Potential design improvements of a reverse flow mini-cyclone with a tangential inlet

This paper presents an effect of general dimensions of a reverse flow mini-cyclone with a tangential inlet on its separation efficiency. Several mini-cyclone design modifications are presented and evaluated for use in the air filtration systems of motor vehicles. Local design improvements of three components of a reverse flow mini-cyclone with a tangential inlet D-40 of an air filter fitted in an all-terrain vehicle engine were introduced. An asymmetric curvilinear shape of an outlet port was used instead of a symmetrical shape. An outlet vortex finder inlet port shape was streamlined, and a cylindrical outlet vortex finder of the cyclone was replaced with a conical one. Experimental evaluation of the effects of the design improvements of mini-cyclone on its separation efficiency and performance as well as flow resistance was carried out. Separation efficiency of the cyclone was determined using the mass method as a product of dust mass retained by the mini-cyclone and supplied to the mini-cyclone in a specified time. Separation performance of the cyclone was determined as the largest dust particle dz =dzmax in a specific test cycle in the cyclone outlet air stream. A polydisperse PTC-D test dust used in Poland, a substitute for AC-fine test dust was used. Dust concentration at the mini-cyclone inlet was kept at 1 g/m3. The size and total number of dust particles in the air stream at the outlet of the original mini-cyclone and at the outlet of the improved mini-cyclone was determined using a particle counter

Performance characteristics of panel filters for internal combustion engine inlet air working in a two-stage configuration

Air filtration conditions in a single-stage and a two-stage filtration system (multicyclone-porous panel filter) are presented. Allowable flow resistance Δpfdop values reducing the air filter service life are specified. The benefits of using a multicyclone as a first stage of air filtration, including improved mobility and extended service life, are discussed. Criteria for selecting the filter media for the automobile air intake system using an absorption coefficient of dust km determined at a specific allowable flow resistance Δpfdop are specified. New methods and conditions to determine the absorption coefficient of dust km for article filter and non-woven fabric filter in a single-stage and a two-stage filtration system are developed and presented. The separation efficiency and separation performance as well as the flow resistance characteristics of the filter set including a single cyclone and a filter element with a specially selected filter medium surface area are tested. Absorption coefficients of dust km for the tested paper filter and non-woven fabric filter were determined for an allowable flow resistance. The effects of dust particle size distribution in the air downstream of the cyclone on reducing the absorption coefficient of dust of the paper filter and non-woven fabric filter in a two-stage filtration system are shown

Zanieczyszczenia płynów eksploatacyjnych i ich wpływ na zużycie elementów silnika spalinowego pojazdu mechanicznego

The contamination parameters of basic operating fluids of combustions engines of mechanical vehicles: air, fuel and engine oil. It was shown that mineral (road) dust decides on the consumption of abrasive connection elements of an engine. The mechanism of abrasive wear of two cooperating surface of the piston-rings-cylinder abrasive connection element of the combustion engine was shown. It was shown that the dust grains of sizes dz equal to minimum hmin thickness of the oil film cause the largest consumption. It was shown that in the air purified, behind an air filter, there are always dust grains of sizes below 2÷5 μm. The effect of accelerated wear of a cylinder liner of the engine operated with a defective air filtration system was shown. It was shown that dust grains of sizes below 5 μm in the operating fluids are also the cause of the accelerated engine components wear. It was proven that (after replacing the filter cartridge), the operation period of a partition air filter (paper, non-woven fabric) is characterised by low efficiency and filtration precision. It was shown that contaminants in the fuel not only cause abrasive wear on the surfaces of the injection system elements but also erosive wear of injector elements.Przedstawiono parametry zanieczyszczeń podstawowych płynów eksploatacyjnych silników spalinowych pojazdów mechanicznych: powietrza, paliwa i oleju silnikowego. Wykazano, że o zużyciu skojarzeń ciernych silnika decyduje pył mineralny (drogowy). Przedstawiono mechanizm zużywania ściernego dwóch współpracujących powierzchni skojarzenia ciernego silnika spalinowego tłok-pierścienie-cylinder. Wykazano, że największe zużycie powodują ziarna pyłu o rozmiarach dz równych minimalnej hmin grubości filmu olejowego. Pokazano, że w powietrzu oczyszczonym za filtrem powietrza znajdują się zawsze ziarna pyłu o rozmiarach poniżej 2÷5 μm. Przedstawiono skutki przyspieszonego zużycia tulei cylindrowej silnika eksploatowanego z niesprawnym układem filtracji powietrza. Wykazano, że zawarte w płynach eksploatacyjnych ziarna pyłu o rozmiarach poniżej 5 μm są też przyczyną przyspieszonego zużycia elementów silnika. Udowodniono, że początkowy (po wymianie wkładu filtracyjnego) okres pracy filtru powietrza przegrodowego (papier, włóknina) charakteryzuje się niską skutecznością i dokładnością filtracji. Wykazano, że zanieczyszczenia zawarte w paliwie powodują nie tylko zużycie ścierne powierzchni elementów układów wtryskowych, ale też zużycie erozyjne elementów wtryskiwaczy

