Effect of compression ignition engine preheating on its performance under cold start conditions

• Autorzy: Gęca Michał Jan , Radica Gojmir

Identyfikatory

DOI

10.19206/CE-142346

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

This paper examines the effect of an external preheating system for an internal combustion engine on fuel consumption, CO2 emissions, and cabin temperature of a Euro4 vehicle. A 1 kW electric system powered by 220 V was installed in series in the cooling system of a vehicle with a compression-ignition engine of 2.5 dm3 capacity. The tests were carried out in simulated urban driving conditions (distance of 4.2 km), extra-urban driving conditions (distance of 17 km), and during idling at cold-start temperatures ranging from -10oC to 2oC. Preheating the engine under simulated city conditions reduces fuel consumption by 2.64 dm3/100 km and increases the supply air temperature immediately after engine start-up. Due to the preheater being powered from an external power grid, the cost per trip and total CO2 emissions are increased. Assuming renewable energy sources, CO2 emissions would be reduced the most for the stationary tests after engine preheating. In contrast, emissions would be reduced the least for extra-urban driving.

Słowa kluczowe

EN

internal combustion engine; engine warm-up; cold start; CO2 emissions; fuel consumption

PL

silnik o spalaniu wewnętrznym; nagrzewanie silnika; zimny rozruch; emisje CO2; zużycie paliwa

• Wydawca: Polskie Towarzystwo Naukowe Silników Spalinowych
• Czasopismo: Combustion Engines
• Rocznik: 2022
• Tom: R. 61, nr 1
• Strony: 67--74
• Opis fizyczny: Bibliogr. 18 poz., il. kolor., fot., 1 rys., wykr.

Twórcy

autor

Gęca Michał Jan

• Faculty of Mechanical Engineering, Lublin University of Technology

• https://orcid.org/0000-0001-6484-7196

autor

Radica Gojmir

• Faculty of Electrical Engineering, Mechanical Engineering and Naval Architecture, University of Split, Croatia

• https://orcid.org/0000-0001-8555-1503

Bibliografia

• [1] KNEBA, Z. Studium problemów zarządzania ciepłem odprowadzanym silnika w samochodach osobowych. Wydawnictwo Politechniki Gdańskiej. Gdańsk 2011.
• [2] WAJAND, J.A., WAJAND, J.T. Tłokowe silniki spalinowe średnio- i szybkoobrotowe. Wydanie IV. Wydawnictwa Naukowo-Techniczne. Warszawa 2005.
• [3] GÓRECKI, A. Technologia ogólna: podstawy technologii mechanicznych. WSiP. Warszawa 1984.
• [4] PSZCZÓŁKOWSKI, J. Charakterystyki rozruchowe silników o zapłonie samoczynnym. Wyd. SEPP „Cogito”. 2004.
• [5] DROŹDZIEL, P. O rozruchu silnika o zapłonie samoczynnym. Eksploatacja i niezawodność. 2007, 2(34), 51-59.
• [6] DROŹDZIEL, P. Wybrane zagadnienia rozruchu samochodowego silnika o zapłonie samoczynnym. Polskie Naukowo-Techniczne Towarzystwo Eksploatacyjne. Warszawa 2007.
• [7] BUCK, W.H., LOHUIS, J.R. Lubricant effects on low-temperature diesel engine cold starting. SAE Technical Paper 940097. 1994. https://doi.org/10.4271/940097
• [8] DUVAL, H. Computer model of the lead/acid starter battery in automobiles. Journal of Power Sources. 1995, 53, 351-357. https://doi.org/10.1016/0378-7753(94)02000-S
• [9] GĘCA, M., BARAŃSKI, G., MAJCZAK, A. IC CI engine cold start-up facilitating systems tests. Logistyka. 2015, 3, 1452-1458.
• [10] PAWO. www.pipewarm.com
• [11] OGRODZKI, A. Technika cieplna w pojazdach. Wydawnictwo Komunikacji i Łączności. Warszawa 1982.
• [12] SALAH, M.H., MITCHELL, T.H., WAGNER, J.R. et al. A smart multiple-loop automotive cooling. IEEE/ASME Transactions on Mechatronics 2010, 15(1), 117-124. https://doi.org/10.1109/tmech.2009.2019723
• [13] WANG, X., LIANG, X., HAO, Z. et al. Comparison of electrical and mechanical water pump performance in internal combustion engine. International Journal of Vehicle Systems Modelling and Testing. 2015, 10(3), 205-223. https://doi.org/10.1504/IJVSMT.2015.070155
• [14] FENG, J., LUO, X., BENRA, F.K. et al. Experimental investigation of velocity fluctuations in a radial diffuser pump. Journal of Hydrodynamics. 2015. 27(3), 332-339. https://doi.org/10.1155/2014/702318
• [15] GĘCA, M.J., PIETRYKOWSKI, K., BARAŃSKI, G. Coolant pump for compression-ignition aircraft engine. Combustion Engines. 2019, 179(4), 52-57. https://doi.org/10.19206/CE-2019-408
• [16] KILMAN, G., HARADA, O., WTENABE, K. et al. The 1.8L engine of the new Toyota Prius. FISITA 2010. F2010-A-043.
• [17] KRÓL, E. Porównanie emisji zanieczyszczeń pojazdów z napędem elektrycznym i spalinowym. Napędy i Sterowanie. 2017, 140-143.
• [18] Wskaźniki emisyjności CO2, SO2, NOx, CO i pyłu całkowitego dla energii elektrycznej na podstawie informacji zawartych w Krajowej bazie o emisjach gazów cieplarnianych i innych substancji za 2019 rok. Krajowy Ośrodek Bilansowania i Zarządzania Emisjami. Warszawa 2020. https://www.kobize.pl/

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MEiN, umowa nr SONP/SP/546092/2022 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2022-2023).