Kiernicki.pdf

(191 KB) Pobierz

Microsoft Word - 124-132_Kiernicki_B5.doc

ZbigniewKiernicki∗

WPŁYWNIEKTÓRYCHDODATKÓWDOPALIWANA

PARAMETRYROBOCZEWYSOKOPRĘśNEGOSILNIKA

ZWTRYSKIEMBEZPOŚREDNIM

Streszczenie. W referacie przedstawiono wyniki badań silnika wysokopręŜnego z wtryskiem

bezpośrednimS4003zasilanegoolejemnapędowymzdodatkamispecjalnymiSkyddiElfDiecyl.

Badanowpływdodatkunawłaściwościreologicznepaliwa,parametryroboczesilnikaizadymie

nie spalin. W badaniach wykorzystano prędkościowe charakterystyki dynamiczne uzyskiwane

podczasrozpędzaniasilnikanabieguluzem.Stwierdzonokorzystny,choćniewielkiwpływbada

nychdodatkównaparametryroboczesilnikaorazzadymieniespalin.

Słowakluczowe:dodatkidopaliwa,silnikwysokopręŜny,metodainercyjna,warunkinieustalone,

charakterystykidynamiczne

WSTĘP

Narynkuistniejewieledodatkówdopaliwsilnikowych,któremajązazadaniepo

prawęwłaściwościeksploatacyjnychpaliwa.Częstosątowłaściwościistotnezpunktu

widzeniawybranychaspektówpracysilnika,np.rozruchwniskichtemperaturach[5]

czyczystośćelementówaparaturypaliwowej[8].IstotnesątakŜewłaściwościmyjące,

przeciwpienne, przeciwmgielne, stabilność oksydacyjna czy właściwości korozyjne

paliwa[1].JednakwaŜnyjestteŜwpływstosowaniadodatkówwpaliwienaenergetycz

nyefektdziałaniasilnika,którycharakteryzowanyjestzapomocąparametrówrobo

czych.

Badaniewpływudodatkównadziałaniesilnikaspalinowegoobejmujeszeregte

stówzalecanychprzezeuropejskąorganizacjędosprawbadańolejówipaliw,zwanych

wskrócietestamiCEC[2].StosujesiętakŜeporównawczebadaniawpływudodatków

naparametryefektywneitoksycznośćspalinsilnika[2,4,8],wykonującnp.charaktery

stykiprędkościowe.

Wbadaniachprezentowanychwreferaciepodjętopróbęeksperymentalnegoustale

nia,czywprzypadkustosowaniabadanychdodatkówdopaliwastandardowegonastąpi

znaczącazmianaroboczychparametrówizadymieniaspalinsilnika.

∗ DrinŜ.ZbigniewKiernicki,PolitechnikaLubelska,KatedraPojazdówSamochodowych

WPŁYWNIEKTÓRYCHDODATKÓWDOPALIWA...

125

OBIEKTIMETODYKABADAŃ

Badaniompoddanebyłydwadodatkidopaliwa–ElfDiecyliSkydd–dodawane

do paliw typu: Ekodiesel Plus 50F PKN Orlen oraz Eurodiesel Rafinerii Gdańskiej.

PróbkidobadańzakupionowogólniedostępnejsiecisprzedaŜy.Właściwościbadanych

paliwprzedstawionowtabeli1.Dodatkidodawanodopaliwawnastępującychpropor

cjachobjętościowych:

– ElfDiecyl–1:500,

– Skydd–1:1000.

Przygotowanopaliwabadawczeoznaczonewsposóbnastępujący:

a) CzystyolejnapędowyEkodieselPlus50FPKNOrlen –ON2,

b) OlejnapędowyON2zdodatkiemdopaliwElfDiecyl –ON2D,

c) OlejnapędowyON2zdodatkiemdopaliwSkydd –ON2S,

d) CzystyolejnapędowyEurodieselRafineriiGdańskiej –ON3,

e) OlejnapędowyON3zdodatkiemdopaliwElfDiecyl –ON3D,

f) OlejnapędowyON3zdodatkiemdopaliwSkydd –ON3S,

Tabela1.Właściwościbadanychpaliw(napodstawiespecyfikacjihandlowej).

