Evaluation of the heat release rate in the combustion chamber of the self-ignition engine powered by sunflower methyl esters

• Autorzy: Sikora M. , Orliński P. , Bednarski M. , Wojs M.

Warianty tytułu

PL

Ocena szybkości wydzielania się ciepła w komorze spalania silnika o zapłonie samoczynnym zasilanego estrem metylowym oleju słonecznikowego

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

In this work the evaluation of the theoretical methods used to determine the rate of heat release in a diesel engine with direct injection powered by liquid alternative fuels was performer. Empirical research and calculations were carried out for two fuels: diesel oil (D) and sunflower methyl esters (SFME). Physicochemical properties of diesel oil and sunflower methyl esters, such as: cetane number, fuel value, density at temperature 15°C, kinematic viscosity, ignition temperature, cloud point, cold filter plugging point were compared. The test stand was the supercharged diesel engine Perkins type 1104C-E44T. Calculations studies were based on a single-zone model of the rate of heat release for direct injection engines. Calculations studies and empirical research were carried out for the engine load of 100%, 75%, 10% for the crankshaft rotational speed n = 1400 rev / min and n = 2000 rev / min for three angle of the fuel injection: A – factory setting, B – delayed fuel injection (approximately 5° CA) C – acceleration fuel injection (approximately 5° CA).

PL

W niniejszym artykule dokonano analizy i oceny teoretycznych metod wyznaczania szybkości wydzielania ciepła w silniku o ZS z bezpośrednim wtryskiem zasilanym ciekłymi paliwami alternatywnymi. Badania empiryczne i obliczenia przeprowadzono dla dwóch paliw: oleju napędowego (D) i słonecznikowych estrów metylowych (SFME). Porównano właściwości fizykochemiczne oleju napędowego i estru metylowego oleju słonecznikowego, takie jak: liczba cetanowa, wartość opałowa, gęstość w temperaturze 15°C, lepkość kinematyczna, temperatura zapłonu, temperatura mętnienia, temperatura zablokowania zimnego filtru. Badania empiryczne wykonano na doładowanym silniku o ZS firmy Perkins typu 1104C-E44T. Obliczenia wykonano na podstawie modelu z pojedynczą strefą szybkości wydzielania ciepła dla silników z wtryskiem bezpośrednim. Badania empiryczne i obliczenia wykonano dla obciążenia silnika 100%, 75% i 10% przy prędkości obrotowej wału korbowego n = 1400 obr / min oraz n = 2000 obr / min dla trzech kątów wtrysku paliwa A, B, C. Ustawienie A kąta wyprzedzenia wtrysku to ustawienie fabryczne tego parametru. Ustawienie B generowało późniejszy wtrysk paliwa (o ok. 5°OWK), a ustawienie C wtrysk wcześniejszy o ten sam kąt.

Słowa kluczowe

EN

sunflower methyl esters; compression ignition engine; alternative fuel; rate of heat release

PL

ester metylowy oleju słonecznikowego; silnik o zapłonie samoczynnym; paliwo alternatywne; szybkość wydzielania się ciepła

• Wydawca: Instytut Pojazdów Politechniki Warszawskiej
• Czasopismo: Zeszyty Naukowe Instytutu Pojazdów / Politechnika Warszawska
• Rocznik: 2018
• Tom: z. 1/115
• Strony: 27--34
• Opis fizyczny: Bibliogr. 21 poz., tab., wykr.

Twórcy

autor

Sikora M.

• Institute of Vehicles, Warsaw University of Technology

autor

Orliński P.

• Institute of Vehicles, Warsaw University of Technology

autor

Bednarski M.

• Institute of Vehicles, Warsaw University of Technology

autor

Wojs M.

