Diesel engine applicability in a light helicopter

W artykule zaprezentowano koncepcję zastosowania silnika Diesla jako jednostki napędowej lekkiego śmigłowca. Przedstawiono zalety i wady takiego rozwiązania w porównaniu z obecnie stosowanymi silnikami turbowałowymi. Proponowany silnik jest proekologiczną jednostką napędową ze względu na znacznie mniejszą emisję toksycznych składników spalin w porównaniu do silników turbowałowych. Jednocześnie poruszono problemy, które muszą być uwzględnione w aspekcie zamontowania silnika Diesla w śmigłowcu. Przedstawiono również główne parametry silnika, którymi powinien się on charakteryzować, aby zapewnić wymaganą moc i osiągi niezbędne do napędu lekkiego śmigłowca.The paper presents the concept of a diesel engine application as a power unit in a lightweight helicopter. The authors present the advantages and disadvantages of this design compared to existing turbine engines. The proposed engine is eco-friendly power unit due to the much less toxic exhaust emissions compared to turbo shaft engines. The paper also presents the problems that must be considered in the context of a diesel engine mounted in the helicopter. In the end the paper the main engine parameters, which should be characterized to ensure the required power and performance necessary to drive a light helicopter are presented

The study of the model of load exchange system of Subaru EJ25 engine with the use of reverse engineering

W artykule przedstawiono proces opracowania geometrii układu dolotowego i wylotowego oraz komory spalania silnika Subaru EJ25 z wykorzystaniem przestrzennego skanowania poszczególnych części silnika (tłok, głowica, zawory, przepustnice, kolektor dolotowy). W tym celu użyto skanera ZScanner 700 firmy ZCorporation. Uzyskaną geometrię w postaci chmury punktów eksportowano do programu Catia v5, gdzie następnie na jej podstawie opracowano geometrię układu. Model ten zostanie później wykorzystany do badań symulacyjnych zjawisk przepływowych wymiany ładunku w tym silniku.The article presents a process to develop the geometry of the intake and exhaust valves and combustion chamber Subaru EJ25 engine using the spatial scan engine parts (piston, head, valves, gate valves, intake manifold). To this end, the scanner was used ZScanner 700 ZCorporation. The resulting geometry of the point cloud was exported to the Catia v5, where they were developed based on its geometry. This model is later used for simulation studies of flow phenomena in the charge exchange engine

Optimizing the geometry of the connecting rod in opposite pistons engine

The article presents the results of simulations research carried out, using Finite Element Method. The simulations were made in the Abaqus software. Studies were related to the reduction and improving of stress distribution in the connecting rod of opposite pistons combustion engine. The connecting rod has been developed in a 3D environment in the Catia software, then imported into the simulation tool, in which stress tests were performed. The connecting rod was subjected to a compression and stretching tests. Boundary conditions of forces used in simulation tests have been developed on the basis of the dynamic model created in the MSC Adams software. The study included nine iterations of geometric changes of connecting rod. Shape as well as properties such as parametric dimensions (rod length) were changed. The changes were dictated by the reduction of the maximum values of the stresses and the size of the fields with large stress values. As a result of the simulations, the improvement of the connecting rod strength was obtained by its geometrical change (which was obtained by reducing the stress fields)

Studying a construction of pistons for the aircraft CI engine

This paper examines the selected constructions of piston for aircraft CI engines and discusses tendencies in a development of piston designs. The paper addresses the question of using new materials and coatings to improve quality of pistons and the study of heat transfer and methods to absorb heat from a piston by means of cooling ducts. The selected materials were examined in terms of their advantages and drawbacks. The paper discusses different shapes of piston heads and their impact on combustion as well as indicates other factors behind parameters of combustion and toxic emission like injector shape types, lubrication types and clearances in the combustion chamber

