Uniformity of Diesel oil dosage in dual fuel engines

• Autorzy: Stelmasiak Z.

Warianty tytułu

PL

Równomierność dawkowania oleju napędowego w silnikach dwupaliwowych

• Języki publikacji: EN PL

Abstrakty

EN

Adaptation of compression ignition engines to dual fuel supply can be accomplished both in case of modern engines equipped with common rail system and older engines equipped with classic injection system (piston pumps). Due to big differences in price of gaseous and liquid fuels there is observed a natural tendency to use very small initial doses. At current level of introduction of gaseous fuels to powering of traction engines there is a need to provide alternating fuelling of the engine with the Diesel only and in dual fuel system. It requires usage of original injection systems in the dual fuel engines, what largely restricts possibility of reduction of the initial doses. In the paper are presented investigations concerning uniformity of the dosing by in-line piston pump of the P56-01 type and two types of injectors with common rail system. The investigations have shown that the P56-01 pump adjusted for nominal doses shows big non-uniformity of the dosage in area of small doses. Improved uniformity of the dosage can be attained in result of adjustment for a smaller doses, what allows reduction of the dose to about 15-20% of nominal dose and improves smoothness of engine operation. Also in case of the injectors in common rail system, reduction of the doses is limited due to worsening of uniformity of the dosing from one cycle to another, and failure of the dosing. It results from the fact, that minimal doses in dual fuel system are smaller than the ones present in case of idling speed when the engine is run on the Diesel oil only. In case of the injectors in common rail system, minimal initial doses possible to be obtained are equal to 10-15% of the nominal dose.

PL

Adaptacja silników o zapłonie samoczynnym do zasilania dwupaliwowego może być dokonywana zarówno dla nowoczesnych silników z systemami common rail jak i starszych silników wyposażonych w klasyczną aparaturę wtryskową (pompy tłoczkowe). Ze względu na duże różnice cen paliw gazowych i ciekłych występuje naturalna tendencja do stosowania bardzo małych dawek inicjujących. Na obecnym poziomie wprowadzania paliw gazowych do zasilania silników trakcyjnych istnieje konieczność zachowania przemiennego zasilania silnika samym olejem napędowym i w systemie dwupaliwowym. Wymaga to zastosowania w silnikach dwupaliwowych oryginalnej aparatury wtryskowej co ogranicza w znacznym stopniu możliwość zmniejszania dawek inicjujących. W pracy przedstawiono badania równomierności dawkowania tłoczkowej pompy rzędowej P56-01 oraz dwóch typów wtryskiwaczy układu common rail. Badania pokazały, że pompa P56-01 wyregulowana dla dawek znamionowych wykazuje dużą nierównomierność dawkowania w zakresie małych dawek. Poprawę równomierności dawkowania można uzyskać przez regulacją pompy dla dawek mniejszych, co pozwala zmniejszyć dawkę do około 15-20% dawki znamionowej i poprawia równomierność pracy silnika. Również w przypadku wtryskiwaczy common rail zmniejszanie dawek jest ograniczone z powodu pogorszenia równomierności dawkowania z cyklu na cykl i zaniku dawkowania. Wynika to z faktu, że minimalne dawki w systemie dwupaliwowym są mniejsze od występujących dla wolnych obrotów przy zasilaniu samym olejem napędowym. W przypadku wtryskiwaczy common rail minimalne dawki inicjujące jakie można uzyskać wynoszą 10-15% dawki znamionowej.

Słowa kluczowe

EN

dual fuel engine; initial dose; uniformity of dosage; ignition of gas; combustion

PL

silnik dwupaliwowy; dawka inicjująca; równomierność dawkowania; zapłon gazu; spalanie

• Wydawca: Polskie Naukowo-Techniczne Towarzystwo Eksploatacyjne
• Czasopismo: Eksploatacja i Niezawodność
• Rocznik: 2014
• Tom: Vol. 16, no. 3
• Strony: 491--495
• Opis fizyczny: Bibliogr. 13 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Stelmasiak Z.

• Internal Combustion Engines an Automobiles Branch Technical University of Bielsko-Biala ul. Willowa 2, 43-309 Bielsko-Biala, Poland

Bibliografia

• 1. Alla GHA, Soliman HA, Badr OA, Rabbo MFA. Effect of pilot fuel quantity on the performance of dual fuel engine. Energy Conversion & Management 2000; 41: 559-572.
• 2. Badr O, Karim GA. An examination of the flame spread limits in a dual fuel engine. Applied Thermal Engineering 1999; 19: 1071÷1080.
• 3. Barroso P, Ribas X, Domingues J, De Sella E, Garcia JM. Study of dual-fuel (diesel+natural gas) particle mater and CO2 emissions of a heavy-duty diesel engine during transient operation. Combustion Engines; 2/2013 (153) ISSN 0138-0346: 28-39.
• 4. Beroun S, Martins J. The Development of gas (CNG, LPG and H2) Engines for Buses and Trucks and their Emission and Cycle Variability Characteristics. SAE Paper 2001; 01-0144: 1-9.
• 5. Clark NN, Atkinson Chr M, Atkinson RJ, McDaniel T, Park T. Optimized Emission Reduction Strategies for Dual Fuel Compression Ignition Engines Running on natural Gas and Diesel. http://www.cemr.wvu.edu 2002: 1-6.
• 6. Friedeman Z.: Gasmotoren. Würzburg: Vogel Buchverlag, 2001.
• 7. Galyshev U, Magidovich I, Novichkov M, Fomin N. The Development and Improvement of Dual-Fuel Engines for Low-Sized Motor Ship. Journal of KONES Internal Combustion Engines 2000; 7 (1-2): 108-114.
• 8. Gebert K, Beck J, Barkhimer RL, Wong HCh. Strategies to Improve Combustion and Emission Characteristics of Dual-Fuel Pilot Ignited Natural Gas Engines. SAE Paper 1997; 971712: 79-87.
• 9. Jarg Chr, Sutkowski M. The Wärtsila 32GD engine for heavy gases. Combustion Engines 2009; 2/2009(137): 3-11.
• 10. Kowalewicz A. Adaptacja silnika wysokoprężnego do zasilania gazem naturalnym. Czasopismo Techniczne Wydawnictwo Politechnik Krakowskiej 2008; 7-M/2008: 67-78.
• 11. Schiffgens H, Brandt D, Dier L, Rieck K, Glauber R. Die Entwicklung des neuen MAN B&W Diesel-Gas-Motors 32/40 DG. MTZ Motortechnische Zeitschrift 1997; 58 (1997) 10: 584-590.
• 12. Stelmasiak Z. Studium procesu spalania gazu w dwupaliwowym silniku o zapłonie samoczynnym zasilanym gazem ziemnym i olejem napędowym. Bielsko-Biała: Wydawnictwo ATH w Bielsku-Białej, Rozprawy naukowe Nr 5, 2003.
• 13. Stelmasiak Z, Larisch J, Gilowski T, Matyjasik M. The optimization of combustion process in a dual fuel engine with Common Rail and gas injection systems. Combustion Engines 2007; 2007-SC2: 347-359.