The effect of waterin emulsion fuel on nitric oxides concentration in diesel engine exhausts

• Autorzy: Kolanek Cz. , Kułażyński M. , Sroka Z. , Walkowiak W.

Warianty tytułu

PL

Wpływ dodatku wody w paliwie emulsyjnym na stężenie tlenków azotu w spalinach silnika o zapłonie samoczynnym

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Nitric oxides (NO) concentration in exhaust gases of self-ignition engine is a result of air usage for hydrocarbon fuel compounds oxidation in combustion process. The methods of limitation of NOx concentration based on adjusting optimization of injection advance angle and they are responsible for aim conflict in exhaust smokiness sphere. The progressive expectation of European Union, defined by Euro V and still discussable Euro VI implementation, caused a necessary of reaching for solutions apart from an engine like exhaust gas recirculation (EGR), selective catalytic reduction (SCR) and diesel particle filters - DPF. The method of water addition (especially the most effective - in water-fuel emulsion form) to combustion process has been known since years. This paper presents the results of the researches which aim was to investigate nitric oxides concentration in exhausts of one-cylinder self-ignition engine (typeS301D)fueled l0%, 20%, 30% water-emulsion fuel. Using of emulsion cut down emission nitric oxides (NOx), carbon monoxide and smoking of an engine with relation to fuelled with diesel oil. Using of the fuel containing 20% H2O cut down emission NO approx. 61%, emission NOx approx.67%, carbon monoxide approx. 20% with relation to fuelled with diesel oil.

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań wpływu zasilania silnika o zapłonie samoczynnym (typu S301D) paliwem emulsyjnym, zawierającym 10, 20 i 30% wody. Obserwowano stężenia tlenku azotu i tlenków azotu, tlenku węgla oraz dymienie silnika. W celu porównania efektów wyznaczono emisje jednostkowe poszczególnych wielkości i odniesiono je do takich wielkości wyznaczonych dla handlowego oleju napędowego. W przypadku NOx i CO zaobserwowano ekstremum efektu dla zawartości 20% wody; w przypadku dymienia silnika maksymalny efekt odpowiada maksymalnemu udziałowi wody w paliwie. Użycie paliwa emulsyjnego obniża emisję tlenków azotu (NO), tlenku węgla (CO) i dymienie silnika (S) w stosunku do zasilania olejem napędowym. W obszarze tlenku azotu (NO) użycie paliwa zawierającego 20% H2O spowodowało obniżenie emisji NO do poziomu 61% w stosunku do zasilania olejem napędowym. W obszarze tlenku węgla (CO) użycie paliwa zawierającego 20% H2O obniża emisję do poziomu 20% w stosunku do zasilania silnika olejem napędowym W obszarze tlenków azotu (NO) użycie paliwa zawierającego 20% H2O obniżyło emisję NOx do poziomu 67% w stosunku do zasilania olejem napędowym.

Słowa kluczowe

EN

combustion engines; fuel; water-emulsion; nitric oxides

PL

silnik spalinowy; paliwo; emulsja wodna; tlenki

• Wydawca: Łukasiewicz Research Network - Institute of Aviation ; European Science Society of Powertrain and Transport KONES Poland ; Wydawnictwo Instytutu Technicznego Wojsk Lotniczych
• Czasopismo: Journal of KONES
• Rocznik: 2009
• Tom: Vol. 16, No. 4
• Strony: 227--232
• Opis fizyczny: Bibliogr. 27 poz., rys.

Twórcy

autor

Kolanek Cz.

autor

Kułażyński M.

autor

Sroka Z.

autor

Walkowiak W.

• Politechnika Wrocławska Wybrzeze Wyspianskiego 27, 50-370 Wrocław, Poland tel: [phone],fax: [phone],

