Evaluation of the injectors operational wear process based on optical fuel spray analysis

• Autorzy: Pielecha I. , Skowron M. , Mazanek A.

Identyfikatory

DOI

10.17531/ein.2018.1.11

Warianty tytułu

PL

Ocena eksploatacyjnego zużycia wtryskiwaczy na podstawie analizy optycznej rozpylenia paliwa

• Języki publikacji: EN PL

Abstrakty

EN

The diagnostics of combustion engine components currently requires the integration of many technical and scientific fields in order to quickly and accurately locate faults or pinpoint the causes of malfunction. This article analyzes the wear of injectors based on the geometric indicators of the fuel spray. Using a number of available parameter data, a selection has been made to best judge the wear of injectors in their operating conditions. Optical fuel spray tests were used to assess the injector wear. Various geometric indicators of the fuel stream have been presented, indicating their diagnostic utility and applicability. In conclusion, it was found that the current injection systems require the combination of mechanical injector diagnostics and advanced optical fuel spray diagnostics.

PL

Diagnostyka elementów silnika spalinowego wymaga obecnie integracji wielu dziedzin techniki i nauki w celu szybkiej i trafnej lokalizacji uszkodzenia lub poszukiwania przyczyn niesprawności. Artykuł dotyczy analizy zużycia wtryskiwaczy na podstawie wskaźników geometrycznych strugi rozpylanego paliwa. Na podstawie kilku dostępnych wielkości badawczych dokonano wyboru pozwalającego najlepiej ocenić zużycie wtryskiwaczy w warunkach ich eksploatacji. Do oceny diagnostycznej zużycia wtryskiwaczy wykorzystano badania optyczne rozpylenia paliwa. Przedstawiono różne wskaźniki geometryczne strugi paliwa, wskazując na ich użyteczność diagnostyczną oraz możliwość zastosowania. W podsumowaniu stwierdzono, że badania obecnych układów wtryskowych wymagają połączenia mechanicznych metod diagnostyki wtryskiwaczy oraz zaawansowanej diagnostyki optycznej rozpylenia paliwa.

Słowa kluczowe

EN

fuel injection; fuel spray; fuel jet cone angle; optical diagnostics

PL

wtrysk paliwa; rozpylenie paliwa; kąt stożka strugi; badania optyczne

• Wydawca: Polskie Naukowo-Techniczne Towarzystwo Eksploatacyjne
• Czasopismo: Eksploatacja i Niezawodność
• Rocznik: 2018
• Tom: Vol. 20, no. 1
• Strony: 83--89
• Opis fizyczny: Bibliogr. 19 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Pielecha I.

• Institute of Combustion Engines and Transport Poznan University of Technology ul. Piotrowo 3, 60-965 Poznan, Poland

autor

Skowron M.

• Institute of Combustion Engines and Transport Poznan University of Technology ul. Piotrowo 3, 60-965 Poznan, Poland
• [e-mail]

autor

Mazanek A.

• Department of Performance Testing Oil and Gas Institute - National Research Institute ul. Lubicz 25A, 31-503 Cracow, Poland

