Problemy modelowania silników wielopaliwowych w kontekście oceny parametrów pracy układu - część I - wtrysk paliwa

• Autorzy: Mikulski M.

Warianty tytułu

EN

The problems of multi-fuel engines modeling in the context of systems operational parameters estimation - part I - fuel injection

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W ostatnim czasie problem alternatywnych źródeł zasilania silników spalinowych szczególnie zyskuje na znaczeniu. Praca dotyczy zasilania wielopaliwowego silnika o zapłonie samoczynnym, w którym główna część energii uzyskiwana jest w procesie spalania frakcji gazowej (metan jako główny składnik) z wykorzystaniem dawki pilotującej oleju napędowego jako inhibitora zapłonu. Zaprezentowano koncepcję zero-wymiarowego modelu silnika wielopaliwowego, umożliwiającego, wyznaczenie parametrów termodynamicznych układu w oparciu o podstawowe dane geometryczne i materiałowe obiektu. Nakreślono podstawowe problemy w zagadnieniu tworzenia modelu. W obecnej pracy skupiono się na przedyskutowaniu możliwości uproszczenia opisu wtrysku paliwa ciekłego do cylindra w celu uzyskania modelu kompletnego.

EN

Recent years, the problem of alternative energy sources for combustion engines has been more and more significant. The current work applies to multi-fuel, self ignition engine, in which the main amount of energy has been obtained from burning gaseous fuel (methane as the main compound) with diesel pilot dose as the combustion inhibitor. This paper introduces the concept of a zero- dimensional, multi-fuel engine model, which is able to predict systems thermodynamic parameters, utilizing basic geometrical an material input data. Primary problems in model construction have been outlined. In the present work the main attention has been focused on the matter of liquid fraction injection. A possibility of utilizing a simplified formula, has been discussed in order to get a complete model.

Słowa kluczowe

PL

silnik wielopaliwowy; wtrysk paliwa; paliwo alternatywne; spalanie frakcji gazowej

EN

multi-fuel engine; fuel injection; alternative energy; burning gaseous fuel; combustion inhibitor

• Wydawca: Instytut Pojazdów Politechniki Warszawskiej
• Czasopismo: Zeszyty Naukowe Instytutu Pojazdów / Politechnika Warszawska
• Rocznik: 2011
• Tom: z. 5/86
• Strony: 113--123
• Opis fizyczny: Bibliogr. 28 poz., tab., wyk.

Twórcy

autor

Mikulski M.

• Katedra Mechatroniki, Wydział Nauk Technicznych, Uniwersytet Warmińsko-Mazurski w Olsztynie

