BazTech - Yadda

1

The effect of exhaust gas recirculation on the concentration of the exhaust gas components in the diesel engine fuelled by diesel oil and FAME

Ambrozik T.

Zeszyty Naukowe Instytutu Pojazdów / Politechnika Warszawska

|

2015

|

z. 1/101

55--64

EN

The paper presents investigation results and the analysis of the effect of the correctly and incorrectly operating the exhaust gas recirculation system on the exhaust gas component concentrations and the excess air number. During testing, the engine was running following the idling characteristics at three crankshaft rotational speeds, i.e. 1000, 2000 and 3000 rpm. During the tests, the engine was supplied with commercial diesel oil and pure rape oil fatty acid methyl esters (FAME), respectively. The object of investigation was a self-ignition engine equipped with a common rail system and an exhaust gas recirculation system. Using an AVL DiCom 4000 exhaust gas analyzer, the concentrations of exhaust gas components, namely nitrogen oxides, hydrocarbons, carbon dioxide, carbon monoxide and oxygen, were measured. In addition, the excess air number was measured.

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań i analizę wpływu prawidłowo i nieprawidłowo działającego układu recyrkulacji spalin na stężenia składników spalin i współczynnik nadmiaru powietrza. Podczas badań silnik pracował według charakterystyki biegu luzem i przy trzech prędkościach obrotowych wału korbowego, tj. 1000, 2000 i 3000 obr/min. Podczas badań silnik zasilany był handlowym olejem napędowym i czystymi estrami metylowymi kwasów tłuszczowych oleju rzepakowego FAME. Obiektem badań był silnik o zapłonie samoczynnym wyposażony w system common rail i układ recyrkulacji spalin. Przy pomocy analizatora spalin AVL DiCom 4000 mierzono stężenia następujących składników spalin: tlenków azotu, węglowodorów, dwutlenku węgla, tlenku węgla i tlenu. Ponadto mierzono współczynnik nadmiaru powietrza.

2

Procesy szybkozmienne w cylindrze silnika ZS w warunkach dużego udziału recyrkulowanych spalin

Pielecha I., Borowski P., Wisłocki K., Skowron M., Bueschke W., Cieślik W.

Combustion Engines

|

2015

|

R. 54, nr 3

316--326

PL

Celem prowadzonych badań była termodynamiczna identyfikacja procesu spalania zachodzącego w silniku o zapłonie samoczynnym przy udziale recyrkulowanych spalin do 50–60%. Wartości odpowiednich wskaźników uzyskane przy dużym udziale spalin w cylindrze porównywano do wartości uzyskiwanych w silniku pracującym bez recyrkulacji. Badania przeprowadzono na jednocylindrowym silniku AVL 5804 wyposażonym w układ chłodzenia recyrkulowanych spalin. Warunki procesu spalania określano wykorzystując wskaźniki pracy silnika i pomiary szybkozmiennego ciśnienia w cylindrze. Dokonano oceny wpływu różnego udziału tych spalin w cylindrze silnika na przebieg procesu spalania oraz wywiązywania ciepła. W wyniku przeprowadzonych badań wykazano możliwość zastosowania dużej ilości recyrkulowanych spalin (50–60%) bez istotnego pogorszenia warunków pracy silnika, przy jednoczesnej poprawie wskaźników ekologicznych, nie tylko w odniesieniu do emisji tlenków azotu.

EN

The aim of the conducted research was thermodynamic identification of combustion process with 50-60% recirculated exhaust gasses in spark ignition engine. The values of the respective indicators obtained with high share of exhaust gasses in cylinder were compared to values obtained in the engine working without recirculation. The research was conducted on one-cylinder engine AVL 5804 equipped with recirculated gasses cooling system. The conditions of combustion process were determined using indicators of engine work and fast-variable measurements of cylinder pressure. The evaluation of combustion process and heat release with different share of recirculated gasses was made determining the effect of high share of exhaust gasses in engine cylinder. As a result of the conducted research the possibility of exhaust gasses high share(50–60%) usage with simultaneous ecological benefits, not only inrelation to nitrogen oxides was demonstrated.

3

Koncepcja systemu spalania z wykorzystaniem recyrkulowanych spalin w silniku o zapłonie iskrowym

Cieślik W., Pielecha I., Kapusta Ł.

