Use of fuel injection equipment with increased injection pressure for reducing environmental footprint

封面

如何引用文章

全文:

详细

BACKGROUND: Environmental pollution causes a number of irreversible consequences, including those associated with climate warming, acid precipitation, deterioration of climatic conditions and others. The problem of reducing harmful emissions of diesel engines containing in exhaust gases is currently relevant, as the implementation of the EURO 4/5/6 standards is becoming increasingly difficult for both new automotive equipment and those already in operation.

AIMS: Reduction of harmful emissions into the atmosphere and reduction of environmental footprint by increasing the fuel injection pressure in a diesel cylinder.

MATERIALS AND METHODS: The 6Ch15/18 (7D6-150) diesel engines, having nominal power of 110 kW at 1500 min-1, specific effective fuel consumption of 224 g/(kWh) and oil burn of 0.32% of the fuel consumption intended for diesel generator units, were tested. During steady-state tests, diesel exhaust gases were collected to analyze their composition and determine the dispersion of solid particles (SP) with an increase in fuel injection pressure by tightening the nozzle springs.

RESULTS: It was revealed that with an increase in the tightening of the nozzle springs and an increase in the injection pressure (PI), emissions of solid particles with exhaust gases decrease, and the fuel efficiency of diesel increases. As a result of the tests carried out, it was found that with an increase in the springs tightening of the injectors from (PI increased from 160 to 185 kPa), emissions of nitrogen oxides (NOx) decreased by 15%, emissions of carbon monoxide (CO) decreased by 15%, emissions of hydrocarbons (CxHy) decreased by 54% and emissions of solid particles (SP) decreased by 33%. Improved mixing and better preparation of fuel for combustion explain the change in CO emissions with the PI increase. The emissions of CxHy indicate a significant improvement in the completeness of fuel combustion in the cycle. Emissions of solid particles containing in exhaust gases are reduced due to the intensification of mixing of air and fuel vapor, contributing to a more complete burn-off of soot in a cylinder. The CxHy emissions are reduced and meet the EURO-3 and EURO-4 standards. The environmental footprint was as follows: NEF = 51.34 Сt/year at PI = 160 kPa and NEF = 43.66 Сt/year at PI = 185 kPa, which indicates a decrease in the environmental footprint by 1.17 times or by 15%.

CONCLUSIONS: The practical value of the study lies in the possibility of using fuel injection equipment with increased fuel injection pressure into a cylinder to reduce harmful emissions from diesel exhaust gases down to the required standards.

作者简介

Alla Melbert

Polzunov Altay State Technical University

Email: aamelbert@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-3973-8315
SPIN 代码: 5949-5831

Dr. Sci. (Tech.), Professor, Head of the Life Safety Department

俄罗斯联邦, Barnaul

Tran Nguyen

Polzunov Altay State Technical University

Email: hungtnut.nguyen@gmail.com
ORCID iD: 0000-0002-0276-2303
SPIN 代码: 5702-0442

post graduate of the Life Safety Department

俄罗斯联邦, Barnaul

Alexander Mashensky

Polzunov Altay State Technical University

编辑信件的主要联系方式.
Email: aleksandr.mashenskiy@mail.ru
ORCID iD: 0000-0003-4013-8648
SPIN 代码: 6339-5630

engineer, graduate of the Life Safety Department

俄罗斯联邦, Barnaul

参考

  1. Novoselov AL, Melbert AA, Zhuikova AA. Reduction of harmful diesel emissions. Novosibirsk: Nauka; 2007. (in Russ).
  2. Novoselov AL, Galkin IA. Fuel systems with increased injection pressure as a way to increase the environmental safety of automotive equipment. In: Novoselov AL. editor. Improving the environmental safety of automotive equipment: a collection of articles. Barnaul: Izd-vo AltGTU; 2004:29–35. (in Russ).
  3. Lee T, Reitz RD. Response surface method optimization of a high-speed direct-injection diesel engine equipped with a common rail injection system. J. Eng. Gas Turbines Power. 2003;125(2):541–546. doi: 10.1115/1.1559900
  4. Chanders K, Pichon G, Raulf M, et al. Urea SCR heavy duty engine NOx reduction for EURO-IV. Ingénieurs de l’automobile (Paris). 2004;770:61–65.
  5. Zhegalin OI, Lupachev PD. Decrease in toxicity of automobile engines. Moscow: Transport; 1985. (in Russ).
  6. Lukanin VN, Trofimenko YuV. Industrial and transport ecology: a textbook for universities. Lukanin VN. editor. Moscow: Vysshaya shkola; 2001. (in Russ).
  7. Syrbaev VI. Scientific and methodological foundations for ensuring the environmental safety of road transport: goals, patterns, theories and methods // Vestnik mashinostroeniya. 2004;7:75–77. (in Russ).
  8. Kitamura T, Ito T, Senda J, et al. Mechanism of smokeless diesel combustion with oxygenated fuels based on the dependence of the equivalence ratio und temperature on soot particle formation. Int. J. Engine Res. 2002;3(4):223–248. doi: 10.1243/146808702762230923

补充文件

附件文件
动作
1. JATS XML
2. Fig. 1. Influence of nozzle spring tightening on solid particles emission by the 4Ch13/14 diesel engine for rotation velocity 1750 min-1 and =100%.

下载 (93KB)
3. Fig. 2. Influence of pressure of fuel injection beginning on levels of solid particles emission of the D6N-250 (6ChN15/18) diesel engine working at the load characteristic for the rotation velocity of 1500 min-1.

下载 (59KB)
4. Fig. 3. Influence of pressure of fuel injection beginning on levels of CO and CxHy emission of the D6N-250 (6ChN15/18) diesel engine working at the load characteristic for the rotation velocity of 1500 min-1.

下载 (68KB)
5. Fig. 4. Influence of pressure of fuel injection beginning on levels of NOx emission of the D6N-250 (6ChN15/18) diesel engine working at the load characteristic for the rotation velocity of 1500 min-1.

下载 (50KB)
6. Fig. 5. Solid particle size depending on fuel injection pressure of the D6N-250 (6ChN15/18) diesel engine.

下载 (50KB)

版权所有 © Eco-Vector, 2023

Creative Commons License
此作品已接受知识共享署名-非商业性使用-禁止演绎 4.0国际许可协议的许可。
 


Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».