TARIFAS Y DIESEL INYECCION DE DISTRIBUCION EN DOBLE COMBUSTIBLE MOTOR CON ETANOL

RENDIMIENTO DE MEJORAMIENTO POR EL CONTROL DE FLUJO

TARIFAS Y DIESEL INYECCION DE DISTRIBUCION EN DOBLE COMBUSTIBLE

MOTOR CON ETANOL

Noboru Noguchi, Hideo Terao y Chikanori Sakata

Departamento de Ingeniería Agrícola, Hokkaido lJniversidad  Kita-9, Nishi-9, Kit & u, Sapporo 060, Japón

Abstracto

Para utilizar etanol j? Residuos agrícolas om como combustible en motores diesel, un motor de doble combustible fue desarrollado. Los motor, que estaba equipado con un sistema para eléctricamente diesel de control y el alcohol, i? velocidades de flujo, se reunieron básica requisitos de un motor del tractor, 'incluyendo el motor control de velocidad y el ajuste de la curva de par. Ahora bien; golpeteo del motor debido al alcohol era un inconveniente importante.

Una bomba de inyección diesel con un momento y el flujo sistema de control de la tasa fue adaptada, y el efecto de sincronización de la inyección en la combustión y el rendimiento era investigado. Se observó que el control de temporización fue eficaz en la reducción del motor golpe causado por el rápido de combustión alcohol.

INTRODUCCIÓN

El etanol producido a partir de residuos agrícolas, tales como paja, materia prima, y ​​los residuos de madera, tiene promesa como fuente alternativa de combustible para vehículos agrícolas(Fontana y Rotz, 1982). El alcohol es un líquido y por lo tanto, se almacena más fácilmente que el biogás, que es otra posible alternativa de combustible (Golder y Langley, 1985). Investigación y desarrollo de un alcoholfueledmotor diesel es necesario si el alcohol es estar promovido como fuente de combustible práctica (Weiland et al., 1987). Este trabajo presenta los resultados de una investigación en el que un motor diesel fue operado en una modo de doble combustible con alcohol. Con un sistema de combustible dual, alcohol se introduce en la toma de aire de la motor diesel y se transporta con el aire de admisión en la cámara de combustión. Uno de los más problemas importantes en la toma de este método práctico es controlar las tasas de combustible diesel y alcohol (Walker, 1982; Miller & Smith, 1983). Aunque el método de doble combustible en la que se inyecta en alcohol la corriente de aire de admisión es muy conveniente para la utilización alcohol como combustible, un problema adicional es una golpe audible causada por la rápida combustión de alcohol que se produce (Schropshire y Goering, 1982; Saito et al., 1985; Chaplin y 'z Janius, 1987). Como períodos prolongados de plomo golpe a daños en el motor, que es necesario reducir golpe en el interés de la durabilidad del motor (Murayama et al, 1981;. Crutz et al., 1982). El primer objetivo de este estudio fue desarrollar un método para controlar el motor de doble combustible en. Para producir el mismo rendimiento que el de una normal del motor diesel. El segundo objetivo era investigar el efecto de la sincronización de la inyección diesel en la combustión y el rendimiento, y para discutir la posibilidad de reducir golpe mediante el control de diesel sincronización de la inyección de combustible.

MOTOR DE DOBLE COMBUSTIBLE

El motor probado

Un Fordson super Dexta se convirtió en doble combustible operación. Especificaciones del motor se dan en la Tabla

1. Este motor tenía tres cilindros con pre combustión cámaras y una cilindrada de 2490 cc. En Para el caudal de combustible diesel de control eléctrico, la gobernador mecánico en la inyección de combustible diesel la bomba se modificó para permitir el ajuste de la rack de control con un motor de impulsos (Noguchi y Terao, 1992).

El sistema de inyección de alcohol se compone de un filtro de combustible, bomba de combustible, amortiguador de combustible, boquilla de inyección, manómetro y la válvula de regulador. Piezas de un sistema de inyección de combustible para la automoción se utilizaron en este sistema, que se requiere para producir una niebla de

Tabla 1. Especificaciones del motor probado

Nombre del Motor Ford 960E

ECP en línea tipo, refrigerado por agua, OHV,

4-ciclo de brazada

Número de cilindros 3

Relación de compresión 17.4

Diámetro x carrera 91 x 127 mm

Cilindrada 2.490 cc

Potencia máxima de 29,1 kW / ZOOO rev / min

'Ljpe de la combustión Vortex de pre combustión cámara de cámara

Pequeñas gotas de tamaño uniforme, en la corriente de aire de admisión del motor. El alcohol se inyectó en el paso que se extiende desde la cabeza del cilindro para el colector de admisión. El caudal se controla mediante el mismo equipo que controla el combustible diesel. Aquí, 99,5% de etanol fue usada como el combustible alcohol. Sincronización de la inyección de combustible diesel se retrasó cerca de 10 "de tiempo recomendado por el fabricante de 20 antes del punto muerto superior (ZO" APMS), porque se demostró en una prueba preliminar de que el retraso del diesel sincronización de la inyección de combustible restringido efectivamente golpe en el dual operación de combustible. Sin embargo, cuando el tiempo de inyección se retrasó más de lo "BTDC, era imposible arrancar el motor de doble combustible, incluso con combustible diesel solo.

