy
• Czasopismo: Nafta-Gaz
• Rocznik: 2009
• Tom: R. 65, nr 10
• Strony: 789--796
• Opis fizyczny: Bibliogr. 10 poz., fot., tab.

Twórcy

autor

Urzędowska W.

• Instytut Nafty i Gazu, Kraków

autor

Stępień Z.

• Instytut Nafty i Gazu, Kraków

Bibliografia

• [1]. Philip J.G., Dingle and Ming-Chia D.Lai.: Diesel Common Rail and Advanced Fuel Injection Systems. SAE International, 2005.
• [2]. Richter K., Gotre W., Barbour R., Kudlich W., Knittel S.: Fuel Detergent Benefis In Modern Heavy Duty Diesel Vehicles Operating on S-Free Diesel. FUELS, 5th International Colloquium, 2005.
• [3]. Farooq K.: High Efficiency Diesel Fuel Filtration – A Case Study. SAE 952554.
• [4]. Durst M., Klein G.-M., Moser N.: Automotive Filtration. Verlag Moderne Industries, 2002.
• [5]. Fuel Filter Test Methods; SAE J905 Jan-87 Test Procedure.
• [6]. Mayer K., Livingston T.C.: Diesel Fuel Lubricity – Requirements for Light Duty Fuel Injection Equipment. CARB Fuels Workshop, Sacramento, CA Feb. 20, 2005.
• [7]. Stępień Z., Urzędowska W.: Badanie wpływu oleju smarującego silnik o zapłonie samoczynnym na emisję cząstek stałych w spalinach przy zasilaniu silnika paliwem z biokomponentami. Dokumentacja ITN nr 3836, 2004.
• [8]. Stępień Z., Urzędowska W., Rożniatowski K.: Influence of Fuel Quality on Advanced Diesel Injection Systems Failures. 8th International Congress, Engine Combustion Processes, Monachium 15-16.03.2007.
• [9]. Urzędowska W., Stępień Z.: Badanie wpływu oleju smarującego silnik o zapłonie samoczynnym na emisję cząstek stałych w spalinach. Dokumentacja ITN nr 3633/2002 i 3741/2003.
• [10]. Worldwide Fuel Charter, September 2006.