Badania wpływu parametrów wtrysku oleju napędowego na emisję cząstek stałych w dwupaliwowym doładowanym silniku zasilanym gazem naturalnym

Research on the impact of diesel injection parameters on particulate matters emission in a dual-fuel supercharged engine fueled with natural gas

  • Tomasz Skrzek Uniwersytet Technologiczno-Humanistyczny w Radomiu, Wydział Mechaniczny
Keywords: silnik dwupaliwowy, gaz naturalny, spalanie

Abstract

W artykule zaprezentowane zostały wyniki badań dwupaliwowego, doładowanego silnika o zapłonie samoczynnym, zasilanego gazem naturalnym. Celem głównym prowadzonych badań było określenie wpływu parametrów wtrysku inicjującej zapłon dawki oleju napędowego tj.: wielkość oraz kąt początku wtrysku na emisję cząstek stałych. Badania wykazały, że przy stosowaniu podziału dawki oleju napędowego na dawkę pilotującą i główną, pomimo znaczącego (70%) udziału energetycznego paliwa gazowego w spalanej mieszaninie emisja cząstek stałych jest porównywalna a nawet większa od tej uzyskanej na paliwie standardowym. Wcześniejsze badania silnika dwupaliwowego wykazały, że istnieje wyraźna potrzeba stosowania podziału dawki oleju napędowego na dawkę pilotującą i dawkę główną. Podział ten w istotny sposób wpływa na przebieg wywiązywania się ciepła a zarazem stanowi skuteczną metodę redukcji maksymalnej szybkości narastania ciśnienia spalania, co pozwala na zwiększania udziału paliwa dodatkowego. Z punku widzenia emisji cząstek stałych podział taki nie jest korzystny. Uzyskane wyniki badań wskazują, że wielkości dawek pilotującej i głównej oraz ich kąt początku wtrysku w istotny sposób wpływają na warunki tworzenia się cząstek stałych.

References

1. Karago Y., Sandalci T., Koylu U.O., Dalkılıc A.S., Wongwises S.; Effect of the use of natural gas–diesel fuel mixture on performance, emissions, and combustion characteristics of a compression ignition engine, Advances in Mechanical Engineering, Vol. 8(4) 1–13, 2016
2. Ogawa H., Zhao P., Kato T., Shibata G.: Improvement of Combustion and Emissions in a Dual Fuel Compression Ignition Engine with Natural Gas as the Main Fuel, SAE Technical Paper 2015-01-0863, 2015
3. Pawlak G., The Concept of a Dual Fuel Highly Efficient Internal Combustion Engine, SAE Technical Paper 01-1480, 2010.
4. Paykani A., Kakaee A.H., Rahnama P., Reitz R.D.: Effects of diesel injection strategy on natural gas/diesel reactivity controlled compression ignition combustion. Energy, Vol. 90: pp. 814-826, 2015
5. Skrzek T., Assessment of the effect of gaseous fuel delivery mode on thermal efficiency and fuel losses during the valve overlap period in a dual-fuel compression ignition engine, IOP Conf. Series: Materials Science and Engineering 148 012086 doi:10.1088/1757-899X/148/1/012086, 2016.
6. Skrzek T., Effect of the diesel fuel dose division and the injection angle on operating parameters of a dual-fuel compression ignition engine, Combustion Engines No. 3/2015-162.
7. Sundar R. K., Kalyan K. S., Mostafa S. R The effect of injection parameters and boost pressure on diesel-propane dual fuel low temperature combustion in a single-cylinder research engine, Journal Fuel, Publisher Elsevier, Vol.184, 2016/11/15.
8. Stelmasiak, Z., Matyjasik, M. Exhaust emissions of dual fuel self-ignition engine with divided initial dose, Combustion Engines, 154 (3), 2013.
9. Wei L., Geng P., A review on natural gas/diesel dual fuel combustion, emissions and performance, Fuel Process Technology, vol. 142: pp. 264–278, February 2016
10. Yousefi A., Birouk M., An Investigation of Multi-Injection Strategies for a Dual-Fuel Pilot Diesel Ignition Engine at Low Load, Journal of Energy Resources Technology, Vol. 139 (1) 2016.
Published
2018-12-19
Section
Bezpieczeństwo i Ekologia/Safety and Ecology