Wybrane problemy stosowania gazu ziemnego do zasilania silników o zapłonie samoczynnym

• Autorzy: Stelmasiak Z.

Warianty tytułu

EN

Selected problems od application of natural gas to CI engine

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule omówiono niektóre problemy związane z zasilaniem silników o zapłonie samoczynnym gazem ziemnym sprężonym. Przedstawiono analizę opłacalności zasilania gazowego w silnikach autobusowych oraz wyniki badań stanowiskowych. Wnioski oparto na badaniach silnika 1CA90 zasilanego dwupaliwowo. Wykazały one, że w silniku o zapłonie samoczynnym możliwe jest zmniejszenie emisji tlenków azotu o około 35/45% oraz ponad 4-krotne zmniejszenie silnika. Ważną korzyścią ze stosowania gazu ziemnego jest ponadto zmniejszenie emisji CO2 w granicach 10/25%. System dwupaliwowy charakteryzuje się wysoką sprawnością silnika, porównywalną do sprawności silnika zasilanego olejem napędowym i znacznie wyższą od sprawności silników gazowych o zapłonie iskrowym.

EN

Forecasts for the nearest years anticipate significant increase of natural gas consumption in European Union states. Such situation is caused by pro-ecological capabilities of the gas, good deal of resources and common availability. It seams that at the present moment compressed natural gas shall find the main implementation. The present paper shows testing results of a single cylinder; direct injected dual fuel engine fed on compressed natural gas. In course of performed experiments it has been found that the engine operating in range of engine revolutions of 2000-2750 rpm at maximal load has reached higher thermal efficiencies comparing with engine fed traditionally.Usage of natural gas enables to significantly reduce NO[x], CO[2] emissions and smokiness of exhaust gases. Reduction of NO[x] emissions at maximal engine load has amounted to 35-45% with respect to emissions from an engine fed traditionally.Even bigger differences were observed at partial loads where reduction of NO[x] emissions was nearly threefold. The biggest differences in smokiness of exhaust gases were present at maximal load of dual fuel engine, where more than fourfold reduction of the smokiness has been observed. Dual fuel engines, however, have shown increased emissions of CO and non-burnt THC hydrocarbons. Growth of CO and THC emis.sions was nearly twice at maximal engine load and had increased at partial load. The reason of increased emissions of CO and THC is worsening of conditions of gas oxidation at partial load and increasing range of flame extinction near cylinder walls.

Słowa kluczowe

PL

gaz ziemny zastosowanie; silniki zasilanie; zapłon samoczynny

• Wydawca: Wydawnictwo Naukowe Sieci Badawczej Łukasiewicz - Przemysłowego Instytutu Motoryzacji
• Czasopismo: Archiwum Motoryzacji
• Rocznik: 2006
• Tom: Nr 1
• Strony: 12--30
• Opis fizyczny: Bibliogr. 18 poz.,Rys., Tab.,

Twórcy

autor

Stelmasiak Z.

• Politechnika Łódzka Filia w Bielsku-Białej. Katedra Silników Spalinowych i Pojazdów

Bibliografia

• [1] Państwowy Instytut Geologiczny: Gaz ziemny. www.pgi.gov.pl., 2006.
• [2] MOLENDA J.: Gaz ziemny jako paliwo i surowiec. WNT, Warszawa 1994.
• [3] MYSZKOWSKI S.: Gaz ziemny dla silników. Auto Moto Serwis 9/2001.
• [4] PUCHER H. i inni: Gasmotorentechnik. Expertverlag, RFN 1986.
• [5] STELMASIAK Z.: Studium procesu spalania gazu w dwupaliwowym silniku o zapłonie samoczynnym zasilanym gazem ziemnym i olejem napędowym. Wydawnictwo Akademii Techniczno-Humanistycznej w Bielsku Białej, Rozprawy Naukowe Nr 5, 2003.
• [6] FRIEDMAN Z.: Gasmotoren. Vogel Buchverlag Würzburg, 2001.
• [7] Fisita 2002 World Automotive Congress, Helsinki: Plenary sessions, (materiały własne), 2002.
• [8] BEROUN S., MARTINS J.: The development of gas (CNG, LPG, and H2) engines for buses and trucks their emission and cycle variability characteristics., SAE Paper 2001-01-0144, 2001.
• [9] BEUTLER M., NAUMAN M.: Erdgas-Ein alternativer Kraftstoff für den Verkehrssektor. ATZ Auto-mobiltechnische Zeitschrift 100(1988)9, 1988.
• [10] MICHAŁOWSKI R.: Sprężony gaz ziemny (CNG)-praktyczne zastosowanie we flocie pojazdów Dolnośląskiej Spółki Gazownictwa Sp. z o.o. we Wrocławiu. VI Międzynarodowa Konferencja Gazowa „SILNIKI GAZOWE 2003", Częstochowa 2003.
• [11] SAITO H., KAWABATA Y., SAKURAI T.: Study on the lean burn gas engine ignited by pilot fuel injection (Part 4). Annual Technical Report Digest, Vol. 10/2000, 2000.
• [12] SELIM M.Y.E.: Pressure-time characteristics in diesel engine fuelled with natural gas. Renewable Energy 22(2001) pp.473-489, 2001.
• [13] WADMAN B.: Dual fuel conversion of Cat D399 Engine. Diesel &Gas Turbine Worldwide, April 1999.
• [14] ZHANG Y., LIU X., YAN X., CHENG Ch.: The studies of an electronically controlled CNG system for dual fuel engines. SAE Paper No. 2001-01-0145, 2001.
• [15] KUSAKA J., OKAMOTO T., DAISHO Y., KIHARA R., SAITO T.: Combustion and exhaust gas emission characteristics of a diesel engine dual-fuelled with natural gas., JSAE Review 21 (2000) 489-496, 2000.
• [16] PIROUZPANACH V., KASHANI B.O.: Prediction of major pollutants emission in direct-injection dual-fuel diesel and natural gas engines. SAE Paper 1999-01-0841, 1999.
• [17] STELMASIAK Z.: Experimental study of autoignition and combuestion gas-air mixtures in dual fuel engine. Journal of KONES Internal Combustion Engines, Vol. 9 No. 3-4, s.273-283, Jurata 8-11 IX 2002.
• [18] STELMASIAK Z.: Analysis of combustion phenomena in dual fuel engine fed with natural gas (CNG). Fisita 2002 World Automotive Congress, Paper No. F02 V030, 2002.