Analysis of nitrogen oxides emission in self-ignition engine fuelled with diesel oil plant fuel and their blends

• Autorzy: Ambrozik A. , Kurczyński D.

Warianty tytułu

PL

Analiza emisji tlenków azotu silnika o zapłonie samoczynnym zasilanego olejem napędowym, paliwem roślinnym i ich mieszaninami

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Ciągły wzrost zapotrzebowania na energię, wyczerpywanie się nieodnawialnych zasobów paliw konwencjonalnych oraz uzależnienie dostępu do ich pozyskiwania od sytuacji politycznej, stwarza konieczność poszukiwania nowych źródeł energii. Poza tym względy ekologiczne związane ze szkodliwym oddziaływaniem na środowisko produktów spalania paliw węglowodorowych w tłokowych silnikach spalinowych, stymulują rozwój technologii pozyskiwania paliw alternatywnych do ich zasilania. Jedną z takich możliwości jest zastosowanie do zasilania silników spalinowych paliw pochodzenia roślinnego. Zasadniczą zaletą tego rodzaju paliw jest to, że są one odnawialne i łatwo ulegają biodegradacji. W artykule przedstawiono wyniki badań emisji tlenków azotu N0x silnika o zapłonie samoczynnym AD3.152 UR zasilanego estrami metylowymi kwasów tłuszczowych oleju rzepakowego FAME, olejem napędowym Ekodiesel Ultra D i mieszaninami tych paliw. Badania przeprowadzono na hamowni silnikowej. Podczas badań silnik pracował według zewnętrznej charakterystyki prędkościowej oraz charakterystyk obciążeniowych wykonanych dla prędkości obrotowych 1400 i 2000 obr/min. Pomiary emisji tlenków azotu N0x przeprowadzono dla różnych regulacji kąta wyprzedzenia wtrysku paliwa. Wyniki przeprowadzonych badań przedstawiono w sposób graficzny pozwalający na porównanie zmierzonej emisji tlenków azotu N0x przy zasilaniu silnika różnymi paliwami oraz przy różnych regulacjach kąta wyprzedzenia wtrysku paliwa. Analizę wyników badań prowadzono pod kątem oceny wpływu zasilania silnika paliwem roślinnym i mieszaninami paliwa roślinnego z olejem napędowym na emisję tlenków azotu N0x oraz możliwości ograniczenia tej emisji poprzez regulację kąta wyprzedzenia wtrysku paliwa. Otrzymane wyniki badań jednoznacznie wskazują na wzrost emisji tlenków azotu N0x przy zastosowaniu do zasilania silnika AD3.152 UR czystych estrów metylowych oleju rzepakowego FAME oraz ich mieszanin z olejem napędowym, w porównaniu z zasilaniem silnika olejem napędowym i przy fabrycznym ustawieniu kąta wyprzedzenia wtrysku paliwa. Zmniejszając kąt wyprzedzenia wtrysku w stosunku do ustawienia fabrycznego uzyskano zmniejszenia emisji tlenków azotu N0x przy zasilaniu silnika wyżej wskazanymi paliwami.

EN

Continuously increasing demand for energy, the depletion of unrenewable conventional fuels and the impact of political situation on their accessibility make a search for new energy sources become a necessity. Moreover, environmental concerns over harmful impact of hydrocarbon fuels combustion products in piston IC engines also contribute to the development of alternative fuels technologies. Plant fuels provide an option as regards IC engines fuelling. They have a major advantage of being renewable and easily biodegradable. The paper presents results of investigations into nitrogen oxides nox emissions in AD3.152 UR self-ignition engine fuelled with rapeseed oil fatty acids methyl esters FAME, diesel oil Ekodiesel Ultra D and their blends. The investigations were conducted at the engine test house. The engine operated in the external speed characteristics regime and load characteristics regimes at the rotational speed of 1400 and 2000 rpm. Measurements of nitrogen oxides nox emissions were taken for various settings of fuel injection advance angle. The experimental results were presented in a graphic form to compare measured nitrogen oxides nox emissions for the engine operating on different fuels and for different settings of the fuel injection advance angle. The analysis of experimental results aimed at the assessment of the impact of engine fuelling with plant fuel and plant fuel/diesel oil blends on nitrogen oxides nox emissions. The possibilities of reduction in nox emissions by means of fuel injection advance angle adjustment were also accounted for. The results obtained in the experimental investigations clearly indicate increased nox emissions when the AD3.152 UR engine ran on pure rapeseed oil methyl esters FAME or FAME and diesel oil blends when compared with diesel oil fuelling and the fuel injection advance angle set by the manufacturer. A decrease in injection advance angle with respect to the setting by the manufacturer resulted in the reduction in nox emissions while the engine operated on the above-mentioned fuels.