Bibliografia

• 1. Beck Á, Pölczmann G, Eller Z. et al. Investigation of the effect of detergent–dispersant additives on the oxidation stability of biodiesel, diesel fuel and their blends. Biomass and Bioenergy 2014; 66: 328–336, https://doi.org/10.1016/j.biombioe.2014.03.050.
• 2. Ghahremani A R, Saidi M H, Hajinezhad A, Mozafari A A. Experimental investiga-tion of spray characteristics of a modified bio-diesel in a direct injection combustion chamber. Experimental Thermal and Fluid Science 2017; 81: 445–453, http://dx.doi.org/10.1016/j.expthermflusci.2016.09.010.
• 3. Hassen N S, Sidik N A C, Sheriff J M. Effect of nozzle type, angle and pressure on spray volumetric distribution of broadcasting and banding application. Journal of Me-chanical Engineering Research 2013; 5(4): 76–81, https://doi.org/10.5897/JMER2013.0272.
• 4. Heywood J B. Internal combustion engine fundamentals. New York, McGraw-Hill 1988.
• 5. Khalife E, Tabatabaei M, Demirbas A, Aghbashlo M. Impacts of additives on perfor-mance and emission characteristics of diesel engines during steady state operation. Progress in Energy and Combustion Science 2017; 59: 32–78, http://dx.doi.org/10.1016/j.pecs.2016.10.001.
• 6. King J, Böcker O. Multiple injection and boosting benefits for improved fuel con-sumption on a spray guided direct injection gasoline engine. Proceedings of the FISI-TA 2012 World Automotive Congress. Lecture Notes in Electrical Engineering 2013; 189, Springer, Berlin, Heidelberg, https://doi.org/10.1007/978-3-642-33841-0_18.
• 7. Ma Y, Huang S, Huang R, Zhang Y, Xu S. Spray and evaporation characteristics of -pentanol–diesel blends in a constant volume chamber. Energy Conversion and Man-agement 2016; 130: 240–251, http://dx.doi.org/10.1016/j.enconman.2016.10.063.
• 8. Naber J, Siebers D. Effects of gas density and vaporization on penetration and disper-sion of diesel sprays.SAE Technical Paper 1996, 960034, http://dx.doi.org/10.4271/960034.
• 9. Payri R, Gimeno J, Bardi M, Plazas A. Effect of injection rate shaping over diesel spray development in non reacting evaporative conditions. ASME 2012 Internal Com-bustion Engine Division Spring Technical Conference 2012; 347–356, http://dx.doi.org/10.1115/ICES2012-81206.
• 10. Payri F, Payri R, Salvador F J, Bardi M. Effect of gas properties on Diesel spray pene-tration and spreading angle for the ECN injectors. ICLASS 2012, 12th Triennial Inter-national Conference on Liquid Atomization and Spray Systems, Heidelberg, Germany, September 2-6, 2012.
• 11. Payri R, Viera J P, Gopalakrishnan V, Szymkowicz P G. The effect of nozzle geome-try over the evaporative spray formation for three different fuels. Fuel 2017; 188: 645–660, http://dx.doi.org/10.1016/j.fuel.2016.10.064.
• 12. Pielecha I. Analysis of the repeatability of fuel spray indexes in a spray-guided spark-ignited direct-injection engine. Combustion Engines 2016; 164(1): 49–55.
• 13. Pielecha I. Modeling of gasoline fuel spray penetration in SIDI engines. International Journal of Automotive Technology 2014; 15(1): 47–55, http://dx.doi.org/10.1007/s12239-014-0005-y.
• 14. Pielecha I, Wisłocki K, Borowski P, Cieślik W. Thermodynamical evaluation of use-fulness of future hydrocarbon fuels for use in compression ignition engines. Journal of Thermal Analysis and Calorimetry 2015; 122(1): 473–485, http://dx.doi.org/10.1007/s10973-015-4735-5.
• 15. Shaafi T, Sairam K, Gopinath A, Kumaresan G, Velraj R. Effect of dispersion of vari-ous nanoadditives on the performance and emission characteristics of a CI engine fuelled with diesel, biodiesel and blends—A review. Renewable and Sustainable En-ergy Reviews 2015; 49:563–573, http://dx.doi.org/10.1016/j.rser.2015.04.086.
• 16. Stępień Z. A study of factors influencing the formation of harmful deposits in the die-sel engine injectors. Eksploatacja i Niezawodnosc – Maintenance and Reliability 2017; 19(3): 331–337, http://dx.doi.org/10.17531/ein.2017.3.3.
• 17. Subic A, Wellnitz J, Leary M, Koopmans L. Sustainable automotive technologies 2012: Proceedings of the 4th International Conference, Springer Science & Business Media 2012; 404.
• 18. Wei M, Gao Y, Yan F, Chen L, Feng L, Li G, Zhang C. Experimental study of cavita-tion formation and primary breakup for a biodiesel surrogate fuel (methyl butanoate) using transparent nozzle. Fuel 2017; 203: 690–699, http://dx.doi.org/10.1016/j.fuel.2017.05.022.
• 19. Żak G, Ziemiański L, Stępień Z, Wojtasik M. Engine testing of novel diesel fuel de-tergent–dispersant additives. Fuel 2014; 122: 12–20, http://dx.doi.org/10.1016/j.fuel.2013.12.055.

Uwagi

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