Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Znaczenie składu benzyny w tworzeniu osadów wtryskiwaczy silników z bezpośrednim wtryskiem paliwa

Stępień Zbigniew

Nafta-Gaz

|

2023

|

R. 79, nr 3

213--222

PL

W artykule poruszono problem tworzenia się szkodliwych osadów we wtryskiwaczach silników o zapłonie iskrowym z bezpośrednim wtryskiem paliwa. Silniki takie mają dużą skłonność do tworzenia osadów, w tym w szczególności osadów wtryskiwaczy paliwa. Opisano skutki powstawania osadów dla funkcjonowania układu wtrysku paliwa. Zwrócono uwagę, że osady takie znacząco pogarszają zarówno osiągi, jak i parametry użytkowo-eksploatacyjne silników. Czynniki sprzyjające tworzeniu się osadów mogą być związane z właściwościami paliwa, konstrukcją silnika, konstrukcją wtryskiwaczy oraz warunkami pracy silnika. Stanowi to wyzwanie i określa nowe obszary badawcze dla konstruktorów silników, ale także dla producentów paliw – a szczególnie dodatków uszlachetniających. Jakość mieszanki paliwowo-powietrznej tworzonej w komorach spalania silników o zapłonie iskrowym z bezpośrednim wtryskiem paliwa jest prawie całkowicie uzależniona (kontrolowana) od funkcjonowania wtryskiwaczy paliwa, na które największy wpływ mają utworzone szkodliwe osady. W artykule opisano mechanizmy formowania się osadów we wtryskiwaczach silnika z bezpośrednim wtryskiem. Następnie wskazano i rozpatrzono dotychczas ustalone najważniejsze właściwości, wynikające ze składu benzyny, mające dominujący wpływ na występowanie tych szkodliwych procesów. Zwrócono uwagę na rozbieżne wyniki badań dotyczące kilku właściwości benzyny i oceny ich wpływu na inicjowanie i tworzenie się szkodliwych osadów wtryskiwaczy. Wyjaśniono też znaczenie dodatków detergentowo-dyspergujących do paliw jako najbardziej efektywnego środka w przeciwdziałaniu procesom powstawania szkodliwych osadów silnikowych. Celem pracy było zbadanie wpływu różnych właściwości fizykochemicznych benzyny na tendencję do tworzenia się osadów wtryskiwaczy silnika z bezpośrednim wtryskiem paliwa. Badania były prowadzone według znormalizowanej, uznanej ogólnoeuropejskiej procedury CEC F-113-KC (VW EA111 BLG). W artykule krótko scharakteryzowano metodykę badawczą opisaną w tej procedurze, a następnie pięć benzyn silnikowych o różnych właściwościach fizykochemicznych, które przygotowano do badań. Benzyny te różniły się właściwościami fizykochemicznymi, które zdaniem autora projektu powinny być najistotniejsze z punktu widzenia skłonności paliwa do tworzenia osadów wtryskiwaczy paliwa. Następnie opisano i przedstawiono wyniki badań. Analiza wyników pozwoliła wskazać, które właściwości benzyn silnikowych mają największy wpływ na procesy tworzenia się osadów wtryskiwaczy paliwa. Uzyskane wyniki odniesiono i porównano z wynikami podobnych badań opisanych w dostępnej literaturze. Rezultatem realizacji pracy było między innymi potwierdzenie, że niektóre fizykochemiczne właściwości paliw mają istotny wpływ na powstawanie przedmiotowych osadów. Stwierdzono też, że o wielkości zanieczyszczenia wtryskiwaczy decyduje wypadkowa wpływu wszystkich czynników – zarówno wspomagających, jak i ograniczających proces tworzenia się osadów. Ponadto niektóre z czynników mogą wchodzić ze sobą w trudne do ustalenia interakcje.

