abbr. SJ GMU
ISSN 2657-5841 (printed)
ISSN 2657-6988 (online)
DOI: 10.26408
Wpływ podwyższonej temperatury i ciśnienia płynu chłodzącego na parametry pracy tłokowego silnika spalinowego i działanie jego układu chłodzenia
Effect of elevated coolant temperature and pressure on working parameters of piston internal-combustion engine and its operation of cooling system
Abstract:
The paper presents the thermal balance of a piston engine. The model and experimental test stands for testing the cooling system for increased temperature coolant were presented. On the model stand, as a result of the research, determined the characteristics of courses of temperature and pressure coolant system at the coolant pressure of 0,3 MPa. In this paper was demonstrated that it is possible to maintain the assumed constant pressure in the system and obtain it at the elevated liquid temperature leading to an increase in overall engine efficiency. Subsequently performed speed and load characteristics of the 4CT90 engine with standard and pressure cooling system. The results confirmed the benefits of increasing the temperature of the coolant. Presented characteristics show that the use of the cooling system pressure decrease fuel consumption, especially at high rotational speed, what result with better effective efficiency. The amount of toxic compounds in exhaust gases also decreased, particularly at low engine load, with exception of nitrogen oxides, whose shares rose. It means that the application of pressure cooling system requires the use of additional and effective system of reducing nitrogen oxides.
Streszczenie:
W artykule przedstawiono bilans cieplny tłokowego silnika spalinowego. Zaprezentowano modelowe i eksperymentalne stanowiska badawcze do badań układu chłodzenia o podwyższonej temperaturze płynu chłodzącego. Na stanowisku modelowym, w wyniku przeprowadzonych badań, wyznaczono charakterystyki przebiegów temperatury i ciśnienia cieczy chłodzącej przy 0,3 MPa. Wykazano, że istnieje możliwość utrzymania założonego stałego ciśnienia w układzie i uzyskania przy tym podwyższonej temperatury cieczy, prowadzącej do zwiększenia ekonomiczności silnika. Następnie wykonano charakterystyki prędkościowe i obciążeniowe silnika 4CT90 ze standardowym i ciśnieniowym układem chłodzenia. Wyniki badań potwierdziły korzyści wynikające ze zwiększenia temperatury cieczy chłodzącej. Z przedstawionych charakterystyk wynika, że zastosowanie ciśnieniowego układu chłodzenia wpływa na mniejsze zużycie paliwa, szczególnie przy dużej prędkości obrotowej, co przyczynia się do wzrostu sprawności ogólnej silnika. Zmalała również ilość związków toksycznych w spalinach, szczególnie przy małym obciążeniu silnika, poza tlenkami azotu. Wzrost tlenków azotu oznacza, że zastosowanie ciśnieniowego układu chłodzenia wymaga użycia dodatkowego i efektywnego układu redukującego tlenki azotu.
Issue:
Pages:
33
44
Download full text in pdf:
References:
Kneba Z., Kompleksowy model nowej generacji układu chłodzenia silnika spalinowego, Silniki Spalinowe, SC1/2007, R. 46, s. 160–169.
Krakowski R., Wpływ podwyższonej temperatury płynu chłodzącego na zwiększenie ekonomicz-ności pracy tłokowego silnika spalinowego, Zeszyty Naukowe Akademii Morskiej w Gdyni, 2011, nr 71, s. 93–101.
Lehner C., Parker G., Arici O., Johnson J., Design and development of a model based feedback controlled cooling system for heavy duty diesel truck applications using a vehicle engine cooling system simulation, SAE Technical Paper Series, 2001-01-0336.
Ogrodzki A., Chłodzenie trakcyjnych silników spalinowych, WKŁ, Warszawa 1974.
Shibata Y., Shimonosoto H., Yamai Y., New design of cooling system with computer simulation and engine compartment simulator, SAE Technical Paper Series, 931075.
Wajand J, Tłokowe silniki spalinowe, WNT, Warszawa 1992.
Walentynowicz J., Wyznaczanie bilansu cieplnego silnika spalinowego o zapłonie samoczynnym, Biuletyn WAT, 2006, vol. 55, nr 2, s. 265–277.
Walentynowicz J., Krakowski R., Decreasing of thermal energy loses in piston combustion engines, RSM „System Level Thermal Management for Enhanced Platform Mobility” NATO RTO AVT – 178, Bucharest 4–7.10.2010.