Combustion Engines

|

2015

|

R. 54, nr 3

257--263

PL

Układy recyrkulacji spalin w silnikach o zapłonie samoczynnym są stosowane głównie w celu ograniczenia emisji tlenków azotu, a w silnikach o zapłonie iskrowym mogą być sposobem zmniejszenia zużycia paliwa. Maksymalna wielkość objętościowego udziału recyrkulowanych spalin w silnikach o zapłonie samoczynnym wynosi około 50%. W silnikach o zapłonie iskrowym udział recyrkulowanych spalin jest znacznie mniejszy. Celem artykułu jest symulacyjna analiza sposobów dostarczenia spalin do wnętrza cylindra układu o zapłonie iskrowym w celu uzyskania zapalnej mieszanki. Problemem, który starano się rozwiązać był dobór sposobu dostarczania powietrza i gazów spalinowych w celu uzyskania pożądanego przestrzennego rozkładu powietrza i spalin w cylindrze. Analizy symulacyjne prowadzono z wykorzystaniem pakietu symulacyjnego AVL Fire. Badania dotyczyły trzech wariantów dostarczenia spalin do cylindra, które cechują się odmiennym sposobem tworzenia mieszaniny gazy palne-gazy niepalne. Wyniki badań dotyczące różnych strategii wprowadzenia gazów do komory spalania rozważano pod kątem możliwości inicjowania i przebiegu procesu spalania. Podsumowaniem artykułu jest wybór strategii dostarczania spalin do cylindra silnika. W dalszych etapach prac przewiduje się adaptację badań symulacyjnych na maszynie pojedynczego cyklu.

EN

The system of exhaust gas recirculation in compression ignition engines is used to reduce the emission of nitrogen oxides, and in spark ignition engines it can be used to reduce the fuel consumption. The maximum value of the volumetric recirculation of exhaust gases in compression ignition engine amounts to approximately 50%. In spark ignition engines the share of recirculated exhaust gases is much smaller. The aim of the article is to simulation analysis of the ways of supplying exhaust gases into the cylinder of the spark ignition system in order to obtain a combustible mixture. The problem, which was to be solved, was the method of supplying the air and exhaust gases in order to obtain the required spacial distribution of the air and exhaust gases in a cylinder. The simulation analysis was conducted with the use of AVL Fire simulation package. Tests concerned three methods of supplying exhaust gases into the cylinder, which are characterised by different way of generating the mixture of flammable and inflammable gases. Test results for the different strategies of introducing gases into the combustion chamber were considered in the aspect of the possibility of initiating and the course of combustion process. The summary of the article is the choice of the strategy of supplying the exhaust gases into the cylinder. The adaptation of the simulation tests will be conducted on the Rapid Compression Machine.

4

Wpływ recyrkulacji spalin na stężenia spalin w silniku FIAT MultiJet 1.3

Ambrozik T.

Logistyka

|

2014

|

nr 4

7--16

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań eksperymentalnych ukierunkowanych na ocenę wpływu układu recyrkulacji spalin w silniku FIAT MultiJet 1.3 SDE 90 KM na jego wskaźniki energetyczno-ekonomiczne i ekologiczne. Podczas badań silnik pracował według wybranych charakterystyk obciążeniowych i zasilany był handlowym olejem napędowym. Silniku wyposażono w elektryczny zawór EGR. Stężenia szkodliwych składników spalin mierzono przy użyciu analizatora MEXA-1600 DEGR firmy Horiba. Zużycie paliwa mierzono za pomocą dawkomierza paliwa 730 firmy AVL, natomiast współczynnik nadmiaru powietrza za pomocą analizatora AFR Mexa-730λ. Na podstawie analizy otrzymanych wyników badań stwierdzono, że silnik z układem recyrkulacji spalin jest bardziej przyjazny środowisku w porównaniu z silnikiem bez układu recyrkulacji spalin. Chłodzone recyrkulowane spaliny w znacznym stopniu powodują zmniejszenie emisji tlenków azotu zawartych w spalinach.

EN

The article presents the results of experimental research aimed at determining the influence of exhaust gas recirculation in the engine FIAT MultiJet 1.3 SDE 90 KM on his energetic, economic and ecological parameters. During the research the engine operated under selected load conditions and was fuelled by diesel oil. The engine was equipped with electric valve EGR. The concentration of harmful components was measured using the Analyzer MEXA-1600 DEGR. by Horiba. Fuel consumption was measured by fuel mass flow meter 730 made by AVL, while the excess air number was measured by Analyzer AFR Mexa - 730λ. On the basis of an analysis of the received research results, it was concluded that the engine with exhaust gas recirculation system is more environmentally friendly in comparison to the engine without an exhaust gas recirculation system. The recirculated cooled exhaust gas greatly reduce emissions of nitrogen oxides in exhaust gas.