Road test of the vehicle with petrol engine fueled by E85

W artykule opisano i poddano analizie eksperyment polegający na zasileniu pojazdu z silnikiem benzynowym (przystosowanym przez producenta do zasilania benzynowego) paliwem E85. Autorzy oceniają możliwość pracy takiego silnika, przy celowym lub nieświadomym zatankowaniu pojazdu takim paliwem, bez uprzedniej konwersji w celu przystosowania pojazdu do tego typu zasilania. Zostały także wskazane potencjalne trudności związane z dłuższą eksploatacją pojazdu na tym paliwie oraz niezbędne modyfikacje i czynności konieczne podczas konwersji pojazdu.In the article was described and analyzed an experiment which consists in supplying the vehicle with E85 fuel. The authors evaluate the possibility of operating petrol engine without prior conversion to adapt to this type of fuel. Were also identified potential difficulties associated with long operation of a petrol engine on E85 fuel and the necessary modifications and actions required during the vehicle conversion

Strength analysis of CNG injector for direct supply system of the diesel engine

W artykule przedstawiono wyniki symulacyjnych badań wytrzymałościowych innowacyjnej konstrukcji wtryskiwacza CNG do bezpośredniego zasilania silnika Diesla. Wtryskiwacz został opracowany do zastosowania w silniku Andoria ADCR. Badania te wykonano w oparciu o Metodę Elementów Skończonych z wykorzystaniem oprogramowania Abaqus. Opracowany model geometryczny odzwierciedlał rzeczywistą budowę wtryskiwacza. Przeprowadzone badania symulacyjne miały na celu określenie miejsc podatnych na wystąpienie spiętrzeń naprężeń elementów wtryskiwacza pracujących w warunkach odpowiadających warunkom pracy w komorze spalania silnika Diesla. Celem odzwierciedlenie tych warunków w modelu uwzględniono wpływ siły pochodzącej od sprężyny wtryskiwacza oraz siły gazowej pochodzącej od ciśnienia gazów w cylindrze. Wpływ siły pochodzącej od ciśnienia w komorze spalania został wprowadzony do modelu na podstawie przebiegu wartości ciśnienia gazów w funkcji kąta obrotu wału korbowego z uprzednio prowadzonych obliczeń modelowych silnika w oprogramowaniu AVL Boost. Badania modelowe przeprowadzono dla warunków pełnego obciążenia silnika, dla jednego cyklu roboczego. Czas symulacji odpowiadał dwóm pełnym obrotom wału korbowego silnika, co w przeliczaniu dla prędkości obrotowej silnika 3500 obr/min odpowiadało czasowi symulacji równemu 0,03428 s. Na podstawie przeprowadzonych badań opracowano zoptymalizowaną konstrukcję wtryskiwacza, który wykorzystany został do przeprowadzenia badań stanowiskowych i hamowanianych systemu bezpośredniego wtrysku sprężonego gazu ziemnego do silnika Diesla.The article presents the results of strength simulation studies of innovative design of CNG injector for direct supply of the Diesel engine. The injector has been developed for use in Andoria ADCR engine. These studies were performed based on the Finite Element Method using Abaqus software. The geometric model reflects the actual structure of the injector. The conducted simulation studies aimed at determining the locations prone to the occurrence of stress concentrations in injector elements working in conditions equivalent to those in the combustion chamber of the Diesel engine. The objectives of these conditions are reflected in the model, that takes into account the influence of the spring force from the injector and the gas force from gas pressure in the cylinder. The influence of the gas force from the pressure in the combustion chamber was introduced into the model on the basis of the course of the gas pressure as a function of crank angle degree with a predetermined engine model calculations carried out in AVL Boost software. Simulation studies were carried out for engine full load conditions, for one combustion cycle. Simulation time corresponded to two full revolutions of the engine crankshaft, which in the conversion of the engine speed of 3500 rpm corresponds to the simulation time equal to 0.03428 s. On the basis of the simulation studies an optimized design of the injector, which was used for real bench tests of direct injection system supply of compressed natural gas into Diesel engine