• Institute of Vehicles, Warsaw University of Technology

Bibliografia

• [1] Struś M. S.: Ocena wpływu biopaliw na wybrane właściwości eksploatacyjne silników o zapłonie samoczynnym, Oficyna Wydawnicza Politechniki Wrocławskiej, 2012,
• [2] Kruczyński S. W., Kołodziejczyk K., Owczuk M., Orliński P., Mosio-Mosiewski J., Warzała M., Nosal H.: Ocena zastosowania estrów metylowych różnego pochodzenia w silnikach o zapłonie samoczynnym, Zeszyty Naukowe Instytutu Pojazdów, 2012, Vol. 2(88), pp. 49-61,
• [3] Sudhir Ghai, Das L. M., Gajendra Babu M. K.: Emissions and performance study with sunflower methyl ester as diesel engine fuel, ARPN Journal of Engineering and Applied Sciences, 2008, Vol. 3,
• [4] Baranik M., Łaczek T.: Właściwości niskotemperaturowe biopaliw zawierających estry metylowe kwasów tłuszczowych, pochodzących z przeróbki tłuszczów zwierzęcych, Nafta i Gaz, 2010, nr 11,
• [5] Skrzyńska E., Matyja M.: Porównanie właściwości fizykochemicznych wybranych tłuszczy naturalnych oraz ich estrów metylowych, Chemik, 2011, Vol. 10,
• [6] Łaska B.: Wybrane właściwości fizyczne olejów roślinnych jako biopaliw do zasilania silników spalinowych, ITP, 2015, pp. 35-39,
• [7] Blin J., Brunschwig C., Chapuis A., Changotade O., Sidibe S.S., Noumi E.S., Girard P.: Characteristics of vegetable oils for use as fuel in stationary diesel engines – Towards specifications for a standard in West Africa, Renewable and Sustainable Energy Reviews, 2013, Vol. 22, pp. 580-597,
• [8] Esteban B., Riba J. R., Baquero G., Rius A., Puig R.: Temperature dependence of density and viscosity of vegetable oils, Biomass and Bioenergy, 2012, Vol. 42, pp. 164-171,
• [9] Ambrozik A., Sobociński R.: Analiza procesu spalania tłokowego silnika spalinowego na podstawie wykresu indykatorowego, Prace Instytutu Transportu Politechniki Warszawskiej, 1983, nr 21,
• [10] Ambrozik A., Łagowski P.: Wybrane metody sporządzania charakterystyk wydzielania ciepła w silnikach spalinowych, Journal of KONES, 2005, Vol. 12,
• [11] Wajand J.: Możliwości wykorzystania wykresów indykatorowych do określenia przebiegu wydzielania ciepła w cylindrze silnika spalinowego, Silniki spalinowe, 1966, nr 2,
• [12] Kriger R. B, Borman G. L.: The Computation of Apparent Heat Release for Internal Combustion Engines, Proc. Diesel Gas Power, ASME, 1966,
• [13] Rychter T., Teodorczyk A.: Modelowanie metematyczne roboczego cyklu silnika, Warszawa, 1990, PWN,
• [14] Heywood, J.B., Internal Combustion Engine Fundamentals, McGraw-Hill, 1988,
• [15] Lyn W.T.: Calculations of the Effect of Rate of Heat Release on the Shape of Cylinder-Pressure Diagram and Cycle Efficiency, Proc. Imech E, 1960, No 1,
• [16] Teisseyre A.: Obliczanie przebiegu spalania w silniku wysokoprężnym na podstawie wykresu indykatorowego, Silniki Spalinowe, 1973, nr 1,
• [17] Witkowski K.: Diagnosis of injection system marine diesel engine with the use of the heat release characteristics, Combustion Engines, 2015, Vol. 162(3), pp. 392-398,
• [18] Witkowski K: Wykorzystanie analizy charakterystyk wydzielania ciepła do oceny stanu technicznego aparatury wtryskowej silnika okrętowego, Wydawnictwo Politechniki Poznańskiej, 2013, nr 490,
• [19] Staś M.J.: Preparation of diesel engine indicator diagrams for cycle calculations, Materiały Konferencji KONES, 1999,
• [20] Staś M.J., Wajand J.A.: Niektóre problemy analizy oraz interpretacji wykresu przebiegu wydzielania ciepła w silnikach z zapłonem samoczynnym i wtryskiem bezpośrednim, Silniki Spalinowe, 1973, nr 1,
• [21] Sikora M., Bednarski M., Orliński P.: Simulation studies and empirical research of particulate matter’s emission in diesel engine powered by liquid alternative fuels, Proceedings of the Institute of Vehicles, 2017, Vol. 3(112).

Uwagi

PL

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2018).