Analiza wskaźników energetycznych i emisyjnych silnika tłokowego zasilanego mieszaniną biogazową *

STRESZCZENIE: W niniejszym artykule przedstawiono metodykę oraz wyniki badań dotyczących eksperymentalnego generowania i spalania paliw ciekłych typu diesel w silniku tłokowym o zapłonie samoczynnym. Zwrócono uwagę na zmienność parametrów pracy silnika uruchamianego w trybie biegu jałowego oraz pod obciążeniem. Dokonano analizy zmienności temperatury w poszczególnych cylindrach, w zależności od rodzaju generowanego paliwa wykorzystywanego do jego zasilania. Przeprowadzono dokładną analizę jakościową i ilościową spalin przy wykorzystaniu jako paliwa substytutu biogazu o różnych proporcjach metanu i dwutlenku węgla. Określony został charakter zmian składu spalin, w tym cząstek CO, CO₂, NO_x w zależności od obciążenia silnika zasilanego różnymi paliwami.

SŁOWA KLUCZOWE: silniki tłokowe, paliwa niskokaloryczne, biogaz, emisja CO i CO₂, emisja NO_x

ABSTRACT: This paper presents the methodology and results of research focused on experimental investigation of generation and combustion of liquid fuels in a combustion piston engine. The study highlights the variability of exhaust gases parameters produced by the engine running in an idle mode and in a generation mode. The experimental analysis includes research about variability of temperatures in the cylinders, depending on the type of fuel used to supply the engine. The qualitative and quantitative analysis of exhaust gases extends on biogas substitutes with different proportions of methane and carbon dioxide. Characteristics were created depending on the composition of exhaust gases, including particulate CO, CO₂, NO_x, for a range of engine load and fuel composition.

KEYWORDS: piston combustion engine, low caloric fuels, biogas, CO and CO₂ emission, NO_x emission

BIBLIOGRAFIA / BIBLIOGRAPHY:

• D. Stępniak, J. Surwiło. „Analiza wskaźników energetycznych i emisyjnych podczas pracy silnika tłokowego zasilanego mieszaniną syngazową”, opr. wewn. IMP PAN nr 256/2015, Gdańsk, s. 41, 2015.
• D. Stępniak, J. Surwiło. „Badania eksperymentalne spalania mieszanki syngazowej w silniku tłokowym”, opr. wewn. IMP PAN nr 313/2015, Gdańsk, s. 32, 2015.
• B. Sahoo, N. Sahoo, U. Saha. “Effect of H2:CO2 ratio in syngas on the performance of a dual fuel diesel engine operation”, Appl. Therm. Eng., Vol. 49, pp. 139÷146, 2011.
• G. Przybyła, A. Szlęk, Ł. Ziółkowski. “The lean mixture combustion of simulated producer gas in SI engine”, Journal of KONES Institute of Aviation, Vol. 20, No. 3 2013, pp. 331÷338.
• G. Przybyła, A. Szlęk, Ł. Ziółkowski “Assessment of the Performance of a Small Capacity SI Engine Fuelled with Model Lean Mixture of Biogas,” Int. J. Thermodyn., Vol. 16, No. 4, pp. 179–188, 2014, nr ISSN 1301–9724.
• B. Skarpetowski, D. Stępniak, J. Koronowicz, P. Lampart, Ł. Jędrzejewski. „Opracowanie projektu stacji syngazowej stworzonej na potrzeby zasilania silnika o zapłonie iskrowym”, opr. wewn. IMP PAN nr 166/2012, s. 16, Gdańsk, 2012.
• www.testo.com.pl., [Online], [Accessed: 19-Mar-2016].

DOI: http://dx.doi.org/10.17814/mechanik.2016.7.192