The impact of modern constructional solutions of internal combustion engines upon ecological safety of their application

  • Dariusz Kurczyński Kielce University of Technology
  • Piotr Łagowski Kielce University of Technology
  • Michał Warianek Kielce University of Technology
  • Tomasz Dąbrowski BOSMAL Sp.z.o.o.
Keywords: ecological safety of transport, self-ignition internal combustion engines, engine construction, Perkins engine

Abstract

Piston combustion engines used for propelling vehicles have a significantly harmful impact upon people’s living environment. As a result, for many years now the development of combustion engines has been to a large extent defined by growing legal ecological requirements. New constructional solutions are being introduced, the conditions of working processes in engine cylinders are being changed, new solutions are being implemented in fuel feeding systems, air intake systems and fumes exhaust. The composition of conventional fuel is being modified, alternative fuels are being sought for and new types of powering systems are being developed. This paper presents the comparison of selected efficiency and ecological indicators of two engines having the same construction, but different in the type of powering and the method of controlling the process of supplying fuel and air into cylinders. One of the engines is Perkins 1104D-44TA, mechanically controlled and equipped with a feeding system with distributor injection pump. The second one is the Perkins 1104D-E44TA, electronically controlled, where fuel is supplied into the cylinders by means of the Common Rail system. During the tests, the engines operated according to two load characteristics. Hourly and specific fuel consumption as well as concentration levels of main components of exhaust fumes and smokiness have been iden-tified and compared.

References

Air quality in Europe — 2017 report. No 13/2017. European Environment Agency. https://www.eea.europa.eu/publications/ air-quality-in-europe-2017

Ajanovic A., Haas R.: Technological, ecological and economic perspectives for alternative automotive technologies up to 2050. 2012 IEEE Third International Conference on Sustainable Energy Technologies (ICSET), IEEE Conferences, 2012, s. 129 – 134.

Ambrozik A., Ambrozik T., Kurczyński D., Łagowski P., The Influence of Injection Advance Angle on Fuel Spray Parameters and Nitrogen Oxide Emissions for a Self-Ignition Engine Fed with Diesel Oil and FAME, Polish Journal of Environmental Studies, Vol. 23, No 6, 2014, s. 1917-1923.

Ambrozik A., Ambrozik T., Kurczyński D., Łagowski P., Trzensik E.: Cylinder Pressure Patterns in the SI Engine Fuelled by Methane and by Methane and Hydrogen Blends. Solid State Phenomena Vol. 210 (2014), Trans Tech Publications, pp 40-49.

Ambrozik A., Kurczyński D., Łagowski P.: Bezpieczeństwo ekologiczne stosowania estrów metylowych oleju rzepakowego w transporcie. X International Science-Technical Conference Automotive Safety 2016, Problemy bezpieczeństwa w pojazdach samochodowych. Kielce-Ameliówka, 22-24 lutego 20016 r., Wydawnictwo Politechniki Świętokrzyskiej, Kielce 2016, s. 15÷22.

Analizator cząstek stałych w czasie rzeczywistym MEXA-1230PM. Instrukcja obsługi.

Bandel, W., Fraidl, G. K., Friedl, H., Kapus, P. E., Mehrwertorientierte Techniken für ottomotorische Antriebssysteme. In: MTZ 67 (2006), Nr. 2, s. 110–117.

Brzeżański M., Śliwiński K.: Downsizing – nowy kierunek rozwoju silników samochodowych. Silniki Spalinowe, nr 2/2004 (119), s. 3÷11.

CISZEK M.: Bezpieczeństwo ekologiczne i zrównoważony rozwój w aspekcie Strategii Bezpieczeństwa Narodowego Rzeczypospolitej Polskiej, Studia Ecologiae et Bioethicae UKSW 10(2012)1, s. 29-41.

Dyrektywa Parlamentu Europejskiego i Rady 2014/94/UE z dnia 22 października 2014 r. w sprawie rozwoju infrastruktury paliw alternatywnych. Dziennik Urzędowy Unii Europejskiej.

Dyrektywa Parlamentu Europejskiego i Rady Europy 2009/28/WE z dnia 23 kwietnia 2009 r. w sprawie promowania stosowania energii ze źródeł odnawialnych.

Fröhlich K., Meyer R., Miersch J., Reulein C., Schwarz Ch., Witt A.: Downsizing: CO2-Potentiale – Technische Realisierbarkeit. 9. Aachener Kolloquium Fahrzeug- und Motorentechnik, 2000.

Golloch R., Downsizing bei Verbrennungsmotoren. Springer-Verlag, Berlin Heidelberg 2005.

Heiduk T., Kuhn M., Stichlmeir M. i in.: The new 1.8 l TFSI engine from Audi. Part 2: mixture formation, combustion method and turbocharging. MTZ, 2011, 7–8(72), s. 58–64.

Ishiguro F., Mashiki Z., Yamanari K.: The new 2.5L L4 gasoline engine for LEXUS IS300h - The renewed engine series for FR hybrid vehicles. Fortschritt-Berichte VDI, Reihe 12: Verkehrstechnik/Fahrzeugtechnik, vol. 764, Düsseldorf 2013, pp. 158-171.

Komunikat Komisji do Parlamentu Europejskiego, Rady, Europejskiego Komitetu Ekonomiczno-Społecznego i Komitetu Regionów. Czysta energia dla transportu: europejska strategia w zakresie paliw alternatywnych. Bruksela 24.01.2013.

Krajowe ramy polityki rozwoju infrastruktury paliw alternatywnych. Ver 2.6, 2017.

Kurczyński D., Łagowski P., Warianek M.: Ecological indicators of the Perkins 1104D-E44TA engine after its adaptation for being powered with natural gas and diesel fuel. Journal of KONES Powertrain and Transport, Vol. 24, No 3 2017, s. 143-150.

Kurczyński D., Piwowarczyk P.: Analiza uszkodzeń turbosprężarek. Autobusy-Technika, Eksploatacja, Systemy Transportowe, nr 12/2017, s. 1019÷1025.

Kurczyński D.: Stężenia cząstek stałych w spalinach silnika ZS zasilanego paliwami ON, B20 i B30. Logistyka 6/2014, s. 6420-6432.

Merkisz J., Rozwój silników spalinowych w aspekcie ich ekologii. Zeszyty Naukowe Instytutu Pojazdów 2(78)/2010, s. 103÷125 Warszawa 2010.

Orliński P.: The effect of diesel fuel mixture and camelina oil ester on selected parameters of combustion process. Journal of Kones 2013, Vol. 20, No. 3, s. 291-298.

Perkins Engines Company Limited: Technical Data 1100 Series. Industrial Open Power Until. 1104D-44TA 75,0 kW, 2200 rev/min Balanced. Perkins, England, 2008.

PerkinsEngines Company Limited: Technical Data 1100 Series. Standard Base List. 1104D-E44TA 96,5 kW, 2200 rev/min Unbalanced. Perkins, England, 2008.

Rosenow J.: Downsizing silników – Nie za duży, nie za mały. Auto Expert Technika – Warsztat – Handel, 7-8/07.2016.

System do pomiaru spalin silnikowych MEXA-1600D/DEGR. Instrukcja obsługi.

W kierunku czystej i inteligentnej mobilności. Transport a środowisko w Europie. Europejska Agencja Środowiska, Luksemburg: Urząd Publikacji Unii Europejskiej, 2016. https://www.eea.europa.eu/pl/publications/sygnaly-2016-w-kier unku-czystej

Published
2018-09-07
Section
Articles