CNG injector bench tests of a direct injection system

Artykuł zawiera wyniki badań stanowiskowych wtryskiwacza sprężonego gazu ziemnego (CNG). Badania wykonano na stanowisku badawczym w warunkach ustalonych. W trakcie badań mierzono napięcie i natężenie prądu w obwodzie cewki elektromagnetycznej, ciśnienie gazu za wtryskiwaczem oraz jego wydatek. Na podstawie otrzymanych wartości wyznaczono parametry pracy wtryskiwacza w zależności od wzniosu iglicy i ciśnienia wtrysku. Badania pozwoliły zdefiniować różnice między teoretycznym (elektrycznym) a rzeczywistym czasem wtrysku. W efekcie wyznaczono opóźnienia otwierania i zamykania wtryskiwacza oraz niepowtarzalności tych wartości w kolejnych cyklach wtrysku gazu. Wykazano większy wpływ wzniosu iglicy w porównaniu do ciśnienia wtrysku na badane parametry pracy wtryskiwacza. Wraz ze zwiększaniem ciśnienia wtrysku wzrasta siła domykając zawór wtryskowy co niekorzystnie wpływa na niepowtarzalność pracy wtryskiwacza. W artykule przedstawiono również koncepcję wtryskiwacza przeznaczonego do bezpośredniego wtrysku gazu CNG do komory spalania silnika dwupaliwowego. Opracowana konstrukcja wtryskiwacza zapewni zastąpienie do 80% oleju napędowego w silniku dwupaliwowym o mocy maksymalnej 85 kW. Minimalne ciśnienie wtrysku wynosi 1,4 MPa. Jednocześnie wyznaczono charakterystykę wtryskiwacza dla różnych wzniosów iglicy i nieliniowe punkty pracy wtryskiwacza.This paper presents the bench research results on a CNG injector at steady state. The quantities measured included voltage and current in a solenoid, pressure of gas behind an injector and injector’s flow rate. Accordingly, injector’s operation parameters were determined according to needle’s lift and injection pressure. The discrepancies between the theoretical (electric) and actual time of injection were defined to specify injector’s opening and closing lag times and the uniqueness of these values in successive cycles of gas injection. It has been demonstrated that needle’s lift has got a stronger impact on injector’s operating parameters than injection pressure. With increasing injection pressure, the force increases and closes an injection valve, which adversely affects uniqueness of injector’s operation. The paper also describes the concept of an injector dedicated to direct CNG injection into a combustion chamber in a dual-fuel engine. The injector’s design enables us to replace 80% of diesel fuel in a dual-fuel engine with a maximum power of 85 kW. Minimum injection pressure is 1,4 MPa then. Simultaneously, injector’s characteristics for varied needle’s lifts and injector’s nonlinear operating points were developed

The control of hydrogen injection timing in the Wankel engine

This paper presents results obtained during powering Wankel engine with hydrogen. The hydrogen supply system will be used to power an electricity generation system. Theobject of the study was to determine the regulatory characteristics on hydrogen injection start angle. The research was conducted in one operation state specified by engine speed and load. It was shown that engine performance and nitro oxide concentration in the exhaust gases are influenced by theinjection start angle

Pressure measurement in combustion chamber of Wankel engine processing renewable energy

Celem artykułu jest przedstawienie sposobu pomiaru ciśnienia indykowania w komorze spalania silnika Wankla, przetwarzającego energię ze źródeł odnawialnych. Obiektem badań był silnik Aixro XR50 wyposażony w elektroniczny system wtrysku paliwa gazowego i oleju smarującego do kolektora dolotowego oraz elektroniczny układ zapłonowy. Pomiar ciśnienia indykowania dokonano za pomocą czujnika piezoelektrycznego zamontowanego w specjalnie przygotowanym kanale świecy zapłonowej. Silnik w czasie badań zasilano paliwem wodorowym.The aim of article is to present the way of measurement indicated pressure in the combustion chamber of the Wankel engine, processing power from renewable sources. Research object was the Wankel engine Aixro XR50 equipped with electronic fuel injection system and lubricating oil injection system in to the intake manifold and an electronic ignition system. Indicated pressure measurements were made using a piezoelectric sensor mounted in a specially prepared spark plug channel. During the tests engine was fueled by hydrogen