5

Systemy recyrkulacji spalin we współczesnych konstrukcjach silnikowych

Cieślik W., Borowski P., Pielecha I., Bueschke W., Czajka J., Wisłocki K.

Logistyka

|

2014

|

nr 3

1118--1127

PL

Unifikacja systemów sterowania oraz zasilania silników spalinowych obecnie powoduje, że zbliżenie konstrukcyjne tych jednostek jest nieuniknione. Prowadzi to również do upodobnienia systemów wtrysku i spalania silników o zapłonie iskrowym i samoczynnym. Jednym z unifikowanych układów jest system recyrkulacji spalin. W artykule przedstawiono obecne rozwiązania systemów recyrkulacji gazów wylotowych wraz z przedstawieniem podobieństw i różnic w silnikach o zapłonie iskrowym i samoczynnym. Przedstawiono genezę systemu i jego wpływ na proces spalania paliwa, podano ograniczenia stosowania w silnikach ZI i ZS, a także najnowsze rozwiązania w postaci systemów nisko- i wysokociśnieniowych. Wskazano na kierunki rozwoju tych układów w aspekcie możliwości spełnienia przyszłych limitów emisji spalin.

XX

The unification of control systems and supply systems in combustion engines is currently causing the inevitability of structural assimilation of these units what is inevitable. This also leads to similarities of the injection system and combustion in diesel and spark-ignition engines. One of the unified system is the exhaust gas recirculation system. The article presents the current solutions of exhaust gas recirculation systems, together with the similarities and differences in diesel and spark-ignition engines. The genesis of the system and its impact on the combustion process is presented, the restrictions of the use of gasoline and diesel engines are given, as well as the latest innovations in the form of low and high pressure systems. The evolution directions of these systems in the aspect of ability to meet future exhaust emission limits are indicated.

6

Parametry pracy układu recyrkulacji spalin a przebieg ciśnienia w cylindrze i stężenie NOx oraz PM w spalinach silnika pojazdu pozadrogowego o zapłonie samoczynnym

Bieniak A

Logistyka

|

2014

|

nr 6

1949-1960

PL

Spośród wielu metod redukcji emisji substancji szkodliwych bardzo często wykorzystuje się recyrkulację spalin jako metodę pierwotnego ograniczenia emisji. Opracowanie koncentruje się na wskazaniu wpływu parametrów pracy układu recyrkulacji spalin na przebieg ciśnienia w cylindrze oraz stężenia w spalinach głównie tlenków azotu NOx oraz cząstek stałych PM silnika o zapłonie samoczynnym do zastosowań pozadrogowych. Publikacja przedstawia wpływ zarówno sterowaniem stopniem otwarcia zaworu EGR jak i zmiany wydajności chłodzenia spalin na przebieg ciśnienia w cylindrze oraz stężenie NOx i PM w oparciu o badania przeprowadzone na stanowisku badawczym z wykorzystaniem zintegrowanego czujnika NOx/O2 oraz czujnika ciśnienia w cylindrze. W artykule zaproponowano sterowanie stopniem otwarcia zaworu oparte o ocenę wskaźnika emisji względnej uwzględniającego za pomocą współczynnika wagowego stopień zaawansowania i możliwości redukcji substancji szkodliwych z wykorzystaniem pozasilnikowych metod ograniczenia emisji takich jak układy SCR, filtry cząstek stałych czy inne rozwiązania.

EN

From among methods of harmful emission reduction a exhaust gas recirculation is choose very often as a primary method to emission limitation. The study concentrate at showing an influence of exhaust gas recirculation system operating parameters at in-cylinder course and exhaust gas concentration of mainly NOx and PM at compression ignition off-highway vehicle engine. The paper presents so influence of exhaust gas recirculation valve opening rate, as cooling capacity change of exhaust gases cooling system at in-cylinder pressure and also exhaust gases concentration of NOx and PM. Research results was obtained at test bench equipped with integrated NOx/O2 sensor and in-cylinder pressure sensor. This paper propose a control of exhaust gas recirculation valve opening rate in regard to relative emission index value estimation which take into the consideration applied after treatment emission reduction methods and their effectiveness to reduction of harmful emission.

7

The effect of exhaust gas recirculation on the process of combustion in the self-ignition engine

Ambrozik T., Kosno M.

