High compression ratio engine with dual fuel supply

• Autorzy: Malewicz K. , Jantos J. , Hetmańczyk I. , Mamala J. , Augustynowicz A.

Warianty tytułu

EN

Silnik o zwiększonym stopniu sprężania z podwójnym układem zasilania

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule przedstawiono aspekty zastosowania mechatronicznego systemu zarządzania układami zasilania dwupaliwowego silnika spalinowego o zapłonie iskrowym i stałym zwiększonym stopniu sprężania. Nadrzędnym celem systemu, w tak zmodyfikowanym silniku, jest identyfikacja i zapobieganie możliwemu do wystąpienia procesowi spalania stukowego w warunkach przejściowych oraz pełnego obciążenia. Synteza algorytmu sterowania wymusza traktowanie sygnałów (m.in. Spalania stukowego, prędkości obrotowej i podciśnienia w kolektorze dolotowym) jako zmiennych sterujących nie tylko wyprzedzeniem zapłonu, ale priorytetowo okresową potrzebą zasilania paliwem, lub mieszaniną paliw, o wyższej wartości liczby oktanowej. Dla realizacji koncepcji układ zasilania silnika został zmodernizowany tak, aby istniała możliwość równoczesnego zasilania zarówno paliwem podstawowym, jak i paliwem o zwiększonej liczbie oktanowej, przy zachowaniu stechiometrii spalania. Paliwo o zwiększonej liczbie oktanowej w przedmiotowym silniku jest dozowane indywidualnie na każdy kanał dolotowy, za pomocą zaworu czterodrożnego sterowanego silnikiem krokowym w pętli sprzężenia zwrotnego. Najważniejszym elementem układu zasilania, jest programowalny sterownik Mixed Fuel, zarządzający, kiedy i w jakich warunkach silnik ma być zasilany dodatkowym paliwem o zwiększonej liczbie oktanowej. W wielu ośrodkach naukowo-badawczych na świecie (FEV, SAAB) prowadzone są badania nad rozwiązaniem tego problemu. Jednak skuteczne rozwiązanie musi spełniać szereg warunków, m.in. Technologicznych i ekonomicznych związanych z prostą konstrukcją oraz niskimi kosztami eksploatacji. W artykule przeanalizowano konstrukcję układu zasilania dwupaliwowego doprężonego silnika spalinowego o zapłonie iskrowym oraz przedstawiono wyniki wstępnych badań.

EN

Aspects of using a mechatronic system that regulates supply systems in a dual-fuel combustion engine of spark ignition and constant high compression ratio, were presented in the hereby article. A major aim of the system in such a modified engine is to identify and prevent a potential knock combustion process in transitory and full load conditions. Synthesis of a controlling algorithm imposes treating signals (among others knock combustion, rotational speed and manifold air pressure) as variables that control not only ignition delay but, as a priority, temporary necessity of supply with fuel or fuel mixture of higher octane number. In order to effect this concept, the engine supply system was modernized in such a way that simultaneous supply with both basic fuel and fuel of high-octane number was made possible. Still, combustion stoichiometry was preserved. High-octane fuel in the subject engine is dispensed individually at every manifold with the use of a four-way valve controlled with a step motor position in a feedback loop. A programmable Mixed Fuel driver is the most important element of the supply system as it regulates when and in which conditions the engine is supplied with additional high-octane fuel. Many scientific and research centres worldwide (FEV, SAAB) have conducted tests to solve the problem. However, an effective solution must fulfil several conditions, such as technological and economical, connected with simple structure and low operation costs. Structure of the supply system in a dual-fuel compressed combustion engine of spark ignition was presented in the article. Moreover, initial tests results were presented along.

Słowa kluczowe

PL

zasilanie dwupaliwowe; wysoki stopień sprężania; liczba oktanowa; LPG; spalanie stukowe

EN

dual fuel; high compression ratio; octane number; LPG; knock combustion

• 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: 371--376
• Opis fizyczny: Bibliogr. 9 poz., rys.

Twórcy

autor

Malewicz K.

autor

Jantos J.

autor

Hetmańczyk I.

autor

Mamala J.

autor

Augustynowicz A.

• Opole University of Technology Department of Road and Agricultural Vehicles Mikołajczyka 5, 45-271 Opole, Poland tel.: [phone], fax: [phone],

Bibliografia

• [1] Baczewski, K., Kałdoński, T., Paliwa do silników o zapłonie iskrowym, WKiŁ, Warszawa, 2005.
• [2] Lotko, W., Studium zastosowań paliw alternatywnych do silników o zapłonie samoczynnym, Wydawnictwo Politechniki Radomskiej, Radom, 2001.
• [3] Luft, S., Dwupaliwowy silnik o zapłonie samoczynnym zasilany mieszaniną gazów propanbutan (LPG) i olejem napędowym, Wydawnictwo Politechniki Radomskiej, Radom, 2002.
• [4] Majerczyk, A., Taubert, S., Układy zasilania gazem propan butan, WKiŁ, Warszawa, 2003.
• [5] Malewicz, K., Prokop, S., Szurgacz, A., Analiza możliwości podwyższenia stopnia sprężania silnika o zapłonie iskrowym, VII Międzynarodowa Konferencja Naukowa Silniki gazowe 2006, Hucisko, 2006.
• [6] Malewicz, K., Hetmańczyk, I., Mamala, J., Borecki, D., High compression ratio engine with hihg-octane fuel supply, Kongres PTNSS 2007, Kraków, 2007.
• [7] Mamala, J., Jantos, J., Sterowanie przejściowym stanem pracy samochodowego silnika ZI, Materiały konferencyjne Międzynarodowej Konferencji Motoryzacyjnej AUTOPROGRESKONMOT 2002, Pasym, 2002.
• [8] Merkisz, J., Pielucha, I., Alternatywne napędy pojazdów, Wydawnictwo Politechniki Poznańskiej, Poznań, 2006.
• [9] Schwaderlapp, M., Habermann, K., Yapici, K. I., Variable Compression Ratio- Design Solution for Fuel Economy Concepts, FEV Motorentechnik GmbH, Paper 2002-01-1103, 2002.