Jedną z metod ograniczania emisji substancji toksycznych do środowiska ze źródeł mobilnych jest bezpośrednia ingerencja w proces spalania silnikowego. Takim rozwiązaniem jest zastosowanie katalizatora wewnątrz przestrzeni spalania silnika. W niniejszym referacie przedstawiono wyniki pracy badawczej, opartej o badania numeryczne, której celem była analiza wpływu zastosowania wybranych powłok o własnościach katalitycznych na obniżenie energii aktywacji konwersji CO do CO2.
EN
One of the methods of toxic emissions limitation from mobile sources is direct inference into engine combustion process. In this paper the research work, based on numerical simulations, which aim was analysis of influence of inner catalyst application on energy activation of CO to C02 conversion process.
2
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W niniejszym artykule autor porównuje różne metody sterowania fazami rozrządu, które obecnie stosowane są w silnikach spalinowych czterosuwowych. Przedstawia również jeden z najnowszych systemów sterowania, układ EVA.
Przedstawione zostały wyniki badań eksperymentalnych wpływu warunków spalania (stosunek nadmiaru powietrza, widmo rozkładu średnic kropel, udział tlenu w substratach) na emisje NO, CO i WWA podczas spalania oleju opałowego modyfikowanego dodawaniem azotu oraz dodatkami krzemowymi katalizującymi proces spalania. Badania przeprowadzono w chłodzonej wodą stalowej komorze spalania o mocy cieplnej ok. 50 kW, wyposażonej w palnik olejowy Körting JET 4.5. Przyjęto hipotezę badawczą, że grubsze rozpylanie paliwa dostarcza rodników węglowodorowych Chi do strefy popłomiennej i wskutek tego następuje redukcja NO do azotu cząsteczkowego. Jednocześnie następuje wzrost emisji produktów niezupełnego spalania, któremu próbowano przeciwdziałać przez wzbogacenie powietrza do spalania w tlen oraz stosowanie dodatków do paliwa katalizujących dopalanie BaP. Celem badań była ocena wpływu różnych warunków spalania na sumaryczną toksyczność spalin. Badania wykazały, że przy spalaniu oleju opałowego lekkiego przy ponadstechiometrycznym stosunku nadmiaru powietrza o szkodliwości spalin decyduje obecność w nich przede wszystkim NO. Przy spalaniu paliwa bazowego toksyczność spalin dla różnych widm rozkładu średnic kropel jest podobna. Podczas spalania paliwa z dodatkiem azotu zaobserwowano istotne obniżenie sumarycznej toksyczności spalin przez pogorszenie jakości rozpylania paliwa. Wzbogacenie substratów w tlen skutecznie obniża emisję produktów niezupełnego spalania, jednak powoduje wzrost emisji termicznych tlenków azotu. Dodatki do paliwa nie wydają się być skutecznym sposobem obniżania toksyczności spalin, gdyż najczęściej działają one pozytywnie jedynie na wyselekcjonowane związki (BaP), często powodując znaczny wzrost innych (np. PIR, FLU) oraz wnosząc własną toksyczność do spalin.
EN
The experimental investigations of NO, CO, PAH's emission have been carried out in the case of steel water-cooled down combustion chamber at heat power of 50 kW. The influence of the air amount, droplet size distribution, contents of fuel nitrogen, oxygen enrichment and silicon additives in oil have been tested. The coarse atomization favours the NO reduction and simultaneously the growth of PAH's emission. The silicon additives and oxygen enrichment up to the value of 23% distinctly decreases the BaP emission. Taking into consideration the total toxicity of flue gases it appeared that Nox was mainly responsible for this toxicity.