EN

This paper addresses the problem of harmful deposits forming in the injectors of spark-ignition engines with direct fuel injection. Such engines are highly prone to the formation of harmful deposits including, in particular, fuel injector deposits. The effects of deposit formation on the functioning of the fuel injection system are described. It is pointed out that such deposits significantly degrade both the performance and operational properties of engines. Factors enabling deposit formation can be related to fuel properties, engine design, injector design and engine operating conditions. This poses challenges and defines new areas of research for engine designers as well as for fuel manufacturers and additive manufacturers in particular. The quality of the fuel-air mixture formed in the combustion chambers of direct injection spark-ignition engines is almost entirely dependent (controlled) on the functioning of the fuel injectors, which are most affected by the harmful deposits formed. This paper describes the mechanisms of deposit formation in direct injection engine injectors. Then, the most important properties, resulting from the composition of petrol, so far established, which have a dominant influence on the occurrence of these harmful processes, are indicated and considered. Attention was drawn to the divergent findings on several gasoline properties and the assessment of their impact on the initiation and formation of harmful injector deposits. The importance of detergent/dispersant fuel additives as the most effective means of counteracting the formation of harmful engine deposits is also explained. The aim of this study was to investigate the influence of various physicochemical properties of petrol on the tendency of direct injection engine injectors to form deposits. The tests were conducted according to the standardised, recognised, pan-European CEC procedure F-113-KC (VW EA111 BLG). The article briefly characterises the testing methodology described in this procedure, followed by five motor gasolines with different physicochemical properties that were prepared for testing. The petrols differed in their physicochemical properties, which the project's author believes should be the most relevant in terms of the fuel's tendency to form fuel injector deposits. The results of the study are then described and presented. Analysis of the results indicated which properties of petrol have the greatest influence on fuel injector deposit formation processes. The results obtained were related and compared with the results of similar studies reported in the available literature. The work succeeded, among others, in confirming that certain, physicochemical properties of the fuels have a significant influence on the formation of the deposits in question. It was also found that the amount of pollution in the injectors is determined by the resultant effect of all factors both supporting and limiting the deposit formation process. In addition, some of the factors may interact with each other in ways that are difficult to determine.

2

Potential of ethanol and butanol in reducing deposits of SIDI engine injectors

Pielecha Ireneusz, Szwajca Filip, Stępień Zbigniew

Combustion Engines

|

2023

|

R. 62, nr 3

21--31

EN

The operation of conventional (hydrocarbon) fuels causes certain effects in the internal combustion engine. Despite the satisfactory efficiency of internal combustion engines, their fuel systems, particularly the injectors, are subject to constant fouling. The article analyzes the possibility of reducing the deposit of high-pressure gasoline injectors using the alcohol addition of ethanol and butanol. The study was conducted under the engine and non-engine conditions. Fuel injection timing was analyzed when fueling with different mixtures, and non-engine analyses were conducted to determine changes affecting the injectors. The results indicate the possibility of reducing injector hole coking using ethanol and butanol as a 20% additive to the base fuel.

3

Zinc as a catalyst supports processes of Diesel injector deposit formation

Stępień Z.

Nafta-Gaz

|

2018

|

R. 74, nr 2

130--137

EN

The article presents a comparative analysis of engine tests results concerning assessment of reference Diesel fuel RF-79-07 Batch 9 with the addition of two various zinc catalyst toward formation of fuel injector deposits of HSDI (High Speed Diesel Injection) Diesel engine. Engine dynamometer, comparative tests were done in compliance with requirements of standardized test according to pan-European research procedure CEC F-98-08, at which as a criterion for the fuel injectors deposit formation assessment has been assumed loss of engine rated power between the beginning and the end of the test. For engine calibration used in the above mentioned procedure the fuel used shall be the reference fuel CEC RF-79-07 with a low tendency to injectors fouling and the same fuel with artificially, intentionally introduced 1 ppm Zn as a metallic catalyst to support the process of injector deposits formation. When starting to reference fuel developing with admixture of Zn, it has been established that, Zn may be present in fuel in the form of zinc salts, colloidal and in the form of micro-particulates, constitutes traces fuel contaminations. Given that the colloidal form of zinc is difficult to produce, and zinc micro-particulates are filtered in the engine fuel system, it has been established that, Zn will be artificially introduced into the fuel in the form of the easily soluble synthetic Zn salt that is Zn neodecanoate (Zn(C10H19O2)2), that is the same as recommended by test procedure CEC F-98-08 or will come from galvanized drums introduced as a result of fuel conditioning in a galvanized drums. Tests covered assessments of reference Diesel fuel without and with the addition of zinc catalyst of varying chemical structures and with different zinc contents. The conducted research has demonstrated that: Diesel fuel doped even with traces of zinc increases its tendency to fuel injector deposit formation; Contained in the Diesel fuel zinc compound influence on the rate and amount of fuel injector coking deposits of the Peugeot DW10B test engine generated in the test at a CEC F-98-08 procedure; The increase of the zinc volume contained in the Diesel fuel beyond the indicated in CEC F-98-08 test procedure level of 1 ppm, causes the rapid loss of the fuel detergent performance which is proven by rapid loss of engine rated power.

