Effect of CO2 content in CNG on the combustion process in a dual-fuel compression ignition engine

Seeking alternative sources of energy for its more effective use, reducing emissions of toxic pollutants to the atmosphere and counteracting global warming are nowadays the major areas of development in the power industry, including the design of combustion engines. Currently, the research into the use of new fuels, which may be effective sources of energy, is performed by many scientific centres. The use of biogas for production of energy in cogeneration systems is one of the ways for improvement of energy balance. In the research described herein, a dual-fuel compression ignition engine was fuelled with gaseous fuel with variable CNG and CO₂ ratios. The tests were performed for engine fuelling controlled by both an original controller with the software optimised for single-fuel operation and for the injection of a pilot dose of diesel controlled by a dedicated controller enabling the adjustment and control of the injection and dose parameters. This paper presents the effect of carbon dioxide content in gaseous fuel on the combustion process and emission of toxic compounds in the engine examined.

Poszukiwanie alternatywnych źródeł energii, zwiększenie efektywności jej wykorzystania, a także zmniejszenie emisji związków toksycznych do atmosfery i walka z globalnym ociepleniem są głównymi współczesnymi kierunkami rozwoju przemysłu energetycznego, w tym również silników spalinowych. Obecnie w wielu ośrodkach naukowych prowadzone są badania nad wykorzystaniem nowych paliw, które mogą być efektywnym źródłem energii. Jednym ze sposobów poprawy bilansu energetycznego jest wykorzystanie biogazu do wytwarzania energii w układach kogeneracyjnych. W opisanych w artykule badaniach dwupaliwowy silnik o zapłonie samoczynnym zasilany był paliwem gazowym o zmiennych proporcjach CNG i dwutlenku węgla. Badania przeprowadzono przy sterowaniu zasilaniem silnika zarówno przez oryginalny sterownik oprogramowany do pracy jednopaliwowej, jak i przy sterowaniu wtryskiem dawki pilotującej oleju napędowego przez dedykowany sterownik umożliwiający regulację i kontrolę parametrów wtrysku tej dawki. W artykule przedstawiono wpływ zawartości dwutlenku węgla w paliwie gazowym na przebieg procesu spalania oraz emisję związków toksycznych badanego silnika.