A comparative study of the performance of a low heat rejection engine with three different levels of insulation with vegetable oil operation

• Autorzy: Murali Krishna M.V.S. , Janardhan N. , Murthy P.V.K. , Ushasri P. , Sarada N.

Warianty tytułu

PL

Studium porównawcze osiągów silnika o małych stratach ciepła, napędzanego olejem roślinnym, przy trzech różnych poziomach izolacji cieplnej

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Investigations were carried out to evaluate the performance of a low heat rejection (LHR) diesel engine consisting of different versions, such as ceramic coated cylinder head engine-LHR-1-Air gap insulated piston and air gap insulated liner-LHR-2- and Ceramic coated cylinder head, air gap insulated piston and air gap insulated liner -LHR-3 with degrees of insulation with normal temperature condition of linseed oil with varied injection pressure. Performance parameters were determined at various magnitudes of brake mean effective pressure. Pollution levels of smoke and oxides of nitrogen (NOx) were recorded at the peak load operation of the engine. Combustion characteristics of the engine were measured with TDC (top dead centre) encoder, pressure transducer, console and special pressure-crank angle software package. Conventional engine (CE) showed deteriorated performance, while LHR engine showed improved performance at recommended injection timing of 27 degrees bTDC and recommend injection pressure of 190 bar with vegetable oil operation, when compared with CE with pure diesel operation. Peak brake thermal efficiency increased by 14%, smoke levels decreased by 10% and NOx levels increased by 30% with LHR engine at an injection pressure of 270 bar when compared with pure diesel operation on CE at manufacturer's recommended injection timing.

PL

Wykonano badania mające na celu ocenę osiągów silnika wysokoprężnego o małych stratach ciepła (Low Heat Rejection, LHR). Badano różne wersje izolacji cieplnej, takie jak głowica cylindra z powłoką ceramiczną (LHR-1), tłok i tuleja cylindra izolowane szczelinami powietrznymi (LHT-2), głowica cylindra z powłoką ceramiczną oraz tłok i tuleja cylindra izolowane szczelinami powietrznymi (LHR-3). Badania wykonano dla różnego stopnia izolacji, w normalnych warunkach temperaturowych, przy różnych ciśnieniach wtrysku paliwa (oleju lnianego). Parametry robocze wyznaczono dla różnych wartości ciśnienia użytecznego. Poziomy zanieczyszczeń dymem i tlenkami azotu (NOx) były mierzone w warunkach szczytowego obciążenia silnika. Przy pomiarze charakterystyk spalania silnika wykorzystano koder TDC (górnego martwego punktu), przetwornik ciśnienia, konsolę i specjalny pakiet programowy do wyznaczania zależności ciśnienie - kąt obrotu wału korbowego. Silnik konwencjonalny (CE), napędzany czystym olejem dieslowskim, wykazywał gorsze działanie. W porównaniu z nim, sinik o małych stratach ciepła (LHR), napędzany olejem roślinnym, miał lepsze parametry robocze przy zalecanym kącie wyprzedzenia wtrysku 27 stopni przed GMP i zalecanym ciśnieniu wtrysku 190 bar. Dla silnika typu LHR z optymalnym kątem wyprzedzenia wtrysku i przy maksymalnym zasysaniu etanolu, szczytowa sprawność cieplna była większa o 18%, poziom zawartości dymu mniejszy o 48%, a zawartość tlenków azotu mniejsza o 38% w porównaniu z silnikiem konwencjonalnym (CE), z czystym paliwem dieslowskim, przy zalecanym przez producenta kącie wyprzedzenia wtrysku.

Słowa kluczowe

EN

crude linseed oil; engine; low heat rejection; engine performance; LHR-1; LHR-2; LHR-3; pollution level; combustion characteristics

PL

olej lniany surowy; silnik; małe straty ciepła; moc silnika; LHR-1; LHR-2; LHR-3; poziom zanieczyszczenia; charakterystyka spalania

• Wydawca: Komitet Budowy Maszyn PAN
• Czasopismo: Archive of Mechanical Engineering
• Rocznik: 2012
• Tom: Vol. LIX, nr 1
• Strony: 101--128
• Opis fizyczny: Bibliogr. 17 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Murali Krishna M.V.S.

autor

Janardhan N.

autor

Murthy P.V.K.

autor

Ushasri P.

autor

Sarada N.

