Research-based assessment of the influence of hydrocarbon fuel atomization on the formation of self-ignition spots and the course of pre-flame processes

• Autorzy: Pielecha I. , Czajka J. , Borowski P. , Wisłocki K.

Warianty tytułu

PL

Badawcza ocena wpływu rozpylenia paliw węglowodorowych na tworzenie się ognisk samozapłonu oraz przebieg procesów przedpłomiennych

• Języki publikacji: EN PL

Abstrakty

EN

The paper discusses the issues of the influence of the fuel spray formation on the generation of self-ignition spots and the development of pre-flame processes in the cylinder of a model diesel engine. The investigations were carried out with the use of 8-hole piezoelectric injectors for a standard diesel fuel and three other types of fuel that were mixtures of: ethanol, butanol and gasoline in a variety of proportions. By applying optical methods of analysis the authors determined the geometrical indexes of the forming of fuel spray and of fuel mass distribution in the longitudinal and transverse cross-section of the fuel spray during the injection process. The location and number of the self-ignition spots in the combustion chamber were evaluated on the basis of a comparison under the swirl vs. no swirl conditions.

PL

W artykule omówiono zagadnienia wpływu kształtowania się strugi wtryskiwanego paliwa na tworzenie ognisk samozapłonu oraz rozwój procesów przedpłomiennych w przestrzeni roboczej modelowego silnika spalinowego o zapłonie samoczynnym. Badania wykonano wykorzystując 8-otworkowe wtryskiwacze piezoelektryczne dla standardowego oleju napędowego oraz dla 3 innych paliw, które stanowiły mieszaniny: etanolu, butanolu i benzyny w różnych proporcjach. Stosując optyczne metody analizy określano wskaźniki geometryczne powstającej strugi wtryskiwanego paliwa oraz rozkład masy paliwa w przekroju podłużnym i poprzecznym strugi w trakcie trwania procesu wtrysku. Miejsce i liczbę powstających ognisk samozapłonu w przestrzeni spalania oceniano porównawczo w warunkach braku zawirowania ładunku oraz przy jego występowaniu.

Słowa kluczowe

EN

diesel fuel injection; atomization; self-ignition

PL

wtrysk oleju napędowego; rozpylenie; samozapłon

• Wydawca: Polskie Towarzystwo Naukowe Silników Spalinowych
• Czasopismo: Combustion Engines
• Rocznik: 2014
• Tom: R. 53, nr 2
• Strony: 22--35
• Opis fizyczny: Bibliogr. 17 poz., il., tab., wykr.

Twórcy

autor

Pielecha I.

• Faculty of Machines and Transport of Poznan University of Technology

autor

Czajka J.

• Faculty of Machines and Transport of Poznan University of Technology

autor

Borowski P.

• Faculty of Machines and Transport of Poznan University of Technology

autor

Wisłocki K.

• Faculty of Machines and Transport of Poznan University of Technology

Bibliografia

• [1] Shi X.; Yu Y., He H., Shuai S., Wang J., Li R.: Emission characteristics using methyl soyate-ethanol-diesel fuel blends on a diesel engine. Fuel 2005, 84, 1543-1549.
• [2] Satge´ de Caro P., Mouloungui Z., Vaitilingom G., Berge J.C.: Interest of combining an additive with diesel-ethanol blends for use in diesel engines. Fuel 2001, 80, 565-574.
• [3] Hansen A.C., Zhang Q., Lyne P.W.L.: Ethanol-diesel fuel blends – A review. Biores. Technol. 2005, 96, 277-285.
• [4] He B.Q., Shuai S.J., Wang J.X., He H.: The effect of ethanol blended diesel fuels on emissions from a diesel engine. Atmos. Environ. 2003, 37, 4965-4971.
• [5] Pielecha I., Maslennikov D., Wisłocki K.: Optical Research of Spray Development of E85 Fuel in High Pressure Gasoline Direct Injection System, SAE Technical Paper 2010-01-2285, 2010.
• [6] Wisłocki K., Pielecha I., Maslennikov D., Czajka J.: Analysis of Bio-Diesel Spray Atomization in Common-Rail Piezoinjector System, SAE Technical Paper 2010-01-2282, 2010.
• [7] Pielecha I., Wisłocki K., Czajka J., Maslennikov D.: Determination of the self-ignition delay for different types of diesel fuels. W2P014, 34th International Symposium on Combustion, Warszawa 2012.
• [8] Wadumesthrige K., Ng K., Salley S.: Properties of Butanol-Biodiesel-ULSD Ternary Mixtures, SAE Int. J. Fuels Lubr. 3(2):660-670, 2010.
• [9] Kinoshita E., Hamasaki K., Imabayashi R.: Diesel Combustion Characteristics of Bio-diesel with 1-Butanol, SAE Int. J. Fuels Lubr. 5(1):558-565, 2012.
• [10] Biradar C., Subramanian K., Dastidar M.: Performance Improvement and Emissions Reduction of a DI Diesel Engine for use of Karanja Biodiesel-Diesel Blend (B20) Using Diethyl Ether, SAE Technical Paper 2011-26-0004, 2011.
• [11] Park S.H., Cha J., Kim H.J., Lee C.S., Effect of early injection strategy on spray atomization and emission reduction characteristics in bioethanol blended diesel fueled engine. Energy 39 (2012) 375–387, doi: 10.1016/ j.energy.2011.12.050.
• [12] Baumgarten C. Mixture formation in internal combustion engines. New York: Springer; 2006.
• [13] Park S.H., Suh H.K., Lee C.S., Nozzle flow and atomization characteristics of ethanol blended biodiesel fuel. Renewable Energy 35 (2010) 144–150, doi: 10.1016/j.renene.2009. 06.012.
• [14] Yamamoto, S., Watanabe, S., Komada, K., Sakaguchi, D. et al., Study on Combustion and Soot Emission of Ethanol or Butanol Blended with Gas Oil in a Direct Injection Diesel Engine, SAE Int. J. Fuels Lubr. 6(3):2013, doi:10.4271/2013-32-9112.
• [15] Iranmanesh, M., Subrahmanyam, J., and Babu, M., Potential of Diethyl ether as supplementary fuel to improve combustion and emission characteristics of diesel engines, SAE Technical Paper 2008-28-0044, 2008, doi:10.4271/2008-28-0044.
• [16] Iranmanesh, M., Subrahmanyam, J., and Babu, M., Potential of Diethyl Ether as a Blended Supplementary Oxygenated Fuel with Biodiesel to Improve Combustion and Emission Characteristics of Diesel Engines, SAE Technical Paper 2008-01-1805, 2008, doi:10.4271/2008-01-1805.
• [17] Cui, X., Helmantel, A., Golovichev, V., and Denbratt, I., Combustion and Emissions in a Light-Duty Diesel Engine Using Diesel-Water Emulsion and Diesel-Ethanol Blends, SAE Technical Paper 2009-01-2695, 2009, doi:10.4271/2009-01-2695.