Effects of water injection on performance of 5-stroke si engine

RMUTP Research Journal, Vol. 12, No. 1, (Jan-Jun. 2018), p. 125-136The objective of this work is to investigate the effects of water injection on performance of 5-stroke SI engine converted from the conventional 4-stroke SI engine.The cylinder head of the 2ndand3rd cylinder was modified and connected to each other to be the ultra-expansion stroke or second expansion stroke (5thstroke). The engine was performed on a dynamometer at different engine speeds and loads of 1,500 to 3,000 rpm and 25% to 75% of full load, respectively. The water was injected during the second expansion stroke (5th stroke). Fuel and air consumptions, engine torque, rotational speed, air/fuel ratio and temperatures of intake air, engine oil, cooling water and exhaust gas were recorded to use for calculating brake specific water and exhaust gas were recorded to use for calculating brake specific fuel consumption (BSFC) and engine efficiency. The results showed that at low engine speed of 1,500 rpm for all loads, the water injection improves BSFC and the engine efficiency by 26% and 3.3% respectively. However, a large amount of injected water shows insignificant improvement on BSFC and the engine efficiency due to short residence time, especially at high engine speed. The deterioration of engine oil can be observed after test. These findings are relevant to engine design or modification, especially at low engine speed.Rajamangala University of Technology Phra Nakho

ความสามารถในการสตาร์ทของอะซิโตน-บิวทานอล-เอทานอลผสมดีเซลเป็นเชื้อเพลิงสำหรับเครื่องยนต์ดีเซลระบบฉีดเชื้อเพลิงแบบคอมมอนเรล The Engine Start Ability of Acetone-Butanol-Ethanol Blended Diesel Fuel for a Common Rail Diesel Engine

การนำ อะซิโตน-บิวทานอล-เอทานอล หรือ ABE ผสมกับน้ำมันดีเซลในสัดส่วนร้อยละ 20 (ABE20) มีศักยภาพในการเป็นเชื้อเพลิงทดแทนน้ำมันดีเซล เนื่องจากสามารถนำไปใช้ในเครื่องยนต์ดีเซลที่ไม่มีการดัดแปลงได้โดยมีผลต่อสมรรถนะของเครื่องยนต์ การเผาไหม้ และการปลดปล่อยมลพิษที่แตกต่างจากดีเซลเพียงเล็กน้อย ตลอดจนมีเสถียรภาพในการทำงานไม่แตกต่างจากน้ำมันดีเซล อย่างไรก็ตาม การมีส่วนประกอบของแอลกอฮอล์ใน ABE20 ส่งผลต่อความสามารถในการจุดระเบิดที่ลดลงอย่างมีนัยสำคัญเมื่อเปรียบเทียบกับน้ำมันดีเซล อีกทั้งมีค่าความร้อนแฝงในการกลายเป็นไอที่สูงกว่าน้ำมันดีเซล จึงส่งผลต่อความสามารถในการสตาร์ทเครื่องยนต์ ดังนั้น งานวิจัยนี้จึงมีวัตถุประสงค์เพื่อประเมินความสามารถในการสตาร์ทเครื่องยนต์เมื่อใช้ ABE20 เป็นเชื้อเพลิงที่อุณหภูมิห้องทดสอบต่างกันในเครื่องยนต์ดีเซลที่มีระบบฉีดเชื้อเพลิงแบบคอมมอนเรล และตรวจสอบความสิ้นเปลืองเชื้อเพลิงขณะทำการสตาร์ทและเดินเบาต่อเนื่อง 60 วินาที จากผลการทดสอบพบว่า ABE20 ใช้ระยะเวลาในการสตาร์ทยาวนานกว่าดีเซลในทุกสภาวะการทดสอบและมีการบริโภคเชื้อเพลิงที่มากกว่าดีเซล อย่างไรก็ตาม เมื่อลดอุณหภูมิห้องทดสอบลง 10 องศาเซลเซียส ABE20 ส่งผลกระทบต่อความสามารถในการสตาร์ทเครื่องยนต์เล็กน้อยแต่ไม่ส่งผลกระทบต่อความสิ้นเปลืองเชื้อเพลิงAcetone-Butanol-Ethanol (ABE) blended with diesel fuel in 20% by volume (ABE20) has been a promising alternative fuel for replacing diesel fuel. Consequently, it can be used in the unmodified diesel engine with slight effects on engine performance, combustion, and emissions, presenting stability during engine operation similar to diesel. However, ABE20 is composed of alcohol, presenting the low auto-ignition ability and high latent heat of vaporization compared to diesel fuel. These can affect the engine start ability. Therefore, this work aims to evaluate the engine start ability of ABE20 on a common rail diesel engine in different testing room temperatures and to investigate the fuel consumption during the period of engine start and continuously idling in 60 seconds. The experimental results show that ABE20 presented the engine start timing longer than diesel fuel for all testing conditions and its fuel consumption was higher than diesel fuel. However, the reduction of ambient temperature by 10°C insignificantly affected engine start ability but not for fuel consumption.Keywordsอะซิโตน-บิวทานอล-เอทานอล; ABE20; ดีเซล; เครื่องยนต์ดีเซล; ความสามารถในการสตาร์ทAcetone-Butanol-Ethanol; ABE20; Diesel; Diesel Engines; Engine Start Abilit