Bibliografia

• [1] Pucher H., „Gasmotorentechnik”, Expertverlag, RFN 1986.
• [2] Badr O., Karim G. A. , Liu B.: „An examination of the flame spread limits in a dual fuel engine”. Applied Thermal Engineering 19 1071-1081, 1999
• [3] Albrecht A.: ”Dual-fuel Engine Developments at Man B&W”. Diesel & Gas Turbine Worldwide, 1997.
• [4] Karim G. A., Wierzba I.: „Comparative studies of Methane an Propane for Spark Ignition and Compression Ignition Engines”. SAE Paper 831196, 1983.
• [5] Stelmasiak Z. “Wpływ niektórych parametrów regulacyjnych na osiągi dwupaliwowego silnika o zapłonie samoczynnym zasilanego gazem ziemnym” VI Międzynarodowa Konferencja “Silniki Gazowe 2003”. Częstochowa 2003.
• [6] Piętak A., Wierzbicki S., Imiołek M., Mikulski M.: „Dwupaliwowy silnik o zapłonie samoczynnym do zasilania biopaliwowych agregatów prądotwórczych”, Journal of KONES, vol. 16, No. 3, 2009
• [7] Semin Awang Idris and Rosli Abu Bakar.: „Effect of Port Injection CNG Engine Using Injector Nozzle Multi Holes on Air-Fuel Mixing in Combustion Chamber”, European Journal of Scientific Research ISSN 1450-216X Vol.34 No.1 (2009), pp.16-24.
• [8] Syed Kaleemuddin and G. Amba Prasad Rao.: „Development of Dual Fuel Single Cylinder Natural Gas Engine an Analysis and Experimental Investigation for Performance and Emission”, American Journal of Applied Sciences 6 (5): 929-936, 2009.
• [9] Shijoi M., Ishiyama T., Ikegami M., Mitani S. and Shibita H.: ”Performance and Exhaust Emissions in a Natural-Gas Fueled Dual-Fuel Engine”, JSME International Journal Series B Fluids and Thermal Engineering, Vol. 44 (2001) , No. 4 pp.641-648.
• [10] Zhang Y., Liu X., Yang Q., Han X., Cheng Ch.: „The Studies of Electronically Controlled CNG System for Dual fuel Engines”. SAE Paper No. 2001-01-0145, 2001.
• [11] Motyl K., Lisowski M.: „Wpływ Temperatury Początkowej i Składu Mieszaniny Palnej na Pracę Silnika HCCI Zasilanego Biogazem”. Inżynieria Rolnicza 1(99)/2008.
• [12] Raine R. R.: ”A performance Model of the Dual Fuel (Diesel/Natural Gas) Engine”. SAE Paper 900387, 1990.
• [13] Mansour Ch., Bounif A., Aris A., Gaillard F.: “Gas–Diesel (dual-fuel) modeling in diesel engine Environment”. Int. J. Therm. Sci. (2001) 40, 409–424.
• [14] Abd Alla G.H., Soliman H.A., Badr O.A., Abd Rabbo F.M.: ”Combustion Quasi-zone predictive model for dual fuel Engines”, Energy Conversion and Management 42 (2001) 1477–1498.
• [15] Stelmasiak Z. „Studium procesu spalania gazu w dwupaliwowym silniku o zapłonie samoczynnym”, Praca habilitacyjna, Wydawnictwo ATH, Bielsko-Biała 2003.
• [16] Papagiannakis R.G., Hountalas D.T., Kotsiopoulos P. N.: “Experimental and theoretical analysis of the combustion and pollutants formation mechanisms in dual fuel DI diesel engines”. SAE Paper no. 2005-01-1726; 2005.
• [17] Papagiannakis R.G., Hountalas D.T.: “Theoretical and experimental investigation of a direct injection dual fuel diesel–natural gas engine”. SAE Paper no. 2002-01-0868; 2002.
• [18] Papagiannakis R.G., Hountalas D.T., Rakopoulos C.D.: “Theoretical study of the effects of pilot fuel quantity and its injection timing on the performance and emissions of a dual fuel diesel engine”. Energy Conversion and Management 48 (2007) 2951–2961
• [19] Wang Y., Zhang X., Li C., Wu J.: “Experimental and modeling study of performance and emissions of SI engine fueled by natural gas-hydrogen mixtures”. Int. J. Hydrogen Energy 2010; 35(7).
• [20] Chase M.W., “Nist – Janaf Thermochemical Tables”, National institute of Standards and Technology , Geithersburg 1998;
• [21] Heywood J.B., “Internal Combustion Engines Fundamentals”. New York, McGraw Hill, 1988.
• [22] Hiroyasu H., “Diagnostics and Modeling of Combustion in Reciprocating Engines”, pp. 53-57, CMODIA 85, Proceedings of Symposium, Tokyo, 1985.
• [23] Mbarawa M., Milton B. E., Casey R. T., Miao H.: “FUEL INJECTION CHARACTERISTICS OF DIESEL-STIMULATEDNATURAL GAS COMBUSTION”, Int. J. Energy Res. 23: 1359-1371 (1999).
• [24] Gustof P., “Influence of Engine Speed and the Course of the Fuel Injection Characteristics on Forming the Average Combustion Temperature in the Cylinder of Turbo Diesel Engine”, Transport Problems, Vol 2 Issue 3, 2007.
• [25] Cisek J., “Visualisation of fuel injection and combustion in diesel engine”, MOTROL 05, Materiały konferencyjne, Odessa, 2005.
• [26] Piętak A., Imiołek M., Wierzbicki S.: „Wielopaliwowy gazowy silnik o ZS jako pierwotne źródło energii. Cześć I. Cel badań i opis stanowiska.”, Silniki Gazowe – wybrane zagadnienia, seria Monografie nr 183, Wydawnictwo Politechniki Częstochowskiej, 2010.
• [27] Piętak A., Imiołek M., Wierzbicki S.: „Wielopaliwowy gazowy silnik o ZS jako pierwotne źródło energii. Cześć II. Wyniki badań wstępnych silnika Hatz 1B40.”, Silniki Gazowe - wybrane zagadnienia, seria Monografie nr 183, Wydawnictwo Politechniki Częstochowskiej, 2010.
• [28] Piętak A., Mikulski M.: „On the modeling of pilot dose ignition delay in a dual-fuel, self ignition engine.” Combustion Engines – PTNSS -2011-SC-162, 2011.