Combustion and Emissions in a Light-Duty Diesel Engine Using Diesel-Water Emulsion and Diesel-Ethanol Blends

Cui, Xiaoqi; Helmantel, Arjan; Golovichev, V. I.; Denbratt, Ingemar

doi:10.4271/2009-01-2695

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“…The smaller fuel viscosity achieved in this way leads to the improvement of fuel atomization and combustion process; however, it does not improve the PM emission, and there has been recorded even higher CO emission. Similar results were obtained by Cui et al [16] in which the application of ethanol and diesel fuel mixtures has contributed to decrease in PM and NO x emissions and simultaneous increase in the CO and hydrocarbons emissions. Despite the use of more volatile ethanol, for low engine loads, the self-ignition delay increased compared with diesel fuel.…”

Section: Introductionsupporting

confidence: 89%

Thermodynamical evaluation of usefulness of future hydrocarbon fuels for use in compression ignition engines

Pielecha

Wisłocki

Borowski

et al. 2015

J Therm Anal Calorim

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The paper discusses the issues of the influence of the fuel spray formation on the generation of self-ignition spots and the development of pre-flame processes in the cylinder of a model diesel engine. The investigations were carried out for a standard diesel fuel and two other types of fuel that were mixtures of ethanol, butanol, and diethylether in a variety of proportions. By applying optical methods of analysis, the authors determined the geometrical indexes of the injected fuel spray as well as fuel mass distribution in the longitudinal and transverse cross section of the fuel spray during the injection process. The location and number of the self-ignition spots in the combustion chamber were evaluated on the basis of a comparison under various conditions: in presence of the charge swirl and at the lack of it. Research conducted for the single-cylinder engine confirmed the possibility of the use of diesel-like fuels for compression ignition engines.

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Section: Introductionsupporting

confidence: 89%

Thermodynamical evaluation of usefulness of future hydrocarbon fuels for use in compression ignition engines

Pielecha

Wisłocki

Borowski

et al. 2015

J Therm Anal Calorim

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“…The probable reason for increasing CO trend is due to the lower combustion temperature at lower speeds [16,22] as the speed increases and at higher combustion temperatures the CO tends to decrease. [23] states that the oxidation of CO into CO 2 is not possible when the temperature is lower than 1400 K. From the CO emission graph, diesel has the highest CO when compared to WiDE. This clearly shows that WiDE has better air-fuel mixture [24].…”

Section: Figure 4: Co Emissions For Diesel and Widementioning

confidence: 99%

“…According to [21], an increase in NO was observed due to increased combustion temperature and oxygen availability, when WiDE was tested on a single cylinder DI diesel engine at a constant speed of 1500 rpm. The high amount of premixed combustion phase resulted from the ignition delay [23] when WiDE is used as fuel when these burning WiDE blends with the fresh intake of fuel combust during this phase could have resulted in high heat release.…”

Section: Nitrogen Oxide Emission (Nox)mentioning

confidence: 99%

Experimental Investigation of Performance and Emission Characteristics of an IDI Diesel Engine Using Homogenized Water in Diesel Emulsion

Khan¹,

Tjprc²

2018

IJMPERD

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A comparative experimental study on a 1.8L IDI diesel engine has been carried out to evaluate the influence of homogenized water in diesel emulsion on performance and exhaust emissions against base fuel diesel. The emulsions tested were diesel fuels by 5%, 10% and 20% by volume of water. Experiments were conducted at full load conditionand during testing; the engine speed was maintained in the range of 1000 to 4000 rpm and varied in steps of 500 rpm. Emission parameters NOx, CO, were measured. Reduction in exhaust temperature and smoke opacity was observed with all the tested emulsions. Contradictorily, NO X was found to be increasing with increase in water content which might be an outcome of a very weak or absence of the microexplosion phenomenon. Power was reduced, while specific fuelconsumption of water in diesel emulsions was found to be higher than diesel.

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“…The higher oxygen content of the alternative blend owing to the introduction of ethanol and Biodiesel associated to the lower soot precursors concentrations as explained in Section 1.2 explains the improvement of smoke emissions [11,12].…”

Section: Fuel Impact On Emissions and Combustionmentioning

confidence: 99%

Use of Ethanol/Diesel Blend and Advanced Calibration Methods to Satisfy Euro 5 Emission Standards without DPF

Magand

Pidol

Chaudoye

et al. 2011

Oil Gas Sci. Technol. – Rev. IFP Energies nouvelles

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Résumé -Utilisation d'un carburant Diesel éthanolé à l'aide de méthodes de calibration avancées afin de satisfaire les normes Euro 5 sans filtre à particules -L'utilisation des biocarburants s'est développée durant ces dernières années de façon importante afin de diversifier les sources d'énergies et de limiter la hausse des émissions de gaz à effet de serre du secteur des transports. L'un des carburants renouvelables les plus adaptés à une production de masse est l'éthanol. Celui-ci est aujourd'hui principalement utilisé dans les moteurs à allumage commandé, alors que la part des véhicules Diesel sur le marché européen est de l'ordre de 60 %. Ce constat nous a incité à proposer une formulation innovante utilisant de l'éthanol pour les applications Diesel. Les principaux verrous technologiques pour cette utilisation sont la miscibilité, la température d'éclair, la lubrification ou encore l'indice de cétane. Des travaux ont été réalisés pour optimiser la formulation contenant de l'éthanol, des biodiesels de première et seconde générations. Appliqué à un véhicule optimisé pour la norme Euro 4, ce carburant oxygéné a permis une diminution drastique des émissions de particules. Il a été cependant observé que les émissions de HC et de CO peuvent être problématiques tout autant que celles de NO x si les paramètres du contrôle moteur ne sont pas adaptés. Des analyses de combustion apportent une aide à la compréhension de ces résultats par l'étude du délai d'autoinflammation ou encore de la combustion de l'injection pilote. Ainsi, au banc moteur, des méthodes avancées de calibrations telles que les plans d'expériences ont été utilisées pour optimiser l'adéquation moteur/carburant. Une approche de type global a été proposée et comparée à une approche locale plus classique. Cette optimisation à chaud permet une réduction simultanée des émissions de NO x et de particules. Ces résultats laissent également présager une réduction du bruit de combustion et des émissions de CO 2 sur véhicule. Un banc moteur dynamique a été ensuite utilisé pour étudier plus en détail le potentiel de réduction des émissions polluantes. Le comportement d'un véhicule sur le cycle européen NEDC avec démarrage à froid a pu être reproduit. Différentes méthodologies innovantes, basées notamment sur l'optimisation simultanée des cartographies de base et des cartographies de correction à froid, sont présentées. Elles permettent d'adapter les réglages du moteur par rapport à l'impact que ce carburant alternatif peut avoir sur la combustion et l'activation du catalyseur ou les émissions de HC et CO à la source. Ces méthodes ont permis de limiter le travail sur véhicule au banc à rouleaux à la validation des résultats obtenus sur banc moteur et à l'optimisation finale des cartographies à froid. Cette étude a prouvé qu'il était possible de satisfaire les normes Euro 5 avec cette nouvelle formulation de carburant tout en conservant une configuration de véhicule Euro 4 sans filtre à particules. En définitive, ce carburant innovant apparaît comme une solution i...

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Combustion and Emissions in a Light-Duty Diesel Engine Using Diesel-Water Emulsion and Diesel-Ethanol Blends

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Thermodynamical evaluation of usefulness of future hydrocarbon fuels for use in compression ignition engines

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Use of Ethanol/Diesel Blend and Advanced Calibration Methods to Satisfy Euro 5 Emission Standards without DPF

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