Przedstawione zostały wyniki badań eksperymentalnych wpływu warunków spalania (stosunek nadmiaru powietrza, widmo rozkładu średnic kropel, udział tlenu w substratach) na emisje NO, CO i WWA podczas spalania oleju opałowego modyfikowanego dodawaniem azotu oraz dodatkami krzemowymi katalizującymi proces spalania. Badania przeprowadzono w chłodzonej wodą stalowej komorze spalania o mocy cieplnej ok. 50 kW, wyposażonej w palnik olejowy Körting JET 4.5. Przyjęto hipotezę badawczą, że grubsze rozpylanie paliwa dostarcza rodników węglowodorowych Chi do strefy popłomiennej i wskutek tego następuje redukcja NO do azotu cząsteczkowego. Jednocześnie następuje wzrost emisji produktów niezupełnego spalania, któremu próbowano przeciwdziałać przez wzbogacenie powietrza do spalania w tlen oraz stosowanie dodatków do paliwa katalizujących dopalanie BaP. Celem badań była ocena wpływu różnych warunków spalania na sumaryczną toksyczność spalin. Badania wykazały, że przy spalaniu oleju opałowego lekkiego przy ponadstechiometrycznym stosunku nadmiaru powietrza o szkodliwości spalin decyduje obecność w nich przede wszystkim NO. Przy spalaniu paliwa bazowego toksyczność spalin dla różnych widm rozkładu średnic kropel jest podobna. Podczas spalania paliwa z dodatkiem azotu zaobserwowano istotne obniżenie sumarycznej toksyczności spalin przez pogorszenie jakości rozpylania paliwa. Wzbogacenie substratów w tlen skutecznie obniża emisję produktów niezupełnego spalania, jednak powoduje wzrost emisji termicznych tlenków azotu. Dodatki do paliwa nie wydają się być skutecznym sposobem obniżania toksyczności spalin, gdyż najczęściej działają one pozytywnie jedynie na wyselekcjonowane związki (BaP), często powodując znaczny wzrost innych (np. PIR, FLU) oraz wnosząc własną toksyczność do spalin.
EN
The experimental investigations of NO, CO, PAH's emission have been carried out in the case of steel water-cooled down combustion chamber at heat power of 50 kW. The influence of the air amount, droplet size distribution, contents of fuel nitrogen, oxygen enrichment and silicon additives in oil have been tested. The coarse atomization favours the NO reduction and simultaneously the growth of PAH's emission. The silicon additives and oxygen enrichment up to the value of 23% distinctly decreases the BaP emission. Taking into consideration the total toxicity of flue gases it appeared that Nox was mainly responsible for this toxicity.
Reaktory katalityczne są powszechnie stosowane w technice samochodowej do zmniejszania emisji substancji szkodliwych. Istnieją dwa aspekty eksploatacji katalizatorów. Ekologiczny (korzystny) aspekt - obniżenie emisji substancji toksycznych, oraz energetyczny (negatywny) aspekt - wzrost oporów przepływu spalin w układzie wylotowym. Aspekt pozytywny najlepiej wyraża stopień konwersji substancji szkodliwych. W ujęciu modelowym reaktor katalityczny może być traktowany jako element oporów miejscowych lub liniowych układu wylotowego. Liczbę oporu miejscowego wyznaczono stosując model Darcy'ego. W drugim przypadku opór przepływu spalin przez katalizator traktowany jest jako opór liniowy, z dyssypacją energii rozłożoną liniowo (liniowe opory tarcia) wzdłuż drogi przepływu spalin. Do opisu przepływu w obrębie każdego z kanałów zastosowano tzw. ujęcie kapilarne. Problematykę zilustrowano wynikami badań eksperymentalnych trójfunkcyjnego reaktora katalitycznego zainstalowanego w układzie wylotowym silnika o zapłonie iskrowym.
