Lista zgłoszonych artykułów

Recyrkulacja spalin w ogólności polega na zawracaniu części spalin powstających w danym urządzeniu do komory spalania tego samego urządzenia. Zasadniczym celem stosowania recyrkulacji spalin jest obniżenie temperatury spalania mieszanki palnej, poprzez wzrost względnej pojemności cieplnej czynnika roboczego. Dodatkowym efektem recyrkulacji spalin jest zmniejszenie koncentracji oraz udziału tlenu [O2]d w mieszaninie gazów dopływających do komory spalania. Obydwa z wymienionych efektów przyczyniają się skutecznie do znaczącego obniżenia emisji tlenków azotu [NOx] powstających w trakcie zachodzenia procesu spalania. W tym aspekcie recyrkulacja spalin stanowi istotny element tzw. niskoemisyjnego spalania paliw. Istotnym elementem jest także wykorzystanie recyrkulacji w systemie regulacji obciążenia (pozyskiwanej pracy) silnika spalinowego. Generalnie spotkać można w tym zakresie dwa typowe rozwiązania, określane jako: a) recyrkulacja zewnętrzna, b) recyrkulacja wewnętrzna. Temperatura spalin recyrkulujących wewnętrznie jest zazwyczaj znacznie wyższa od temperatury spalin opuszczających komorę spalania (wykorzystywanych w recyrkulacji zewnętrznej), dlatego skuteczność recyrkulacji wewnętrznej jest poniekąd mniejsza aniżeli recyrkulacji zewnętrznej. Należy ponadto zwrócić uwagę także na negatywne skutki realizacji recyrkulacji spali, wynikające z nadmiernego obniżenia temperatury spalania oraz zmniejszenia koncentracji oraz stężenia tlenu [O2]d w mieszaninie gazów dopływających do komory spalania; nadmierna recyrkulacja spalin może bowiem skutkować intensyfikacją niezupełnego oraz niecałkowitego spalania paliwa, a objawiające się wzrostem emisji substancji szkodliwych, w tym głównie zwartości tlenku węgla [CO], węglowodorów [CmHn] oraz cząstek stałych (sadzy) w spalinach opuszczających układ. Spalanie paliwa w układzie z realizowaną w nim recyrkulacją spalin nie zachodzi w atmosferze czystego powietrza, lecz w mieszaninie powietrza i spalin, przy czym ostatecznie dla przebiegu spalania istotna jest efektywna zawartość (stężenie) tlenu [O2]d w mieszance palnej. Tlen dopływa do komory spalania zarówno ze strumieniem świeżego powietrza, w którym udział tlenu wynosi [O2]a, jak również ze strumieniem recyrkulujących spalin przy udziale tlenu [O2]s. Oprócz samych udziałów tlenu [O2]i należy uwzględniać w analizie tzw. efektywny lef stosunek nadmiaru tlenu w mieszance palnej, który w istocie obserwowany jest głównie w kolektorze wylotowym spalin z silnika. Dla pełnej analizy warunków stechiometrycznych panujących w komorze spalania celowym jest ponadto określenie tzw. wewnętrznego stosunku nadmiaru tlenu lw, w którym uwzględnia się także tlen dostarczany ze strumieniem recyrkulujących spalin. Dzięki przeprowadzonej analizie stechiometrycznych uwarunkowań oraz skutków realizacji recyrkulacji spalin okazało się, ze wzrostem stopnia recyrkulacji spalin systematycznie zmniejsza się udział [O2]d tlenu w mieszance palnej, a jednocześnie obserwuje się wzrost wewnętrznego stosunku nadmiaru tlenu lw. Wszystkie wymienione parametry oraz ustalone współzależności wpływają w sposób istotny na parametry (ciśnienie p, temperaturę T) obiegu silnika, jego pozyskiwaną pracę mechaniczną oraz sprawność energetyczną, a także na emisję substancji szkodliwych. Słowa kluczowe: silnik spalinowy, recyrkulacja spalin, parametry spalania w układzie, uwarunkowania stechiometryczne.