Table1.Propertiesoftestedfuels(onthebaseofdistributorspecifications)

Lp.Oznaczanewielkości

Jednostka

miary

ON2–Ekodiesel

PKNOrlen

ON3–Eurodiesel

Raf.Gdańska

1. Liczbacetanowa

min.

53,8

58

2. Indekscetanowy

min.

52,5

62

3. Składfrakcyjny

do250°Cdestyluje

%V/V

35,6

9

do350°Cdestyluje,

%V/V

96,2

89

do370°Cdestyluje,

98

95%(V/V)destylujedotemp.

°C

345,3

4.

Lepkośćkinematycznawtemp.

40°C,

mm 2 /s

2,74

4,33

5. Temperaturamętnienia

°C

12

2

6.

Temperaturazablokowaniazimnego

filtra

°C

26

3

7. Temperaturazapłonu

°C

63

101

10.Zawartośćsiarki

mg/kg

20,5

%(m/m)0,005

11.Zawartośćwielopierścieniowych

węglowodorówaromatycznych %(m/m)

1,81

16.Gęstośćwtemperaturze15°C

kg/m 3

837

836,7

Podstawowewłaściwościreologicznepaliwbadawczychokreślanometodąmasową

(gęstość)orazlepkościomierzemEnglera(lepkość).

Badaniawpływustosowaniadodatkówdoolejunapędowegoopartonametodzie

porównawczej. Mierzono parametry tego samego silnika, w tych samych warunkach

456439906.063.png

456439906.074.png

456439906.085.png

456439906.096.png

456439906.001.png

126

ZbigniewKiernicki

otoczenia,przyzasilaniupaliwamizróŜnymidodatkami.Porównywanowartościodpo

wiadającychsobieparametrów.

Pomiarparametrówroboczychsilnikazasilanegozarównoolejemnapędowymjaki

opałowymwykonanometodąinercyjną[3].Przygotowanyobiektbadań(uzupełniony

płynwukładziechłodzenia,wypełnionypaliwemprzeznaczonymdobadaniaiodpowie

trzony układpaliwowy, wyregulowanysilnik,podłączonaaparaturapomiarowa) uru

chamianoinagrzewanodoodpowiedniejtemperatury.Następnieodczytywanociśnienie

atmosferyczneitemperaturępowietrzaprzywlociedofiltrapowietrza.Pomiarosiągów

silnikanaposzczególnychpaliwachobejmowałdwadzieściapowtórzeńcyklurozpędza

niewybieg[3],którypolegałonnarozpędzeniusilnikaodprędkościobrotowejrównej

600obr/mindoprędkościmaksymalnej,anastępniewyłączeniudawkowaniapaliwai

swobodnymwytracaniuprędkościobrotowejsilnika.Wtymczasiesystempomiarowy

rejestrowałprędkośćobrotowąiczastrwaniapomiaru.Temperaturępowietrzaspraw

dzanocopięćpowtórzeń.Uzyskanedaneredukowanodowarunkównormalnychoraz

następnieanalizowanoprzyspieszeniakątowewałusilnikawzaleŜnościodprędkości

obrotowej(tzw.charakterystykidynamiczne).OdpiątegopomiarudodziesiątegokaŜdej

seriipomiarówprzeprowadzanopomiarzadymieniaspalin.

Podczaswymianypaliwaprzepłukiwanoukładzasilaniaiwymienianofiltrpaliwa.