• Mechanical Engineering Department, Chaitanya Bharathi Institute of Technology, Gandipet, Hyderabad-500 075, Andhra Pradesh, India,

Bibliografia

• [1] Banapurmath N.R., Tewari P.G.: 'Performance studies of a low heat rejection engine operated on non-volatile vegetable oils with exhaust gas recirculation', International Journal of Sustainable Engineering, 2, 4, 2009, pp. 265-274.
• [2] Jaichandar S., Tamilporai P.: Low heat rejection engines - an overview. SAE paper 2003-01-0405, USA, 2003.
• [3] Ekrem В., Tahsin E., Muhammet C.: Effects of thermal barrier coating on gas emissions and performance of a LHR engine with different injection timings and valve adjustments. Journal of Energy Conversion and Management, 47, 2006, pp. 1298-1310.
• [4] Ahmaniemi S., et al.: Characterization of modified thick thermal barrier coatings. Journal of Thermal Spray Technology, 13 (3), 2004 pp. 361-369.
• [5] Parker D.A., Dennison G.M.: "The development of an air gap insulated piston", SAE Paper No. 870652, 1987.
• [6] Rama Mohan K.: "Performance evaluation of air gap insulated piston engine with diesel", Ph.d Thesis, Kakatiya University, 1995.
• [7] Rama Mohan K., Vara Prasad C.M., Murali Krishna M.V.S.: "Performance of a low heat rejection diesel engine with air gap insulated piston", ASME Journal of Engineering for Gas Turbines and Power, Volume-121, July, 1999, pp. 530-540.
• [8] M.V.S. Murali Krishna: "Performance evaluation of low heat rejection diesel engine with alternate fuels", Ph.D Thesis, J.N.T. University, Hyderabad, 2004.
• [9] P.V. Krishna Murthy: "Studies on bio-diesel on low heat rejection diesel engine", Ph.D Thesis, J.N.T. University, Hyderabad, 2010.
• [10] Jabez Dhinagar S., Nagalingam В., Gopala Krishnan K.V.: "A comparative study of the performance of a low heat rejection engine with four different levels of insulation", Proceedings of IV International Conference on Small Engines and Fuels, Chang Mai, Thailand, 1993, pp. 121-126.
• [11] Rehman Α., Singhai K.C.: "Vegetable oils as alternate fuels for diesel engine", Proceedings of IV Asian - Pacific International Symposium on Combustion and Energy Utilization, Hong Kong, 1995, pp. 924-928.
• [12] Shailendra Sinha, Avinash Kumar Agarawal: "Performance evaluation of a biodiesel (rice bran oil methyl ester) fuelled transportation diesel engine", SAE. Paper No. 2005- 01-1730, 2005.
• [13] Gajendra Babu M.K., Chandan Kumar, Lalit M. Das.: "Experimental investigations on a karanja oil methyl ester fuelled DI diesel engine", SAE. Paper No. 2006-01-0238, 2006.
• [14] Jiwak Suryawanshi: "Performance and emission characteristics of CI engine fueled by coconut oil methyl ester, SAE Paper No. 2006-32-0077, 2006.
• [15] Pugazhvadivu M., Jayachandran K.: "Investigations on the performance and exhaust emissions of a diesel engine using preheated waste frying oil as fuel", Proc. of the Institution of Mechanical Engineers, Journal of Automobile Engineering, 2005.
• [16] Bhaskar Т., Nagalingam В., Gopala Krishan K.V.: "The effect of two ignition improving additives on the performance of jatropha oil in low heat rejection diesel engine" Proceedings of IV International Conference on Small Engines and their Fuels, Thailand, 1993, pp. 14-19.
• [17] Barsic N.J., Humke A.L.: "Performance and emission characteristics of naturally aspirated engine with the vegetable oil fuels", SAE 810262, 1981.