At the conference KONES’2005 combustion characteristics of CI engine fuelled with rape oil methyl ester (RME) and ethanol injected into inlet port have been presented. In this paper combustion processes in the engine fuelled with two base fuels: diesel oil (DF) or rapeseed oil methyl ester and additionally with ethanol have been analyzed and combustion parameters have been compared. Ethanol fraction has a serious influence on combustion. Addition of ethanol delays combustion in the initial stage but despite of that, combustion is completed earlier if the ethanol fraction is higher. This phenomenon takes place for both base fuels: RME and DF. However, for high speed (2200 rpm) and torque = 20 Nm (pe= 0,256 MPa) ignition delay of DF was so long, that ignition took place 15 CA deg ATDC. Nevertheless of that, combustion was completed only about 5 CA deg later than for neat DF. Combustion processes for both fuels are similar, but there are some differences in ignition delay. At low load and high speed for fuelling with DF combustion extends for exhaust stoke. On account on diesel – knock the engine can not be loaded by higher torque at high speed. Besides ethanol fraction, there is a strong influence of load and speed on combustion parameters. Generally increase of speed decreases maximum pressure and increase of load increases it, as well for RME as for DF. The highest pressure has been measured for DF and ethanol injection.
2
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W artykule wykazano, że zasilanie dwupaliwowe jest korzystniejsze niż zasilanie CNG silnika iskrowego, omówiono różne rozwiązania konstrukcyjne silników dwupaliwowych oraz wpływ parametrów decydujących o spalaniu w silniku dwupaliwowym. Opisano także osiągi silników dwupaliwowych oraz emisję związków szkodliwych i porównano je z osiągami i emisją silników bazowych, tj. zasilanych olejem napędowym. Skupiono się na konkretnej realizacji koncepcji dwupaliwowego zasilania silnika doładowanego ADCR gazem CNG, podejmując problemy, jakie muszą być rozwiązane w wyniku adaptacji silnika do zasilania CNG, plan badań itd. Omówiono też zagadnienia o charakterze naukowym, jakie występują przy adaptacji silnika turbodoładowanego od zasilania gazem CNG.
EN
It is well know fact, that natural gas (CNG) is adequate fuel to SI engines, thanks to high octane number. In numerous cities Poland and all over the world buses driven by natural gas SI engines popular. Analyses show however, that CI engines adapted to fuelling with CNG known in literature as dual-fuel engines, due to pilot injection of diesel fuel, are more convenient than these driven with SI engines. In the paper different types of dual fuel engines are presented. Also performances and emissions of dual-fuel engines are discussed and compared with base engines fuelled only with diesel fuel. The concept of adaptation of very modern engine ADCR to CNG fuelling is proposed. Fundamental technical and scientific problems of adaptation are discussed.
Przeprowadzono badania eksperymentalne zasilania silnika o zapłonie iskrowym butanem gazowym i ciekłym wtryskiwanym do kanału dolotowego oraz benzyną (gaźnikowo) w zakresie ubogich mieszanek na silniku jednocylindrowym. Porównano wyniki i stwierdzono, że butan może być dobrym paliwem zastępczym w stosunku do benzyny, przy czym emisja NOX może być niższa, a sprawność wyższa. Badania sprawdzające przeprowadzono na silniku pełnogabarytowym, uzyskując potwierdzenie wyników. Układ wtryskowy ciekłego butanu powinien być dopracowany, wskazano kierunek tych udoskonaleń.
EN
Experimental investigations of fuelling with gaseous and liquified butane and - for comparison -with gasoline (carburation) were carried out. Liquified butane was injected to inlet port and gaseous butane was mixed with air in the mixer situated before the throttle. Comparison of performances and emissions of the engine fuelled in above mentioned modes was carried out. From the investigations results that butane may be considered as alternative fuel to gasoline, emission NOX may be lower and engine efficiency may by higher than for standard fuelling. Investigations were carried out on the one cylinder engine and full-scale 2-cylinder engine for Cinquecento car. The system of injection of liquid butane should be improved and trans-valve injection should be tested.
5
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Three comments to the paper mentioned in the above title are presented. First one regards wrong values of measured maximum pressure (after compression), which leads to physically impossible processes. The second one is on the nature of ignition, which is rather not autothermal, as Authors stated. Third one is on the thermodynamic processes presented in Fig. 6.