Sistema de control del motor

A personal-computer-based control system was developed to control the flow rates of diesel fuel and alcohol.  Los controles necesarios incluyen control de velocidad del motor, el establecimiento de una curva de par, y la parada del motor. El elemento de medición más importante en este sistema era la velocidad del motor, que se mide por un generador de impulsos y un contador. Los elementos de control fueron la tasa de flujo de combustible diesel y el caudal de alcohol. El control de flujo de combustible diesel tasa se realizó utilizando un bastidor de control con un motor de impulsos, como se mencionó anteriormente. Velocidad de flujo de alcohol se controla cambiando el ciclo de trabajo, lo que corresponde al momento en que se abrió la válvula electromagnética.

Puesto que el alcohol tiene un calor latente de evaporación superior a la del combustible diesel en el intervalo de sin carga a carga minima1, el motor funciona con combustible diesel solo, y con cargas más allá de esa cantidad del sistema de control del motor aumenta el flujo de alcohol.

La velocidad del motor con cargas parciales fue controlada por el método de control PID. Tasa de flujo de combustible Diesel fue controlada en el rango de carga inferior y para el alcohol en el intervalo de mayor carga, para mantener una velocidad del motor deseable. Sin embargo, cuando la tasa de flujo de alcohol alcanza un valor predeterminado, la tasa de flujo de alcohol fue controlada por la rutina de control de carga completa. Cada ganancia para el control PID tenía un valor apropiado determinado a partir de un experimento preliminar.

El rendimiento del motor

Para investigar el rendimiento del motor de combustible dual, las pruebas se llevaron a cabo la toma de fuerza. Las altas velocidades de inactividad para estas carreras eran 1.800 rev / min y 1.500 rev / min. La figura 1 muestra el consumo de freno de calor específico, la densidad del humo, y la tasa de reemplazo de combustible diesel cuando se opera en modo de doble combustible a 1800 rev / min. Temperatura de escape, NO, las emisiones y el ruido del motor se muestran en la Fig. 2. El par máximo PTO con combustible dual, limitada por golpe, estaba a punto de 362 Nm. El calor mínimo freno específica el consumo, que se obtiene con el par máximo, fue de 12,7 MJ / kWh. El humo no fue dado de alta hasta que se llegó a plena carga. Fue posible sustituir hasta el 38% de la energía de combustible a plena carga. El ruido del motor al par máximo PTO fue de 2,1 dB más alto que cuando se opera con combustible diesel solo en la prueba preliminar. Además de esto, se confirmó que NO, emisión había disminuido en un 51%. La figura 3 muestra el diagrama de rendimiento toma de fuerza en términos de torque toma de fuerza, el poder toma de fuerza, y el consumo de calor de freno específico. Se reconoció que el par PTO aumentó rápidamente a medida que la velocidad del motor disminuye en el motor de doble combustible. En una curva de tal par de torsión, porque el poder PTO tenía características planas en el rango de velocidad del motor de 1500 rev / min a 1.800 revimin, esta curva de par se considera que tienen alta capacidad de sobrecarga. -Brake específica consumo de calor en la curva de par máximo mostró un valor relativamente constante, y tenía un valor del 11,1 a 13,1 MJ / kWh. La Figura 4 y en la Fig. 5 muestran los diagramas de presión del cilindro cuando se opera con combustible diesel solo y en combustible dual. Este experimento se llevó a cabo a una velocidad del motor de 1.800 revimin y un par motor de PTO 281 Nm. Los diagramas de presión de cilindro de 40 ciclos fueron dispuestos en líneas en la figura. 4 (a) de manera que visualmente entender las fluctuaciones de combustión. Fig. 4 (b) refleja Fig. 4 (a) en una presión de manivela ángulo de cilindros avión. Debido a que la presión media máxima del cilindro (P ,,,, X) era 5,8 MPa y la relación de fluctuación fue del 2,1% con el combustible diesel solo, como se muestra en la Fig. 4, se confirmó que el motor probado tenía normales condiciones de combustión de un motor diesel. En contraste, en el modo de doble combustible de la máxima media presión indicada 6,3 MPa, un aumento de 9,5% en comparación con el que con el combustible diesel solo. En adición a esto, el aumento de presión máxima media (dP / dB) , de 0.744 MPa fue más allá del criterio general para golpe audible, que está en el rango de 0,5 a 0,6 MPa /deg. Por lo tanto, la reducción en el aumento de presión es necesaria para el funcionamiento estable con combustible dual sobre un largo periodo de tiempo. Uno de los métodos eficaces para reducir la subida de presión del cilindro es excesivo retardar la sincronización de la inyección. Sin embargo, retardando hace que sea más difícil para arrancar el motor de combustible dual, incluso con combustible diesel solo, y el rendimiento en términos de potencia y el consumo de calor específico empeorar con el combustible diesel solo. Se reconoció que el tiempo de inyección diesel debe ser variado durante la operación. La siguiente sección investiga la posibilidad de sincronización de la inyección variable.

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