Journal of KONES

|

2014

|

Vol. 21, No. 2

7--14

EN

The paper compares the basic parameters of the process of combustion in the Fiat MultUet 1.3 SDE 90 KM with and without an exhaust gas recirculation system, running according to load characteristics with the following engine crankshaft rotational speeds: n=l200 ipm, 1750 rpm and 3000 rpm. During testing, the engine was supplied with commercial diesel oil. The tested engine was provided with external exhaust gas recirculation consisting in supplying a specific amount of exhaust gas back to the cylinder via an EGR electric solenoid valve. The exhaust gas delivered to the cylinder was cooled. Exhaust gas is composed of inert gases that do not take part in the combustion process. This causes, above all, a lower rate of pressure increase in the cylinder and a lower heat release rate. Thanks to exhaust gas recirculation, lower maximal temperatures prevail in the cylinder, and the engine's operation is "softer." During experimental testing, the variation of cylinder pressure and chamber pressure, the injector operation control current magnitude, effective power, torque and the hourly fuel consumption, as well as the exhaust gas recirculation rate. Actual indicator diagrams plotted were used for determining the heat release characteristics, based on which the percentage fractions of the burned out fuel charge injected during one engine running cycle namely 5, 10, 50 and 90% fractions were determined. In addition, the indicator indices were determined. The paper has demonstrated the effect of exhaust gas recirculation on the processes occurring inside the cylinder in the self ignition internal combustion engine.

8

Examination of the influence of multi-injection strategy on thermodynamic indexes of engine cycle and on the emission of toxic compounds

Czajka J., Wisłocki K., Pielecha I., Borowski P.

Combustion Engines

|

2014

|

R. 53, nr 2

45--59

EN

The main target of this work was to investigate on the 1-cyl. research engine concerning practical realization possibilities of cold-flame-combustion when operating with high and very high Exhaust Gas Recirculation (EGR) rates. After determining of possibilities of lowering NOx and Soot emissions for EGR rates ca. 40-60% some further investigation on optimization of SOIand CoC parameters were performed. Additionally, some preliminary investigations of the optimization of combustion parameters when applying various strategies of multi-injection have been conducted and analyzed.

PL

Głównym celem badań było uzyskanie efektu spalania niskotemperaturowego skutkującego zmniejszeniem emisji NOx wraz z jednoczesnym zmniejszeniem emisji sadzy (cząstek stałych) dzięki zastosowaniu dużego stopnia recyrkulowanych spalin. Po uzyskaniu możliwości obniżenia emisji NOx i sadzy przy zastosowaniu recyrkulacji spalin o udziale 40-60%, prowadzono dalsze badania nad optymalizacją parametrów SOI i CoC. Dodatkowo, prowadzono wybrane wstępne badania optymalizacyjne parametrów procesu spalania przy stosowaniu różnych strategii wtrysku wieloczęściowego.

9

Sterowanie układem recyrkulacji spalin silnika pojazdu pozadrogowego a emisja NOx i PM

Bieniek A.

Zeszyty Naukowe Instytutu Pojazdów / Politechnika Warszawska

|

2013

|

z. 5/96

39--47

PL

Opracowanie pokazuje możliwości ograniczenia emisji substancji szkodliwych silnika spalinowego z wykorzystaniem zmodyfikowanego układu recyrkulacji spalin wyposażeonego w zaawansowane sterowanie. Proponowany układ oprócz chłodzenia spalin wyposażono w proporcjonalny zawór EGR sterowany sterowany algorytmem uwzględniającym konfigurację całego systemu ograniczenia emisji spalin. Dzięki doborze odpowiednich parametrów sterowania można dowolnie ustalać priorytet ograniczenia wybranego składnika spalin. Zastosowanie zintegrowanego czujnika NOx/O2 pozwala na monitorowanie działania całego układu z możliwością autoadaptacji układu do zmieniających się warunków pracy silnika. W publikacji zaproponowano reguły sterowania zaworem oparte na uzyskaniu najkorzytsniejszego kompromisu pomiędzy emisją cząstek stałych a emisją tlenków azotu zależnie od zastosowanej konfiguracji układu oczyszczania spalin. W tym celu zaproponowano przedstawienie emisji w sposób względny w postaci wskaźnika emisji względnej. Praca zawiera analizę wybranych wyników badań emisji NOx i PM .