PL

W artykule przedstawiono porównawczą analizę wyników testów silnikowych dotyczących oceny tendencji do tworzenia osadów wtryskiwaczy silnika ZS typu HSDI (High Speed Direct Injection) dla wzorcowego oleju napędowego RF-79-07 Batch 9 z dwoma różnymi katalizatorami cynkowymi. Porównawcze testy silnikowe wykonywano zgodnie z wymaganiami znormalizowanego testu według ogólnoeuropejskiej procedury badawczej CEC F-98-08, w której jako kryterium oceny wielkości utworzonych osadów na końcówkach wtryskiwaczy przyjęto wielkości spadku mocy silnika. Do wzorcowania silnika wykorzystywanego w wyżej wymienionej procedurze badawczej stosuje się paliwo wzorcowe CEC RF-79-07 o niskiej tendencji do zanieczyszczania wtryskiwaczy i to samo paliwo ze sztucznie, celowo wprowadzonym 1 ppm Zn jako katalizatorem metalicznym wspomagającym proces tworzenia osadów wtryskiwaczy. Przystępując do opracowanie paliwa wzorcowego z domieszką Zn, ustalono, że Zn może występować w paliwach w postaci soli cynku, koloidalnej i w postaci mikrocząstek stałych, stanowiących śladowe zanieczyszczenia paliwa. Biorąc pod uwagę, że koloidalna postać cynku jest trudna do wyprodukowania, a mikrocząsteczki cynku podlegają procesowi filtracji w układzie paliwowym silnika, ustalono, że do paliwa będzie sztucznie wprowadzany Zn w postaci łatwo rozpuszczalnej syntetycznej soli cynku, tj.: neodekanianu Zn (Zn(C10H19O2)2), a zatem takiej jak zaleca procedura badawcza CEC F-98-08, lub będzie pochodził z ocynkowanych beczek, w których paliwo było przetrzymywane. Testy obejmowały oceny wzorcowego oleju napędowego bez i z katalizatorem cynkowym o różnych strukturach chemicznych oraz z różną zawartością cynku. W wyniku przeprowadzonych badań stwierdzono między innymi, że: wprowadzenie do oleju napędowego nawet śladowych ilości cynku zwiększa jego skłonność do tworzenia osadów na końcówkach rozpylaczy paliwa, zawarty w paliwie związek cynku ma wpływ na szybkość tworzenia i wielkość osadów koksowych tworzonych w teście według procedury CEC F-98-08, na końcówkach wtryskiwaczy silnika Peugeot DW10B, zwiększenie ilości zawartego w paliwie cynku ponad wskazany w procedurze badawczej CEC F-98-08 poziom 1 ppm powoduje gwałtowną utratę właściwości detergentowych paliwa – na co wskazuje szybki spadek mocy maksymalnej silnika.

4

Investigations of injector deposits in modern diesel engines

Stępień Z.

Combustion Engines

|

2016

|

R. 55, nr 2

9--20

EN

Traces of some metallic elements that may contaminate diesel fuel are a very significant factor initiating and accelerating the formation of deposits in diesel injection systems. Such deposits disturb proper operation of modern high-pressure injection systems, which has an adverse effect on the engine performance and operating parameters. The paper discusses the results of engine tests related to the influence of traces of zinc on the deterioration of the operating parameters of injection systems manifesting itself in decreased engine power.

PL

Śladowe ilości niektórych pierwiastków metalicznych, mogących stanowić zanieczyszczenia oleju napędowego, są ważnym czynnikiem inicjującym i przyspieszającym formowanie się osadów zanieczyszczających wtryskiwacze układów paliwowych silników z zapłonem samoczynnym. Osady takie powodują zaburzenia w pracy nowoczesnych, wysokociśnieniowych układów wtrysku paliwa, a to niekorzystnie oddziałuje zarówno na osiągi silników, jak i ich inne walory użytkowo-eksploatacyjne. W pracy omówiono wyniki silnikowych badań wpływu śladowych ilości cynku zawartego w oleju napędowym na pogorszenie parametrów pracy układu wtrysku paliwa i spowodowane tym zmniejszenie mocy silnika.