Analysis of filtration propriety air filters in a sports car engine

Przedstawiono analizę konstrukcji filtrów powietrza samochodów sportowych. Wykazano, że ich podstawową właściwością jest znacznie mniejszy niż tradycyjnych filtrów powietrza opór przepływu. Przeanalizowano skutki zastąpienia fabrycznego filtru powietrza silnika samochodu osobowego filtrem powietrza samochodu sportowego. Pokazano wpływ tej zamiany na moc i moment obrotowy silnika. Wykazano konieczność przeprowadzenia badań właściwości filtracyjnych filtrów powietrza samochodów sportowych. Opracowano metodykę badań laboratoryjnych filtru powietrza samochodu sportowego. Przedstawiono wyniki badań charakterystyk skuteczności i dokładności filtracji oraz oporów przepływu filtru sportowego w zależności od współczynnika chłonności pyłu km. Oceniono dokładność filtracji powietrza za pomocą licznika cząstek firmy Pamas.The analysis of construction of air filters of sports cars was introduced. It was showed that their basic propriety is considerably smaller flow drag than this of traditional air filters. The results of replacement of a factory air filter of a personal car engine by an air filter of sports car were analysed. Influence of this exchange on power and rotatory moment of an engine was showed. The necessity of investigations on propriety of filtration filters of air sports cars was showed. A methodology of laboratory tests of air filters of sports car was prepared. There are presented the research results of filtration efficiency and thoroughness characteristics and flow drag characteristics of sports filter as a function of the dust absorptiveness coefficient km. Air filtration thoroughness was evaluated by using a particle counter of the Pamas firm

Problems of filtration of air sucked-in to vehicle combustion engine

Przedstawiono wpływ zanieczyszczeń płynów eksploatacyjnych na zużycie elementów silnika i jego trwałość. Scharakteryzowano systemy filtracji powietrza wlotowego pojazdów mechanicznych. Omówiono podstawowe mechanizmy filtracji w przegrodzie porowatej. Pokazano możliwość poprawy efektywności filtracji powietrza wlotowego do silnika przy wykorzystaniu materiałów z dodatkiem nanowłókien.Influence of polluted exploitation fluids on wear of engine elements and its durability is described. Filtration systems of inlet air used in vehicle combustion engines are characterized. The basic mechanisms of filtration in porous partition are discussed. Improvement in filtration efficiency of air getting into engine due to application of materials with nanofibers is shown

Technical evaluation of APC chassis

Success during combat on the modern battlefield is determined by numerous conditions. One of those conditions is a quich and unexpected (for the red force) transport of troops. Modern APCs (armoured personnel carrier) have similar terrain capability. Level of APCs adjustment to movement in a hard terrain conditions is the function of numerous indicators of its construction including e.g. correction of, usually specific, conditions for technical solutions of suspension or engine. It is possible to acquire global numericał indicator of APC utility evaluation, basing on e.g. evaluation of the terrain mobility. Such indicator is the objective way to estimate the level of fulfilling the technical specification of subject subgroup for tactical - technical specification by the APC construction. In the article is presented the proposal of methodical utility evaluation for modern APC chassis, which is based on account of proposed numerical indicators. Using the set indicators, we've provided comparison of directed and global evaluation of AMY Patria, towards other modern APCs. In the paper formulas of these indicators are described. The results of evaluation are presented on charts as well ensample types of terrain trials are shown on pictures