EN

This paper describe possibilities to reduction of harmful substances emission of combustion engine with modified exhaust gas recirculation system equipped with advances control system. Proposed EGR system besides of exhaust gases cooling system is equipped with proportional EGR valve controlled thru algorithm that take into consideration a configuration of whole exhaust gases reduction system. Thanks to control parameters its possible to determine priority of chosen exhaust gas ingredient reduction. Application of integrated NOx/O2 sensor allow to monitoring of whole system with possibilities to automatically system adaptation due to changes in engine operating conditions. This paper propose simple EGR valve control principles based on favorable compromise between NOx and PM emission depends of configuration of exhaust gas reduction system. To hit this target relative emission indexes a is proposed. In this paper an analysis of chosen NOx and PM emission as experiment results are included.

10

Influence of the exhaust gas recirculation on the oxygen contents and its excess ratio in the engine combustion chamber

Postrzednik S., Żmudka Z., Przybyła G.

Journal of KONES

|

2013

|

Vol. 20, No. 3

315--321

EN

Exhaust gas recirculation (EGR) can be realized on the external or internal way. The main goal of EGR is to decrease the combustion temperature of the combustible mixture by increasing the relative heat capacity of the working medium. An additional effect is to reduce the oxygen content in the gas mixture flowing into the combustion chamber. To quantify the exhaust gas recirculation some descriptive parameters are defined, including: – exhaust gas recirculation rate R, – multiple of exhaust gas recirculation K, – relative exhaust gas recirculation W. The analysis concerns the effective oxygen excess ratio Oef in the combustible mixture and the so-called internal oxygen excess ratio Ow,, which additionally takes into account the supplied oxygen with the recirculation stream. It was found that with increasing of the exhaust gas recirculation degree systematically decreases the content of the oxygen [O2]d in the combustible mixture, while increases the oxygen excess ratio Oef observed in the exhaust gases. Changes of this all parameters influence the combustion coditions in the engine cylinder, and next the achieved specifaic work, energy efficiency and emission of the combustion engine. An advanced system with independent, early exhaust valve closing enables realization of an internal EGR. Effectiveness of internal recirculation is lower than the external recirculation.

11

Charge exchange control in a SI engine by early exhaust valve closing

Żmudka Z., Postrzednik S., Przybyła G.

Journal of KONES

|

2013

|

Vol. 20, No. 1

387--394

EN

The paper tackles the problems connected with the charge exchange in internal combustion engines. The theoretical analysis of the charge exchange process in the SI engine has been presented. A system with independent, early exhaust valve closing has been analysed. The analysed system enables realization of an internal EGR and elimination of a throttling valve from an inlet system and reduce the charge exchange work, especially within the range of partial load. The decrease of the charge exchange work leads to an increase of the internal and effective works, which results in an increase of the effective efficiency of the spark ignition engine. The open, theoretical cycle has been assumed as a model of processes proceeding in an engine. The system has been analysed individually and comparatively with open Seiliger-Sabathe cycle. Benefits resulting from application of the system with early exhaust valve closing have been assessed on the basis of the selected parameters: a fuel dose, a cycle work, a relative charge exchange work and a cycle efficiency. The best results within decrease of fuel consumption and increase of cycle efficiency are obtained for low engine load. The main parameters characterizing the process of the internal exhaust gas recirculation were also determined. These are the ratio and the multiplicity of the exhaust gas recirculation.

12

Stechiometryczne uwarunkowania oraz skutki realizacji recyrkulacji spalin

Postrzednik S., Żmudka Z., Przybyła G.

Combustion Engines

|

2013

|

R. 52, nr 3

379--382

PL

Zasadniczym celem stosowania recyrkulacji spalin jest obniżenie temperatury spalania mieszanki palnej, poprzez wzrost względnej pojemności cieplnej czynnika roboczego. Do ilościowego ujęcia recyrkulacji wykorzystano pojęcia: stopień R, krotność K recyrkulacji spalin oraz jej wartość względna W. Analiza dotyczy stechiometrycznych skutków recyrkulacji: udziału tlenu [O2]d w mieszaninie gazów dopływających do komory spalania, efektywnego λ ef stosunku nadmiaru tlenu oraz tzw. wewnętrznego stosunku nadmiaru tlenu λw, w którym uwzględnia się tlen dostarczany ze strumieniem recyrkulujących spalin. Dzięki przeprowadzonej analizie uwarunkowań i skutków recyrkulacji okazało się, ze wzrostem stopnia recyrkulacji systematycznie zmniejsza się udział [O2]d tlenu w mieszance palnej, a jednocześnie obserwuje się wzrost wewnętrznego stosunku nadmiaru tlenu λ w. Ustalone współzależności wpływają istotnie na parametry (ciśnienie p, temperaturę T) obiegu silnika, pozyskiwaną pracę mechaniczną oraz sprawność energetyczną, a także na emisję substancji szkodliwych.

