Communications - Scientific Letters of the University of Zilina 2003, 5(1):26-35 | DOI: 10.26552/com.C.2003.1.26-35

The Diesel Fuel Post-Injection into Engine Cylinder as Method of Nox Reduction

Zygmunt Szlachta1, Jerzy Cisek1
1 Institute of Automobiles and Internal Combustion Engines, Cracow University of Technology, Poland

The possibilities of limiting the emission of nitrogen oxides in the cylinder of the diesel engine by means of its design and operating parameters are limited. This is why studies of the effectiveness of various methods for NOx reduction in exhaust gases are being undertaken. The method used by the authors involves the utilization of a reducing agent in the form of chemically active hydrocarbons (radicals) from the fuel. In order to obtain partially oxidized and thermally decomposed hydrocarbons, the post-injection of fuel (the injection of an additional portion of fuel) into the diesel engine cylinder during the expansion stroke was implemented. To perform this function, a special fuel supply system consisting of two injection pumps was designed. One of the pumps was injecting the main (primary) fuel dose, and the other one - the additional fuel dose. Injection of both fuel doses was accomplished by the same injector. A catalytic converter was used in the exhaust system of the one-cylinder test engine, and all the exhaust gases produced in the combustion of the main diesel fuel dose and chemically activated hydrocarbons coming from the fuel post-injection (additional fuel dose) were passing through the converter. Various NOx reduction efficiency measures were defined to evaluate the results obtained. During the tests, the additional diesel fuel dose and post-injection angle (relative to the TDC), as well as temperature, space velocity of exhaust gases through converter and sort of diesel fuel were changed. It was found that using that method of the reducing agent dosage, the total effect of nitrogen oxide reduction was a combination of the effects obtained in the engine cylinder by Selective Non-Catalytic Reduction (SNR) and the effects obtained in the catalytic converter by Selective Catalytic Reduction (SCR).

Keywords: no keywords

Published: March 31, 2003  Show citation

ACS AIP APA ASA Harvard Chicago Chicago Notes IEEE ISO690 MLA NLM Turabian Vancouver
Szlachta, Z., & Cisek, J. (2003). The Diesel Fuel Post-Injection into Engine Cylinder as Method of Nox Reduction. Communications - Scientific Letters of the University of Zilina, 5(1), 26-35. doi: 10.26552/com.C.2003.1.26-35
Share...
Download citation
  • BibTeX (.bib)
  • Bookends (.ris)
  • EasyBib (.ris)
  • EndNote (.enw)
  • EndNote 8 (.xml)
  • ISI WoS (.isi)
  • Medlars (.medlars)
  • Mendeley (.ris)
  • MODS (.xml)
  • Papers (.ris)
  • RefWorks (.txt)
  • RefManager (.ris)
  • RIS (.ris)
  • MS Word (.xml)
  • Zotero (.ris)
    • Open full article