EN
Catalytic converters are in common use for emission reduction in automotive engineering. There are two aspects of the catalyst operation. Ecological (favourable) aspect - reduction of toxic substances emission and energy (negative) aspect - increase of flow resistance in exhaust system. The positive aspect can be expressed by a conversion rate of harmful substances which is the principal parameter of catalyst work in respect of ecology. However, resistance of exhaust gas flow through the catalytic converter is also an essential problem. The catalytic converter can be treated as a local or linear resistance element of exhaust system. Local resistance number of the converter is calculated using Darcy model. In the second case, exhaust gas flow resistance through catalyst is treated as linear resistance with energy dissipation (linear frictional resistance) distributed linearly along way of exhaust gas flow. Exhaust gas flow in every channel is described applying a capillary approach. Friction number for the tested converter is calculated and analysed. The problem has been illustrated by the results of experimental researches of the three-way catalytic converter installed in the exhaust system of the spark ignition engine.
6
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
In the engine fed by means of liquid propane-butane injection, the fuel composition has the substantial influence on the injectors opening time required to realization of the correspondent value of air excess number. In the certain states of engine load the mixture composition might not be corrected properly by lambda sond signal or the necessary correction would have to overstep the possibilities of feeding system. The feeding system controller should be fitted with procedures enabling the correction of calculated injector opening time, according to propane and butane shares in the fuel. Change of the air excess coefficient as the result of a change of fuel composition effects also in exhaust gas toxic components emission level. The results of investigations of SI engine fuelled with liquid propane-butane injection have been presented in article. The influence of composition of P-B mixture on the injection system parameters and exhaust gas toxic components concentration has been defined.
W artykule przedstawiono wybrane wyniki badań wskaźników ekonomicznych i ekologicznych silnika PERKINS 1100 zasilanego czterema rodzajami paliw ekologicznych tj.: węglowodorowym, niskosiarkowym olejem napędowym EKODIESEL PLUS 50B oraz porównawczo: estrem metylowym kwasów oleju rzepakowego FAME-100B i mikroemulsją węglowodorowo-etanolową (E1-90%ON + 10%ETANOL), estrowo-etanolową (E2-90% FAME +10%ETANOL). Zastosowanie paliw o różnych właściwościach fizykochemicznych do silników wysokoprężnych wymaga dużych dokładności pomiarów parametrów diagnostycznych celem poznania występujących różnic w procesach wtrysku i spalania silników zasilanych tymi paliwami. Spełnianie coraz bardziej rygorystycznych norm w emisji składników toksycznych spalin zmusza współczesnego badacza silników spalinowych o zapłonie samoczynnym do posiadania szybkich i precyzyjnych metod oceny jego stanu technicznego, a szczególnie procesu spalania oraz stanu technicznego aparatury wtryskowej. Wykazano, że rodzaj paliwa o różnych właściwościach fizykochemicznych ma istotny wpływ na proces wtrysku paliwa i jego spalanie, czas trwania wtrysku, prędkość wypływu paliwa z rozpylacza oraz czas trwania strugi paliwa i jakość jej rozpadu na krople. Wpływ ten przejawia się w oddziaływaniu na wskaźniki ekonomiczne i emisję toksycznych składników ze spalinami.
EN
In the article are chosen research findings of economic and ecological signs of engine Perkins 1100 fed with four kinds of clean fuels i.e.: with hydrocarbon, low-sulphuric EKODIESEL PLUS 50B diesel and comparatively: with methylic ester of acids of the FAME-100B rape oil and microemulsion hydrocarbon-ethanol (E1-90%ON + 10%ETANOL), ester-ethanol (E2-90% FAME +10%ETANOL). Using fuels with different physicochemical properties in Diesel engines requires high accuracies of the measurements of diagnostic parameters in order to get to know appearing differences in processes of injection and burning. Fulfilling more and more rigorous norms in emission of elements of the toxic exhaust fumes is forcing the examiner of internal combustion engines with the self-ignition to have fast and precise methods of estimation of its technical state, particularly the process of burning and the technical state of injection apparatus.They demonstrate, that kind of fuel with different physicochemical properties have an essential influence on the process of the fuel injection and burning, the duration of injection, the speed of the leakage of fuel out of the sprayer and the duration of the stream of fuel as well as the quality of its disintegration to drops. This influence is showing in the influence on economic indicators and the broadcasting of toxic ingredients with the exhaust fumes.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.