Evaluation of the influence of fuel pressure pulsation in the Common Rail system on the economic and environmental performance of a diesel engine

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

BACKGROUND: At present, all the world’s diesel engine manufacturers have directed their development strategy towards reducing harmful emissions, improving fuel efficiency and increasing power per liter. To achieve this, using only the Common Rail system is not sufficient. It is necessary to apply new additional devices, such as an exhaust gas converter, an exhaust gas recirculation system, the injection of additional fluids together with diesel fuel, as well as to improve existing ones. Increasing the accuracy of fuel delivery for an injector will make it possible to adjust the engine fuel system more precisely, leading to a positive effect on all areas of development of the diesel industry.

In this article, the possibility of increasing fuel efficiency and reducing harmful emissions through exhaust gases of a diesel engine with a decrease in pressure pulsation in the accumulator of the Common Rail system is considered on the example of the D-442-59I-1 (4ChN 13/14) experimental four-cylinder diesel engine with a two-valve gas distribution system manufactured by Altai Motor Plant.

AIMS: Study of the effect of fuel pressure pulsation in the Common Rail fuel system on the economic and environmental performance of a diesel engine.

METHODS: On a non-motorized test rig, the dependence of the fuel delivery of the injector on the pressure in the accumulator was determined. To assess the effect of fuel pressure at the injector inlet on the performance of a diesel internal combustion engine, experimental designs of diesel engines were simulated using the specialized software. Theoretical studies have been carried out to assess the influence of fuel pressure in the fuel system.

RESULTS: Data have been obtained on the effect of fuel pressure fluctuations in the high-pressure line on the injector cycling, harmful emissions and fuel efficiency.

CONCLUSIONS: As a result of the study of the process of fuel supply and combustion in a 4CHN 13/14 diesel engine, it was found that with a pressure fluctuation range of 50 bar in the fuel accumulator, the concentration of wet NOx decreases by 11%. The concentration of solid particles increases to 13.4%, fuel efficiency deteriorates to 0.5% when the operating pressure of the fuel deviates 160 MPa in any direction from the set value.

About the authors

Sergey P. Kulmanakov

Altai State Technical University named after I.I. Polzunov

Email: spk_ice@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-7063-9307
SPIN-code: 4673-3445

Cand. Sci. (Tech.), Associate Professor of the Internal Combustion Engines Department

Russian Federation, 46 Lenina avenue, 656038 Barnaul

Sergey A. Tyutikov

Altai State Technical University named after I.I. Polzunov

Author for correspondence.
Email: tytikov-c@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-0383-3281
SPIN-code: 8413-4705

Postgraduate of the Internal Combustion Engines Department

Russian Federation, 46 Lenina avenue, 656038 Barnaul

References

  1. Markov VA, Bashirov RM, Gabitov II. Toxicity of exhaust gases of diesel engines. Moscow: MGTU im NE Baumana; 2002. (in Russ.)
  2. Markov VA, Saveliev MA, Selivanov AV. Improving the environmental performance of diesel by improving the fuel supply system. Izvestiya Volgogradskogo gosudarstvennogo tekhnicheskogo universiteta. Seriya. Protses-sy preobrazovaniya energii i energeticheskie ustanovki. 2014;6(18(145)):14–18. (in Russ.)
  3. Ter-Mkrtichyan GG, Mazing MV, Vetoshkin AG. Ensuring a low-toxic workflow of advanced advanced diesel engines. Sovremennye problemy nauki i obrazovaniya. 2013;5. (in Russ.) Accessed: 17.02.2023. Available from: https://science-education.ru/ru/article/view?id=10237
  4. Grekhov LV, Gabitov AV, Negora AV. Design, calculation and technical service of diesel fuel supply systems: textbook. Moscow: Legion-Avtodata; 2013. (in Russ.)
  5. Grekhov LV, Ivashchenko NA, Markov VA. Fuel equipment and diesel control systems: a textbook for universities. Moscow: Legion-Avtodata; 2005. (in Russ.)

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
2. Fig. 1. Graph of oscillations of high fuel pressure in an accumulator with injectors.

Download (97KB)
3. Fig. 2. Graph of fuel delivery of an electrohydraulic injector of the 4ChN 13/14 diesel engine depending on pressure and timing of controlling impulse.

Download (91KB)
4. Fig. 3. Graph of fuel delivery of an electrohydraulic injector of the AMZ D-442-59I-1 diesel engine de-pending on pressure range in a fuel accumulator.

Download (113KB)

Copyright (c) 2023 Eco-Vector

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.
 


Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».