STANOWISKOBADAWCZE

PomiaryprzeprowadzonezostałynabezhamulcowymstanowiskubadawczymKa

tedryPojazdówSamochodowychPolitechnikiLubelskiej.Ogólnyschematstanowiska

przedstawiony jest na rys. 1. Badania wykonano na silniku wysokopręŜnym S4003

zamontowanymwciągnikuUrsusC360.Układzasilaniasilnikazawierarzędowąpom

pęwtryskowąP24T83aiwtryskiwaczeWJ1S78.7Azpięciootworkowymirozpylacza

miDSL150.A2.Badanysilnikposiadasystemspalaniazbezpośrednimwtryskiempali

wadotoroidalnejkomorywtłoku.Badaniaprowadzonoprzynominalnychnastawach

regulacyjnychsilnika,zgodnychzzaleceniamiproducenta.

Półautomatycznysystempomiarowy[3]sterowanybyłnotebookiem486/33.Czuj

nik prędkości obrotowej odbierał impulsy pochodzące od znacznika kontrastowego,

naklejonegonakolezamachowymsilnika.Powstałysygnałbyłprzesyłanypoprzezprze

tworniksygnałudokomputera.Komputerrejestrowałsygnaływrazzczasemtrwania

pomiaru. Dawkowanie paliwa była zmieniane za pomocą sterownika dźwigniowego

umieszczonegonamościeciągnika,połączonegozdźwigniąpompywtryskowejzapo

mocąlinki.

WPŁYWNIEKTÓRYCHDODATKÓWDOPALIWA...

127

Rys.1.Schematogólnystanowiskabadawczego

Fig.1.Generalschemeoftestsetup

Dookreślaniapozostałychwielkości(np.temperaturaiciśnienieotoczenia)wyko

rzystywanostandardowyzestawurządzeńpomiarowychznajdującychsięnawyposaŜe

niuhamownisilnikowej.

WYNIKIBADAŃ

Wpływdodatkunawłaściwościreologicznepaliwa

Gęstośćbadanychpaliwjestzgodnazparametramipodawanymiprzezproducenta.

WpływdodatkównapaliwoEkodieseljestnieznaczny,natomiaststwierdzonozmniej

szeniegęstościpaliwaEurodieselpododaniuobudodatków.MoŜetobyćzwiązanez

innym składem chemicznym paliw, sugerowanym takŜe przez róŜne charakterystyki

destylacji(tab.1).

Pomiary lepkości kinematycznej wykazały, Ŝe badane oleje napędowe posiadają

większąlepkośćniŜpodajeproducent.LepkośćolejunapędowegoEurodieselzRafinerii

Gdańskiejprzekraczazakresdopuszczalnylepkości,określonynormąPN–81/C–04011

(2,00–4,50mm 2 /sdlaolejunapędowegootemperaturze40°C)[9].Wynikipomiarów

gęstościilepkościsąporównywalnezwynikamiuzyskiwanymiprzezinnychbadaczy,

podanyminp.wpublikacji[7].

840

840

835

835

830

830

825

825

820

820

815

815

810

810

805

805

800

800

ON2D

ON2

ON2S

ON3D

ON3

ON3S

rodzaj paliwa

rodzaj paliwa

a) b)

Rys.2.GęstośćpaliwaON2(a)iON3(b)wzaleŜnościodzastosowanegododatku

Fig.2.DensityofON2fuel(a)andON3fuel(b)inthedependencyofusedadditiontype

456439906.012.png

456439906.016.png

456439906.017.png

456439906.018.png

456439906.019.png

456439906.020.png

456439906.021.png

456439906.022.png

456439906.023.png

456439906.024.png

456439906.025.png

456439906.026.png

456439906.027.png

456439906.028.png

456439906.029.png

456439906.030.png

456439906.031.png

456439906.032.png

456439906.033.png

456439906.034.png

456439906.035.png

456439906.036.png

456439906.037.png

456439906.038.png

456439906.039.png

456439906.040.png

456439906.041.png

456439906.042.png

456439906.043.png

456439906.044.png

456439906.045.png

456439906.046.png

456439906.047.png

456439906.048.png

456439906.049.png

456439906.050.png

456439906.051.png

456439906.052.png

456439906.053.png

456439906.054.png

128

ZbigniewKiernicki

3,6

5,5

3,4

5

3,2

3

4,5

2,8

2,6

4

2,4

3,5

2,2

2

3

ON2D ON2

ON2S

ON3D

ON3

ON3S

rodzaj paliwa

rodzaj paliwa

a) b)

