A comparative study of the performance of a low heat rejection engine with three different levels of insulation with vegetable oil operation

Investigations were carried out to evaluate the performance of a low heat rejection (LHR) diesel engine consisting of different versions, such as ceramic coated cylinder head engine-LHR-1-Air gap insulated piston and air gap insulated liner-LHR-2- and Ceramic coated cylinder head, air gap insulated piston and air gap insulated liner -LHR-3 with degrees of insulation with normal temperature condition of linseed oil with varied injection pressure. Performance parameters were determined at various magnitudes of brake mean effective pressure. Pollution levels of smoke and oxides of nitrogen (NOx) were recorded at the peak load operation of the engine. Combustion characteristics of the engine were measured with TDC (top dead centre) encoder, pressure transducer, console and special pressure-crank angle software package. Conventional engine (CE) showed deteriorated performance, while LHR engine showed improved performance at recommended injection timing of 27 degrees bTDC and recommend injection pressure of 190 bar with vegetable oil operation, when compared with CE with pure diesel operation. Peak brake thermal efficiency increased by 14%, smoke levels decreased by 10% and NOx levels increased by 30% with LHR engine at an injection pressure of 270 bar when compared with pure diesel operation on CE at manufacturer's recommended injection timing.

Wykonano badania mające na celu ocenę osiągów silnika wysokoprężnego o małych stratach ciepła (Low Heat Rejection, LHR). Badano różne wersje izolacji cieplnej, takie jak głowica cylindra z powłoką ceramiczną (LHR-1), tłok i tuleja cylindra izolowane szczelinami powietrznymi (LHT-2), głowica cylindra z powłoką ceramiczną oraz tłok i tuleja cylindra izolowane szczelinami powietrznymi (LHR-3). Badania wykonano dla różnego stopnia izolacji, w normalnych warunkach temperaturowych, przy różnych ciśnieniach wtrysku paliwa (oleju lnianego). Parametry robocze wyznaczono dla różnych wartości ciśnienia użytecznego. Poziomy zanieczyszczeń dymem i tlenkami azotu (NOx) były mierzone w warunkach szczytowego obciążenia silnika. Przy pomiarze charakterystyk spalania silnika wykorzystano koder TDC (górnego martwego punktu), przetwornik ciśnienia, konsolę i specjalny pakiet programowy do wyznaczania zależności ciśnienie - kąt obrotu wału korbowego. Silnik konwencjonalny (CE), napędzany czystym olejem dieslowskim, wykazywał gorsze działanie. W porównaniu z nim, sinik o małych stratach ciepła (LHR), napędzany olejem roślinnym, miał lepsze parametry robocze przy zalecanym kącie wyprzedzenia wtrysku 27 stopni przed GMP i zalecanym ciśnieniu wtrysku 190 bar. Dla silnika typu LHR z optymalnym kątem wyprzedzenia wtrysku i przy maksymalnym zasysaniu etanolu, szczytowa sprawność cieplna była większa o 18%, poziom zawartości dymu mniejszy o 48%, a zawartość tlenków azotu mniejsza o 38% w porównaniu z silnikiem konwencjonalnym (CE), z czystym paliwem dieslowskim, przy zalecanym przez producenta kącie wyprzedzenia wtrysku.