Bibliografia

• [1] Bemert, L., Strey, R., Diesel-Mikroemulsionen als alternativer Kraftstoff, 5, FAD Konferenz Herausforderung – Abgasnachbehandlung fuer Dieselmotoren, Dresden 2007.
• [2] Born, C., Peters, N., Reduzierung der Russemssionen am DI-Dieselmotor durch zusaetzliche Einspritzung von Wasserstoffperoxid, MTZ 59, 6, 1998.
• [3] Chłopek, Z., Danilczyk, W., Kruczyński, S., Ocena możliwości zmniejszenia emisji tlenków azotu przez dodatek wody do układu zasilania silnika o zapłonie samoczynnym, Zeszyty Instytutu Pojazdów 3, Warszawa 1994.
• [4] Heider, G., Rechnenmodell zur Vorausrechnung der NO-Emission von Dieselmotoren, Disertation der TU Muenchen 1996.
• [5] Huen, W., Russbildung bei der dieselmotorischen Verbrennung und Moeglichkeiten ihrerVerminderung, MTZ 3, 1970.
• [6] Jakubowski, J., Silniki samochodowe zasilane paliwami zastępczymi. Warszawa, Wydawnictwa Komunikacji i Łączności 1987.
• [7] Kolanek, C., Kułażyński, M., Kempińska, M., Examination of the effects of water presece in Fuel on toxicity indices of a cxompression-ignitonengine, Journal of KONES, European Science Society of Powertrain and Transport Publication, Warsaw 2007.
• [8] Kolanek, C., Ograniczenie emisji NOx z silników o zapłonie samoczynnym przez wprowadzenie wody do procesu spalania, Ochrona Środowiska, Wyd. Oddziału Dolnośląskiego PZTIS, 1(64), 1997.
• [9] Kolanek, C., Emulsyjne paliwo dla silnika o zapłonie samoczynnym, oparte na nadtlenku wodoru, Politechnika Wrocławska, Raport S/104/2007 z realizacji projektu badawczego PB 4T12D03129.
• [10] Kolanek, C., Sroka, Z. J., Walkowiak, W. W., Exhaust gas toxicity problems in ship drives, Polish Maritime Research 2007.
• [11] Kruczyński, S., Danilczyk, W., Chłopek, Z., Ultradźwiękowe rozpylanie cieczy w silnikach spalinowych, Zeszyty Instytutu Pojazdów 4(26), 1997.
• [12] Kruczyński, S. W., Wybrane metody ograniczania emisji tlenków azotu w silnikach o zapłonie samoczynnym, Studia i rozprawy SIMR, Warszawa-Radom 2002.
• [13] Piaseczny, L., Zadrąg, R., Wpływ zasilania emulsją paliwowo-wodną na dymienie okrętowego silnika spalinowego, Journal of KONES Internal Combustion Engines, Vol. 10, 3-4, 2003.
• [14] Piaseczny, L., Zadrąg, R., Badania wpływu dostarczania wody do cylindra na wskaźniki procesu spalania i toksyczności silnika ZS, Silniki spalinowe, Nr 3, 122, 2005.
• [15] PN-EN ISO 8178-1: Silniki spalinowe tłokowe - Pomiar emisji spalin - Pomiar emisji składników gazowych i cząstek stałych na stanowisku badawczym, 1999.
• [16] PN-EN ISO 8178-2: Silniki spalinowe tłokowe - Pomiar emisji spalin - Pomiar emisji składników gazowych i cząstek stałych w miejscu zainstalowania, 1999.
• [17] PN-EN ISO 8178-4: Silniki spalinowe tłokowe - Pomiar emisji spalin - Cykle badawcze silników o różnym zastosowaniu, 1999.
• [18] Pucher, H., Netzel, H. O., NOx-Senkung bei Gasmotoren durch Saugrohr-Wassereinspritzung, MTZ 45, Nr. 1, 1984.
• [19] Rauscher, M., Remmels, W., Schoenfeld, D., Einfluss der geschichteten Einspritzung auf die Stickoxidemission, MTZ 57, Nr. 2, 1996.
• [20] Riom, E., Larson, L. O., Hagstroem, U., Verminderung des NOx-Ausstosses von Dieselmotoren mit dem Humid Air Motor-Prinzip, MTZ 63, Nr. 5, 2002.
• [21] Sowa, K., Wprowadzenie do badań zasilania silników Diesla emulsja paliwowo-wodną, Journal of KONES Internal Combustion Engines, Vol. 12, 3-4, 2005.
• [22] Takasaki, K., Verbesserung der Verbrennung im Dieselmotor durch geschitete Wassereinspritzung, MTZ 59, Nr. 4, 1998.
• [23] Tschalamoff, T., Lass, U., Janicke, D., Direkte Wassereinspritzung im Gasmotor, MTZ 68, Nr. 11, 2007.
• [24] Ustawa z dnia 25 sierpnia 2006 r. O biokomponentach i biopaliwach ciekłych.
• [25] Velji, A., Eichel, E., Remmels, W., Haug, F., Dieselmotoren erfuellen mit Wassereinspritzung zukuenftige NOx – und Russgrenzwerte, MTZ 57, Nr. 7/8, 1996.
• [26] Wachter, W., Untersuchungen zum Emissions-verhalten von Nutzfahrzeug-Diselmotoren,Forschritt-Berichte VDI Reihe 12, Nr. 266.
• [27] Zabłocki, M., Wtrysk i spalanie paliwa w silnikach wysokoprężnych, WKŁ, Warszawa 1976.