Combustion processes in C.I. engine fuelled with rape oil methyl ester (RME) and additionally with ethanol injected into the inlet port were investigated. The aim of ethanol injection is to enhance combustion of the droplets of base fuel - ester. Experiments were carried out on single - cylinder D.I. C.I engine. In course of experiments engine performance, emissions and pressure in the cylinder were measured. Measured pressure - time history in engine cylinder and instantaneous parameters of injection of RME fuel were used to simulate the rate of heat release and the fraction of fuel burnt vs. crank angle, which showed that the higher the energy fraction of ethanol in the total fuel, the longer the ignition delay, but the shorter the total time of combustion. Shorter combustion results in higher efficiency. Fuelling the engine with ethanol results in smokeless combustion and lower emission of carbon dioxide (due to higher fraction of hydrogen in ethanol molecule than in base fuel) and with vegetable (renewable) fuel - rape oil methyl ester - results in decrease carbon dioxide emission to the atmosphere.
HCCI engine offers a high thermal efficiency combined with low nitrogen oxides and particulate matter emissions. However the key problem: controlled autoignition (CAI) on which is focused this paper is still not solved. Attempts to solve CAI problem as: variable compression ratio (VCR), variable valve train (VVT), exhaust gas recirculation (EGR) and application of fuels having different volatility characteristics and sensitivity to autoignition are disused. Also possibility of fuelling HCCI engine with natural gas (and ignition improver) is presented.
PL
Silnik o zapłonie samoczynnym zasilany homogeniczną mieszanką (HCCI) oferuje wysoką sprawność przy małej emisji tlenków azotu i cząstek stałych. Jednakże główny problem, jakim jest kontrolowany samozapłon, nie jest jeszcze rozwiązany. Na tym problemie skupia się niniejszy artykuł. Omówiono metody rozwiązania problemu kontrolowanego samozapłonu, takie jak: zmienny stopień sprężania, recyrkulacja gazów wylotowych, zmienne fazy rozrządu oraz zastosowanie jednocześnie dwu paliw o różnej lotności i skłonności do samozapłonu. Przedstawiono także możliwość zasilania silnika HCCI gazem naturalnym (CNG) przy jednoczesnym udziale składników ułatwiających samozapłon.
8
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Although fuel-cell was invented in 1830, its intensive development took place in the last decades of XX century. Theoretical background offuel-cell operation have been given. Application of fuel-cell to automotive vehicles as a prime mover and as auxiliary energy source have been shown. Three main types of fuel-cell: hydrogen, methanol and gasoline are discussed. Forecast of applicationoffuel-cell to automotive vehicles are presented.
Przeprowadzono analizę termodynamiczną obiegu silnika spalinowego, z której wyciągnięto wnioski dotyczące potencjalnych możliwości jego dalszego ulepszenia w aspekcie sprawności i emisji. Głównym z nich jest zasilanie mieszankami ubogimi, w szczególności homogenicznymi, zarówno jeśli chodzi o silnik ZI jak i o ZS. Omówiono najistotniejsze problemy związane ze spalaniem mieszanek ubogich oraz zaprezentowano nowatorskie rozwiązania konstrukcyjne systemów spalania silników o bardzo małej emisji i wysokiej sprawności. Przedstawiono prognozy dotyczące rozwiązań konstrukcyjnych silników
EN
Thermodynamic analysis of I.C. engine working-cycle has shown its potential capabilities of further development in view of economy and emissions. The engine, that will fulfil the demands of high efficiency and low emissions is thw engine (both S.I. and C.I.) fuelled with lean homogeneous mixtures. The technique of fuelling with lean homogeneous mixtures, especially these thermally/chemically activated and the effect of air fumigation on efficiency and emission is discussed. The features, with which the novel engine will be characterised are shown and discussed.
Investigation into possibility of fuelling of compression ignition (CI) engine, with an addition of ethanol, was carried out. Ethanol can be a suitable fuel for SI engines, but its application to CI engines requires an assisted ignition. In this work ethanol was injected into the inlet port and entered the engine cylinder mostly as a vapour. Diesel fuel remained a main fuel, but played the role of the ignition fuel. Investigation was carried out on one-cylinder, direct injection CI engine with modified inlet duct for injection of ethanol. The investigations showed that: 1) energy ratio of ethanol to diesel fuel up to 50% can be applied, 2) engine thermal efficiency increased, with the increasing load, 3) soot emission was decreased dramatically after even a small amount of the injected ethanol, 4) emission of greenhouse gas (CO2) was decreased with increasing amount of ethanol, 5) NOx emission was decreased for a small load, but for a high load it is kept at the same level if the engine is fuelled only with diesel fuel. Optimization of the energy ratio of both fuels and injection timing of diesel fuel is being carried out at present.