EN

The main goal of EGR is to decrease the combustion temperature of the combustible mixture by increasing the relative heat capacity of the working medium. An additional effect is to reduce the oxygen content in the gas mixture flowing into the combustion chamber. The analysis concerns the effective oxygen excess ratio λ ef in the combustible mixture and the so-called internal oxygen excess ratio λw, which additionally takes into account the supplied oxygen with the recirculation stream. It was found that with increasing of the exhaust gas recirculation degree systematically decreases the content of the oxygen [O2]d in the combustible mixture, while increases the oxygen excess ratio λ ef observed in the exhaust gases. Changes of this all parameters influence the achieved specifaic work, energy efficiency and emission of the combustion engine.

13

Optical infrared-sensor inside the cylinder to determine the EGR- and residual gas rate in diesel engine

Vanhaelst R., Thiele O., Berg T., Hahne B., Stellet H.-P., Wildhagen F., Hentschel W., Joerdens Ch., Czajka J., Wisłocki K., Pielecha I.

Combustion Engines

|

2013

|

R. 52, nr 3

3--11

EN

To meet the increased demands of new exhaust and CO2 limits a research project of Volkswagen R&D, the Technical University of Poznan and the Ostfalia University of Applied Sciences has been initiated; its main target was the development and adaptation ICOS (Internal Combustion Optical Sensor) – an infrared sensor of LaVision for on-line measurements of EGR-rate in cylinder of an engine under operation. The objective of the project was to determine by different optical signals the CO2 concentration, the EGR rate and residual gas which are cycle-resolved in the cylinder. In this paper the principle of measurement of optical indication has been described. The infrared sensor was validated by a one-cylinder diesel engine and compared to a synchronously running fast gas sampling system (CSV). Finally the practical application of various parameter variations is illustrated in the determination of the EGR and residual gas rate. Thus a new measurement technique for the development of future generations of engines introduced.

PL

Aby umożliwić spełnienie wymagań nowych norm emisji spalin oraz spełnić limity emisji CO2 podjęto projekt badawczy z udziałem: Volkswagen R&D, Politechniki Poznańskiej i Ostfalia University of Applied Sciences; jego głównym celem był rozwój i adaptacja ICOS (Internal Combustion Optical Sensor) – czujnika podczerwieni firmy LaVision dla bieżących pomiarów stopnia recyrkulacji spalin w cylindrze pracującego silnika. Celem projektu było określenie na podstawie różnych sygnałów optycznych wartość stężenia CO2, stopnia recyrkulacji spalin (EGR – rate) oraz ilości spalin, które znajdują się w cylindrze przed rozpoczęciem procesu spalania. W artykule przedstawiono zasadę pomiaru zawartości spalin z wykorzystaniem czujnika optycznego. Możliwość zastosowania czujnika podczerwieni została potwierdzona przez badania na jednocylindrowym silniku wysokoprężnym, a otrzymane wyniki porównano z systemem do szybkiego pobierania próbek gazu (CSV). Przedstawiono również wyniki pozwalające na określenie recyrkulacji spalin oraz reszty spalin przy różnych parametrach pracy silnika. Nowa technika pomiarowa pozwala na dostosowanie nowoczesnych silników spalinowych do przyszłych norm ochrony środowiska i tworzy podstawę dla rozwoju przyszłych generacji silników spalinowych.

14

Monitoring of the states of malfunction of the EGR system in TDCi engines fueled with Ekodiesel Ultra and B10 fuel

Cieślikowski B., Jakóbiec J.

Combustion Engines

|

2013

|

R. 52, nr 2

83--93

EN

The paper discusses the identification of malfunctions in the EGR system based on a list of OBD II error codes. The authors monitored EGR systems of vehicles fitted with DURATORQ TDCi engines. The Analysis of the processes of heat transfer and mass exchange in the engine intake system drew attention to a number of simplifications in the formal description introducing a wide range of tolerance for the instantaneous recirculation rate. The aim of this study was to determine the influence of diesel oil, Ekodiesel Ultra with biocomponents and B10 fuel used for the fueling of diesel engines on the formation of deposits in the EGR system. The analysis was performed in a laboratory utilizing the methods of energy dispersive X-ray fluorescence and infrared spectroscopy.

