Stanowiskowe badania wtryskiwacza bezpośredniego wtrysku CNG

• Autorzy: Sochaczewski R. , Wendeker M. , Barański G. , Majczak A.

Warianty tytułu

EN

CNG injector bench tests of a direct injection system

• Konferencja: International Congress on Combustion Engines (5 ; 24-26.06.2013 ; Bielsko-Biala, Poland)
• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Artykuł zawiera wyniki badań stanowiskowych wtryskiwacza sprężonego gazu ziemnego (CNG). Badania wykonano na stanowisku badawczym w warunkach ustalonych. W trakcie badań mierzono napięcie i natężenie prądu w obwodzie cewki elektromagnetycznej, ciśnienie gazu za wtryskiwaczem oraz jego wydatek. Na podstawie otrzymanych wartości wyznaczono parametry pracy wtryskiwacza w zależności od wzniosu iglicy i ciśnienia wtrysku. Badania pozwoliły zdefiniować różnice między teoretycznym (elektrycznym) a rzeczywistym czasem wtrysku. W efekcie wyznaczono opóźnienia otwierania i zamykania wtryskiwacza oraz niepowtarzalności tych wartości w kolejnych cyklach wtrysku gazu. Wykazano większy wpływ wzniosu iglicy w porównaniu do ciśnienia wtrysku na badane parametry pracy wtryskiwacza. Wraz ze zwiększaniem ciśnienia wtrysku wzrasta siła domykając zawór wtryskowy co niekorzystnie wpływa na niepowtarzalność pracy wtryskiwacza. W artykule przedstawiono również koncepcję wtryskiwacza przeznaczonego do bezpośredniego wtrysku gazu CNG do komory spalania silnika dwupaliwowego. Opracowana konstrukcja wtryskiwacza zapewni zastąpienie do 80% oleju napędowego w silniku dwupaliwowym o mocy maksymalnej 85 kW. Minimalne ciśnienie wtrysku wynosi 1,4 MPa. Jednocześnie wyznaczono charakterystykę wtryskiwacza dla różnych wzniosów iglicy i nieliniowe punkty pracy wtryskiwacza.

EN

This paper presents the bench research results on a CNG injector at steady state. The quantities measured included voltage and current in a solenoid, pressure of gas behind an injector and injector’s flow rate. Accordingly, injector’s operation parameters were determined according to needle’s lift and injection pressure. The discrepancies between the theoretical (electric) and actual time of injection were defined to specify injector’s opening and closing lag times and the uniqueness of these values in successive cycles of gas injection. It has been demonstrated that needle’s lift has got a stronger impact on injector’s operating parameters than injection pressure. With increasing injection pressure, the force increases and closes an injection valve, which adversely affects uniqueness of injector’s operation. The paper also describes the concept of an injector dedicated to direct CNG injection into a combustion chamber in a dual-fuel engine. The injector’s design enables us to replace 80% of diesel fuel in a dual-fuel engine with a maximum power of 85 kW. Minimum injection pressure is 1,4 MPa then. Simultaneously, injector’s characteristics for varied needle’s lifts and injector’s nonlinear operating points were developed.

Słowa kluczowe

PL

wtryskiwacz gazu CNG; wtrysk bezpośredni; silnik o zapłonie samoczynnym

EN

CNG injector; direct injection; diesel engine

• Wydawca: Polskie Towarzystwo Naukowe Silników Spalinowych
• Czasopismo: Combustion Engines
• Rocznik: 2015
• Tom: R. 54, nr 3
• Strony: 442--448
• Opis fizyczny: Bibliogr. 10 poz., wykr., pełen tekst na CD

Twórcy

autor

Sochaczewski R.

• Wydział Mechaniczny Politechniki Lubelskiej

autor

Wendeker M.

• Katedra Termodynamiki, Mechaniki Płynów i Napędów Lotniczych, Wydział Mechaniczny Politechniki Lubelskiej

autor

Barański G.

• Wydział Mechaniczny Politechniki Lubelskiej

autor

Majczak A.

• Wydział Mechaniczny Politechniki Lubelskiej

Bibliografia

• 1. Brich B., Kubesh J.: Development of a Clean, Efficient, Propane-Fueled Tractor. JSAE/SAE International Spring Fuels & Lubricants Meeting Yokohama, Japan 2003, SAE 2003-01-1923, JSAE 20030204.
• 2. Chan A. K.: Ignition Assist Systems for Direct-Injected, Diesel Cycle, Medium-Duty Alternative Fuel Engines, Final Report Phase I. National Renewable Energy Laboratory, NREL/SR-540-27502, Colorado 2002.
• 3. Papagiannakis R.G., Hountalas D.T.: Combustion and exhaust emission characteristics of a dual fuel compression ignition engine operated with pilot Diesel fuel and natural gas. Energy Conversion and Management 45, 2004, pp. 2971–2987.
• 4. Ramadhas A.S., Jayaraj S., Muraleedharan C.: Performance and emission studies on biodiesel-liquefied petroleum gas dual fuel engine with exhaust gas recirculation. Journal of Renewable and Sustainable Energy 2, 013109, 2010.
• 5. Gęca M., Sochaczewski R., Szlachetka M., Wendeker, M.: Mean effective pressure oscillations in an IC-CI Engine with hydrogen-rich-gas addition. SAE Technical Paper 2013-01-1687, doi: 10.4271/2013-01-1687.
• 6. Liu Z., Ouyang G.: Numerical Analysis of Common Rail Electro-Injector for Diesel Engines. Proceedings of the 2009 IEEE International Conference on Mechatronics and Automation August 9 - 12, Changchun, China.
• 7. Haiping Y., Xianyi Q.: The calculation of main parameters of the gasoline engine fuel injection system. International Conference on Computer Application and System Modeling ICCASM 2010.
• 8. Morselli R., Corti E., Rizzoni G.: Energy Based Model of a Common Rail Injector. Proceeding of the 2002 IEEE International Conference on Control Applications, Glasgow UK 2002.
• 9. Payri R., Salvador F.J., Gimeno J., De la Morena J.: Influence of injector technology on injection and combustion development. – Part 1: Hydraulic characterization, Applied Energy 88 (2011) 1068–1074.
• 10. Pourkhesalian A.M., Shamekhi A.H., Salimi, F.: Alternative fuel and gasoline in an SI engine: A comparative study of performance and emissions characteristics. Fuel 89 (2010), pp. 1056–1063.