11
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W artykule przedstawiono wyniki badań przebiegów ciśnienia w cylindrze silnika o ZI zasilanego homogenicznymi mieszankami paliwowo-powietrznymi. Na podstawie zmierzonych ciśnień obliczone zostały wskaźniki niepowtarzalności średnich ciśnień indykowanych. Zależności tych wskaźników od współczynnika nadmiaru powietrza posłużyły do określenia granic zubożenia mieszanki paliwowo-powietrznej. Z analizy przebiegów szybkości narastania ciśnienia w cylindrze i kąta OWK, przy którym występuje maksymalne ciśnienie obiegu pracy, określone zostały możliwości ubogiego spalania dla składu mieszanki leżącego w zakresie wyznaczonej granicy. Ponadto analizie poddano emisję składników toksycznych ze szczególnym uwzględnieniem emisji tlenków azotu i węglowodorów na granicy ubogiego zasilania.
EN
Some results of measurement of cylinder pressure for S.I. engine have been shown. The engine was fuelled with homogenous air-fuel mixtures. The measured pressure diagrams were used for coefficients calculation of cycle-by-cycle variations. The dependences of coefficient of cycle-by-cycle variations on air access coefficient were used for determination of the lean limit of the mixture. From the analysis of diagrams of rate of pressure rise and crank angle for which the maximum pressure occurs, the possibilities of lean mixtures combustion near the lean limits were examined. Also the analysis of engine emission were carried out. Especially HC and NOX emissions have been examined and analysed.
According to worldwide trend, many research centres focus on fuelling of SI engine with homogeneous and heterogeneous lean mixtures. In the Departament of Internal Combustion Engines in Radom Technical University some investigation on fuelling of SI engine with lean air - fuel mixtures was carried out. For these experiments butane was used, because it has relatively wide flammability limits and it seems to be a good fuel for experiments on fuelling the engine with the lean mixture. The objectives of this paper are: - analysis of the influence of air-fuel ratio (A/F) on combustion characteristic parameters, engine performances anf thermal efficiency, - comparison of fuelling with butane with convetional carburettor fuelling in the aspect of above mentioned data, - optimisation of combustion of butane-air-mixture on account of spark timing. The results of the investigation show that there is possible to fuel the engine with lean butane - air mixture in efficient way. Its performance and efficiency are at the same level as for gasoline carburettor engine. There are also some potential possibilities of increasing advantages, which are hidden in modification of fuel system. The improvement of it, especially application of injection of the liquid gas could strongly improve abovere presented results, which will be used as a base for the next examination of modified engine.
PL
Zgodnie ze światowymi trendami wiele centrów badawczych skupia się na badaniach zasilania silników o ZI ubogimi mieszankami homogenicznymi i heterogenicznymi. W Zakładzie Silników i Pojazdów Politechniki Radomskiej wykonano badania zasilania silnika o ZI ubogimi mieszankami. Badania przeprowadzono na silniku do samochodu Cinquecento. Jako paliwa użyto butanu, który ma szerokie granice palności. Cele tych badań były następujące: - analiza wpływu udziału powietrza do paliwa ma charakterystyczne parametry procesu spalania, osiągi silnika i jego sprawność cieplną, - porównanie zasilania butanem i benzyną za pomocą standardowego układu gaźnikowego, - optymalizacja kąta zapłonu przy zasilaniu butanem. Wyniki badań wykazały, że jest pełna zamienność paliw (benzyna na butan) w zakresie ubogich mieszanek. Osiągi silnika i parametry procesów spalania są bardzo zbliżone przy obu sposobach zasilania. Istnieją dalsze możliwości poprawienia osiągów silnika obniżenia jego emisji przez zastosowanie wtrysku gazu bezpośrednio do cylindra, co będzie przedmiotem dalszej pracy.
W ramach programu badań nad wpływem sposobu zasilania silnika na możliwość dopuszczalnego zubożenia mieszanki paliwowo-powietrznej wykonano pomiary parametrów użytecznych silnika z kompleksową analizą spalin i pomiarami ciśnień w cylindrze przy zmieniającym się składzie mieszanki wytwarzanej standardowo w gaźniku. Badania wykazały, że wyraźne pogorszenie mocy silnika i zwiększenie jednostkowego zużycia paliwa przy mieszankach uboższych niż lambda = l. l można częściowo kompensować przyspieszeniem zapłonu co prowadzi jednak do zwiększenia maksymalnych ciśnień obiegu i prędkości narastania ciśnienia w czasie spalania oraz do zwiększenia emisji NOX.
EN
The paper describes problems of feeding the SI engines with poor gasoline-air mixtures where relative fuel-air ratio lambda>1,1. The results were obtained during experimental tests in the engine laboratory. Decrease of engine power and increase of fuel consumption was observed during the tests. This phenomenon can be reduced by applying of earlier ignition. However there are bigger cylinder pressure and faster pressure increment and also increase of NOx emission was observed.