PL

W artykule dokonano analizy procesu uszkodzeń oraz lokalizacji usterek w układzie EGR silników DURATORQ TDCi z udokumentowanym procesem eksploatacji, przeglądów technicznych i stosowanych rodzajów paliw. Analiza procesu wymiany ciepła i masy na odcinku układu dolotowego silnika zawiera szereg uproszczeń w opisie formalnym wprowadzając szeroki zakres tolerancji chwilowej wartości stopnia recyrkulacji. Wnioskowanie zwrócone zostało na potencjalny wpływ rodzaju paliw, stosowanych w procesie równoległej eksploatacji analizowanych silników na przyczyny powstawania osadów w układzie EGR prowadzących do występowania zapisanych błędów. Badania porównawcze przeprowadzono z wykorzystaniem oleju napędowego Ekodiesel Ultra oraz paliwa B10 z udziałem biokomponentów. Analizy przeprowadzono w laboratorium akredytowanym z wykorzystaniem metod fluorescencji rentgenowskiej z dyspersją energii oraz spektroskopii w podczerwieni.

15

Analysis of impact of EGR valve construction on the exhaust gas flow parameters in the engine

Lenc-Brol A., Mamala J.

Combustion Engines

|

2013

|

R. 52, nr 3

79--85

EN

In this paper an analysis of the EGR valve design impact, in particular the outlet diameter, on the gas flow parameters in diesel engine (Z 1505) exhaust gas recirculation system of Zetor tractor was made. For this purpose the experimental and simulation studies of gas flow through the valve were carried out. The simulations using Fluent were made. Also distribution of the pressure and velocity vectors in the area of the valve outflow was presented. Analysis of the phenomena occurring in the exhaust area of the EGR valve was made. Also influence of the outlet diameter on the flow characteristics of the EGR valve was determined.

PL

W artykule dokonano analizy wpływu konstrukcji zaworu EGR, a w szczególności średnicy otworu wylotowego na parametry przepływu spalin w układzie recyrkulacji spalin silnika o zapłonie samoczynnym typu Z 1505 ciągnika rolniczego marki Zetor. W tym celu przeprowadzono badania eksperymentalne i symulacyjne przepływu gazów przez zawór. Badania symulacyjne zrealizowano użyciu programu Fluent oraz przedstawiono rozkład wektorów prędkości i ciśnienia w obszarze wypływu gazu z zaworu. Przeanalizowano zjawiska turbulencji zachodzące w obszarze wylotowym zaworu. Określono również wpływ średnicy wylotowej na charakterystykę przepływową zaworu EGR.

16

Możliwości wstępnego ograniczenia emisji NOx i PM silnika wysokosprężnego w aspekcie przyszłościowych norm emisji pojazdów pozadrogowych

Bieniek A., Mamala J., Graba M.

Zeszyty Naukowe Instytutu Pojazdów / Politechnika Warszawska

|

2012

|

z. 1/87

75--85

PL

W opracowaniu skoncentrowano się na możliwości wstępnego (pierwotnego) ograniczenia emisji substancji szkodliwych w silniku pojazdu pozadrogowego. Skoncentrowano się na możliwości sterowania wielofazowym wtryskiem paliwa oraz sterowaniu zaawansowanym układem recyrkulacji spalin. W publikacji przedstawiono prototypowe rozwiązanie sterowania zmodyfikowaną sekcyjną pompą wtryskową umożliwiające uzyskanie wtrysku wielofazowego. Dopełnieniem zaproponowanych modyfikacji układów ograniczających emisję jest przedstawione rozwiązanie zaawansowanego sterowania układem recyrkulacji spalin oparte na zaworze EGR, który jest konstrukcją prototypową zawierającą zintegrowane elektroniczne sterowanie recyrkulacją spalin. Stopień otwarcia zaworu EGR jest programowalny i sterowany adaptacyjnym algorytmem. Jako sprzężenie zwrotne zastosowano sygnał zintegrowanego czujnika stężenia NOx/O2 umieszczonego w kolektorze wylotowym. Opracowanie zawiera analizę wyników badań emisji szkodliwych składników spalin silnika pojazdu pozadrogowego (NOx i PM).