Słowa kluczowe

PL

silniki spalinowe o zapłonie samoczynnym; olej napędowy; badania eksperymentalne; estry metylowe kwasów tłuszczowych oleju rzepakowego; FAME

EN

self-ignition internal combustion engines; diesel oil; experimental investigations; nitrogen oxides; tlenki azotu NOx; rapeseed oil fatty acids methyl esters; FAME; Fatty Acid Ethyl Esters

• 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: 2007
• Tom: Vol. 14, No. 3
• Strony: 19--28
• Opis fizyczny: Bibliogr. 14 poz., rys.

Twórcy

autor

Ambrozik A.

autor

Kurczyński D.

• Technical University of Kielce Aleja Tysiąclecia Państwa Polskiego 7, 25-314 Kielce, Poland tel.: [phone]fax: [phone],

Bibliografia

• [1] Ambrozik, A., Kurczyński, D., Łagowski, P., Jakóbiec, J., Wpływ zasilania silnika AD3.152 różnymi paliwami na parametry i wskaźniki cyklu pracy, Journal of KONES Internal Combustion Engines, vol. 11, s. 7-16, Warszawa 2004.
• [2] Będkowski, A., Ditlenek azotu NO2 (N2O4) bezwodnik kwasu azotawego i kwasu azotowego, Paliwa, Oleje i Smary w Eksploatacji, nr 57, s. 39-41, 1999.
• [3] Bocheński, C. I., Biodiesel paliwa rolnicze, Wydawnictwo SGGW, Warszawa, 2003.
• [4] Instrukcja obsługi analizatora NOx/O2 EXSA-240-CL.
• [5] Kowalewicz A., Szkodliwe składniki spalin: jak powstają, jak im zapobiegać, AUTOTechnika Motoryzacyjna, nr 8, s. 10-13 i nr 9, s. 11-14. 1994.
• [6] Kowalewicz, A., Podstawy procesów spalania, Wydawnictwo Naukowo-Techniczne, Warszawa, 2000.
• [7] Kruczyński, S. W., Wybrane metody ograniczania emisji tlenków azotu w silnikach o zapłonie samoczynnym, Wydawnictwo i Zakład Poligrafii Instytutu Technologii Eksploatacji w Radomiu, Warszawa-Radom,2002.
• [8] Merkisz, J., Wpływ motoryzacji na skażenie środowiska naturalnego, Wydawnictwo Politechniki Poznańskiej, Poznań, 1994.
• [9] Merkisz, J., Ekologiczne problemy silników spalinowych, Tom I. Wydawnictwo Politechniki Poznańskiej, Poznań, 1998.
• [10] PN-EN 590:2005: Paliwa do pojazdów samochodowych. Oleje napędowe. Wymagania i metody badań.
• [11] PN-EN 14214: Paliwa do pojazdów samochodowych. Estry metylowe kwasów tłuszczowych (FAME) do silników o zapłonie samoczynnym (Diesla). Wymagania i metody badań.
• [12] Instrukcja obsługi Analizatora NOx/O2 EXSA-240-CL.
• [13] Sprawozdanie z badań 5120402 wyrobu BIODIESELA D-FAME, Zleceniodawca: Rafineria Trzebinia S.A.
• [14] Świadectwo Jakości Nr BM-101/209a/2005 oleju napędowego Ekodiesel Ultra D.