Experimental research of air two-stage paper filter of special vehicle engine

Omówiono warunki pracy dwustopniowego systemu filtracji powietrza wlotowego silnika. Przedstawiono właściwości materiałów filtracyjnych stosowanych na przegrody porowate filtrów powietrza pojazdów. Pokazano właściwości filtracyjne monocyklonów i multicyklonów. Omówiono zasady usuwania pyłu z osadnika multicyklonu. Przedstawiono metodykę badań papieru filtracyjnego pracującego w systemie cyklon-przegroda porowata. Określono skład frakcyjny pyłu w powietrzu przed i za cyklonem. Przedstawiono wyniki badań charakterystyk skuteczności i dokładności filtracji oraz oporów przepływu papieru filtracyjnego w funkcji współczynnika chłonności pyłu km. Wykazano wpływ składu frakcyjnego pyłu na zmiany chłonności papieru filtracyjnego.Operating conditions of two-stage engine inlet air filtration system are described. Properties of filtration materials used for porous partitions of vehicle air filters are presented. Also filtration properties of monocyclones and multicyclones have been presented. We discussed the principles of dust removing from multicyclone dust settler. The methodology of paper filter research operating in cyclone-porous barrier system is given. The dust fractional composition in air before cyclones and in purified air after cyclones was determined. There are presented the research results of filtration efficiency and thoroughness characteristics and flow drag characteristics of filtration paper as a function of the dust absorptiveness coefficient km. The impact of dust fractional composition on filtration paper absorptiveness change has been shown

Operational properties of performance engine intake air cleaners

The paper presents an analysis of the design of air cleaners in performance vehicles. The paper confirms that their fundamental property is a much lower flow resistance compared to standard air cleaners. The consequences of replacing a standard air filter element with a performance one have been described. The impact of this modification i.e. an increase (decrease) in the engine torque and power output has been shown. A need to perform tests related to the filtration properties of performance air cleaners has been indicated. A methodology of laboratory research has been developed for performance vehicle air cleaners. The results of the research on the filtration efficiency and accuracy characteristics have been presented along with the flow resistance of air filter elements/air cleaners depending on the dust absorbance coefficient km. The accuracy of the filter element has been evaluated following a Pamas particle counter measurement

Analiza porównawcza bezwładnościowych odpylaczy do filtracji powietrza wlotowego silników spalinowych

Przeprowadzono analizę konstrukcji odpylaczy bezwładnościowych stosowanych do filtracji wstępnej powietrza wlotowego silników pojazdów mechanicznych. Wykonano analizę porównawczą właściwości filtracyjnych odpylaczy bezwładnościowych punktu widzenia możliwości wykorzystania w lotniczych silnikach tłokowych i turbinowych. Przedstawiono wyniki badań charakterystyk skuteczności odpylania i oporu przepływu odpylaczy dla różnych wartości parametrów geometrycznych i przepływowych

Modification of returnable cyclone with a tangent inlet construction

Przedstawiono wpływ wymiarów głównych cyklonu zwrotnego z wlotem stycznym na efektywność odpylania. Zaprezentowano przykładowe modyfikacje konstrukcji cyklonów oraz dokonano ich oceny w zakresie zastosowania w filtrze powietrza pojazdu mechanicznego. Przeprowadzono modyfikację konstrukcji cyklonu D-40 filtru powietrza pojazdu terenowego. Dokonano eksperymentalnej oceny wpływu zmian konstrukcyjnych cyklonu na charakterystyki skuteczności odpylania i oporu przepływu. Określono przy pomocy licznika cząstek rozmiar i liczbę ziaren pyłu w powietrzu za cyklonem przed i po wykonaniu jego modyfikacji.Influence of main dimensions of returnable cyclone with tangent inlet on air purification efficiency is presented. There are given some examples of cyclones construction modifications. The assessment of their applications in cyclones of motor vehicle air filter was carried out. It was made through modification of construction of D-40 air filter cyclone of terrain vehicle. Experimental assessment of influence of cyclone constructional changes on characteristics of purification efficiency and flow drag was done. The size and number of dust particles in after-cyclone air were determined before and after is modifications using particles counter