EN

In this paper possibilities of primary reduction of harmful substances in nonroad vehicles engine are presented. The paper focuses on possibilities to control of multiphase fuel injection and also control of advanced exhaust gas recirculation system. Publication presents prototyping solution of modified sectional fuel injection pump which enable to achieve multipfase injection. To complete of proposed modification also advanced control of EGR system based on proporctional EGR valve with included integrated control system was presented. Opening level of described EGR valve is free programmable and controlled with adaptive algorithm. As feedback an signal of integrated concentration of NOx/O2 sensor mounted in exhaust system was choosen. This study contain also analysis of research results of harmful substances emission (NOx, PM) in case of introduction of proposed solutions.

17

An analysis of EGR impact on combustion process in the SI test engine

Tutak W.

Silniki Spalinowe

|

2012

|

R. 51, nr 1

11-16

EN

The results of modeling of thermal cycle of spark ignition internal combustion engine with exhaust gas recirculation are presented. Results of the impact of EGR on the ignition delay and the combustion duration are presented. The optimization of thermal cycle was carried out in terms of ignition advance angle in order to obtain the possible highest value of efficiency and the least NO emission. The results indicated a significant impact of EGR on the ignition delay and combustion duration.

PL

W pracy przedstawiono wyniki modelowania obiegu cieplnego tłokowego silnika spalinowego z recyrkulacją spalin. Przedstawiono wyniki wpływu EGR na zwłokę zapłonu oraz na długość spalania. Przeprowadzono optymalizację obiegu silnika pod względem kąta wyprzedzenia zapłonu w celu osiągnięcia największej wartości sprawności obiegu przy niskiej emisji NO. Wyniki wykazały znaczny wpływ EGR na opóźnienie zapłonu i na długość spalania.

18

Exhaust gas dose uniformity in modern diesel engines

Krakowian K., Kaźmierczak A., Kaźmierczak A., Górniak A., Włostowski R, Błasiński T.

Journal of KONES

|

2012

|

Vol. 19, No. 2

259-262

EN

Currently, the environment protection challenges the designers and manufacturers of combustion engines due to the fact that the engine emits toxic compounds, which are hazardous to the life organisms. Increasingly strict regulations concerning emission of the exhaust gases forces application of the innovative technologies or improvement of the presently used. One of systems, which reduce the toxicity of the exhaust gases, is the Exhaust Gas Recirculation (EGR) system. This solution reverse part of the exhaust gases back into the manifold and mixes it with fresh inlet air. In consequence, the combustion temperature decreases. Less oxygen reacts with nitrogen and more connects with carbon and hydrogen. Presently there are two types of EGR system i.e. internal and external. In case of the first one part of the exhaust gases remains in the combustion chamber after the combustion but its construction is not complicated. The external EGR system uses one valve of the exhaust gas recirculation system located on the manifold. This location can result of the uneven portion of exhaust gases directed to the combustion chamber. In consequence, the decrease on the temperature is also uneven and therefore different portion of nitrogen oxide in the exhaust gases.

19

CFD modelling of combustion in HCCI engine using avl fire software

Jamrozik A.

ECONTECHMOD : An International Quarterly Journal on Economics of Technology and Modelling Processes

|

2012

|

Vol. 1, No 1

51-55

EN

HCCI (Homogenous Charge Compression Ignition) combustion system is now one of the most promising solutions used in piston engines. The paper presents the results of three-dimensional modeling of combustion in the single cylinder HCCI engine powered with Diesel fuel. 3D modeling was performed in AVL Fire code. The basic combustion parameters including start of the ignition (SOI), burn duration (BD), indicated pressure (pi) and nitric oxide (NO) and soot (Soot) emissions were analyzed. The modeling results show that combustion process in HCCI engine compared to a conventional engine with compression ignition is characterized by an earlier ignition (SOI) and shorter burn duration (BD). The impossibility of controlling HCCI combustion process leads to deterioration of engine performance and increased emissions of harmful exhaust gas components. Calculations showed that for the same equivalence ratio of burn mixture, uncontrolled HCCI combustion compared to a controlled combustion in engine with fuel injection operated is characterized by higher NO emission and reduced Soot emission.

20

Control of an Exhaust Gas Recirculation system in a diesel tractor engine

Graba M.

Zeszyty Naukowe. Elektryka / Politechnika Opolska

|

2011

|

z. 66

23-24

EN

A diesel tractor engine is a nonlinear plant. The recirculation system of the engine is a dynamic MIMO object. This paper presents a concept of adaptive control of Exhaust Gas Recirculation valve (EGR) mounted on a diesel engine.