Rys.3.LepkośćkinematycznapaliwaON2(a)iON3(b)wzaleŜnościodzastosowanegododatku

Fig.3.ViscosityofON2fuel(a)andON3fuel(b)inthedependencyofusedadditiontype

4,6

7,5

4,4

4,2

7

4

ON2

ON2D

ON2S

6,5

ON3

ON3D

ON3S

3,8

3,6

6

3,4

5,5

3,2

3

5

40 20

temperaturapomiaru[ 0 C]

40 20

temperaturapomiaru[ 0 C]

a) b)

Rys.4.ZmianylepkościkinematycznejpaliwaON2(a)iON3(b)wzaleŜności

odtemperaturyidodatku

Fig.4.KinematicviscositychangesofON2fuel(a)andON3fuel(b)inthedependency

oftemperatureandaddition

Zmianylepkościbadanychpaliwwzakresietemperatur20÷40ºCzachodząjedna

kowodlapaliwaEurodiesel.NatomiastlepkośćpaliwaEkodieselzdodatkiemSkydd

zmieniasięwmniejszymstopniu,jednakŜedodatektenobniŜyłbardziejlepkośćpaliwa

wtemperaturzeotoczenia.

Wpływdodatkunaparametryroboczeizadymieniespalinsilnika

W wyniku przeprowadzonych pomiarów uzyskano charakterystyki dynamiczne

ε=f(n) silnika S4003 przy zasilaniu paliwami badawczymi. Na rys. 5 przedstawiono

uśrednionyprzebiegprzyspieszeń kątowych wałukorbowegoprzyzasilaniupaliwem

Ekodiesel,zaśnarys.6–przyzasilaniupaliwemEurodiesel.Uzyskanecharakterystyki

dynamicznemajątypowykształt[3,6](pomijajączaburzeniewpoczątkurozpędzania).

Pokrywaniesiędolnychczęściwykresówświadczyoutrzymywaniuporównywalnych

warunkówcieplnychpodczaspomiarów.

AnalizującuzyskanecharakterystykimoŜnazauwaŜyć,Ŝebadanedodatkipowodują

wzrost,aczkolwiekniewielki,wartościprzyspieszeńwcałymzakresieprędkościobro

456439906.055.png

456439906.056.png

456439906.057.png

456439906.058.png

456439906.059.png

456439906.060.png

456439906.061.png

456439906.062.png

456439906.064.png

456439906.065.png

456439906.066.png

456439906.067.png

456439906.068.png

456439906.069.png

456439906.070.png

456439906.071.png

456439906.072.png

456439906.073.png

456439906.075.png

456439906.076.png

456439906.077.png

456439906.078.png

456439906.079.png

456439906.080.png

456439906.081.png

456439906.082.png

456439906.083.png

456439906.084.png

456439906.086.png

456439906.087.png

456439906.088.png

456439906.089.png

456439906.090.png

456439906.091.png

456439906.092.png

456439906.093.png

456439906.094.png

456439906.095.png

456439906.097.png

456439906.098.png

456439906.099.png

456439906.100.png

456439906.101.png

456439906.102.png

456439906.103.png

456439906.104.png

456439906.105.png

456439906.106.png

456439906.002.png

456439906.003.png

456439906.004.png

456439906.005.png

456439906.006.png

456439906.007.png

456439906.008.png

456439906.009.png

456439906.010.png

456439906.011.png

456439906.013.png

456439906.014.png

456439906.015.png

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

stanowisko_badawcze_silnika.pdf (60 KB)
Wtryskiwacze do polskich silników wys(1).jpg (69 KB)
układ wałów korbowych.jpg (347 KB)
Oil Tests.pdf (4413 KB)
Naprawa układów zasilania silników wysokopręznych.pdf (19997 KB)

Inne foldery tego chomika:

Zgłoś jeśli naruszono regulamin