    References

    1. BOEHMAN A. L.: Numerical Modeling of NO Reduction Over Cu-ZSM-5 Under Lean Conditions. SAE Transactions 1997, nr 930735, pp. 11-17. Go to original source...
    2. CENTI G., GALLI A.: Mono and Polynuclear Cu Species in ZSM-5. Nature and Reactivity in the Reduction of NO in the Presence of Various Reductants. 12th International Zeolite Conference. 1999 Materials Research Society, s. 1359-1366.
    3. CISEK J., SZLACHTA Z., WCISŁO G.: Ograniczenie emisji tlenków azotu w spalinach silnika wysokoprężnego przez zmniejszenie ich powstawania w komorze spalania. Problemy Eksploatacji, 1999, nr 3, s. 9-21.
    4. CISEK J., SZLACHTA Z., WCISŁO G.: Ograniczenie emisji tlenków azotu w spalinach silnika wysokoprężnego za pomocą konwertorów katalitycznych. Problemy Eksploatacji, 1999, nr 3, s. 23-33.
    5. DARKOWSKI A., KRUCZYŃSKI S.: Badania nad katalityczną redukcją NOx w spalinach silników o zapłonie samoczynnym. Chemia i Inżynieria Ekologiczna, nr 5-6, 1998, s. 397-403.
    6. ENGLER B.H., LEYRER J., LOX E. S., OSTGATHE K.: Catalytic Reduction of NOx with Hydrocarbons Under Lean Diesel Exhaust Gas Conditions. SAE Transactions, 1993, nr 930735, s. 535-561. Go to original source...
    7. DARKOWSKI A., KRUCZYŃSKI S.: Badania selektywnej katalitycznej redukcji tlenków azotu na katalizatorach opartych o metale szlachetne. KONES'98, s. 92-97.
    8. HAMADA H.: Selective reduction of NO by hydrocarbons and oxygenated hydrocarbons over metal oxide catalysts. Catal. Today, 1994, 22, 21. Go to original source...
    9. HAVENITH C., VERBEEK R. P., HEATON D. M., SLOTEN P.: Development of a Urea DeNOx Catalyst Concept for European Ultra-Low Emission Heavy-Duty Diesel Engines. SAE Transactions, 1995, nr 952652, s. 675-684. Go to original source...
    10. HEIMRICH M. J.: Demonstration of Lean NOx Catalytic Converters Technology on a Heavy-Duty Diesel Engines. SAE Transactions, 1997, nr 970750, s. 232-292. Go to original source...
    11. IWAMOTO M., YAHIRO H.: Novel catalytic decomposition and reduction of NO. Catalysis Today, 1994, nr. 22, s. 5. Go to original source...
    12. KONNO M., CHIKAHISA T., MURAYAMA T., IWAMOTO M.: Catalytic Reduction of NOx in Actual Diesel Engine Exhaust. SAE Transactions, 1992, nr 920091, 11-18. Go to original source...
    13. KÖNIG A., RICHTER T., JOBSON E., PREIS M., LEVERONI E., KRUTZSCH B., NOIROT R., CHEVRIER M.: LeaNOx. Ergebnisse eines europäischen Forschungsvorhabens zur katalytichen Stickoxidumsetzung in magerem Abgas. 17-Wiener Motoren Symposium 1996, s.354-369.
    14. LEYRER J., LOX E. S., STREHLAU W.: Design Aspects of Lean NOx Catalysts for Gasoline and Diesel Engine Applications. SAE Transactions, 1995, nr 952495, 1622-1643. Go to original source...
    15. NAJBAR W., BIAŁAS A.: Katalityczna konwersja tlenków azotu do azotu. Ogólnopolskie Seminarium dot. Katalitycznej Dezaktywacji Tlenków Azotu. Rabka 1994, s. 25-34
    16. PISCHINGER F. F.: Tendencje rozwojowe silników o zapłonie samoczynnym do samochodów osobowych. Biuletyn Instytutu Technologii Nafty w Krakowie, 1996, nr 3/96, s. 32-47.
    17. PRIGENT M.: Catalytic Automotive Exhaust Gas Depollution: Present Status and New Trends. Journėe de Contact en Catalyse de la Communautė Francaise de Belgique: "Catalyse par les mėtaux" la 7 Dėcembre 1995, Bruxelles
    18. SCHÖPPE D., HOSP W., ZÜRBIG J., METHES W.: Ein geregeltes Abgasnachbehandlungssystem zur Erfüllung zukünftiger Emissionsgrenzwerte bei PKW-Dieselmotoren. 17-Wiener Motoren Symposium 1996, s.332-353.
    19. SZLACHTA Z., WCISŁO G.: Ograniczanie zawartości tlenków azotu w spalinach silnika wysokoprężnego za pomocą węglowodorów zawartych w paliwie. Projekt badawczy KBN (promotorski), nr 9 T12D 035 14. Kraków 2001.
    20. WCISŁO G.: Istota działania konwertorów katalitycznych używanych do redukcji NOx w metodzie selektywnej katalitycznej redukcji SCR. Teka Komisji Naukowo-Problemowej Motoryzacji przy Krakowskim Oddziale PAN. Kraków 2000, z.21, s. 237 - 244.
    21. WCISŁO G., SZLACHTA Z.: Konwertory katalityczne do redukcji tlenków azotu w spalinach silników wysokoprężnych. Teka Komisji Naukowo-Problemowej Motoryzacji przy Krakowskim Oddziale PAN. Kraków 2000, z.21, s. 225 - 236.
    22. ZABŁOCKI M., SZLACHTA Z., CISEK J., WCISŁO G.: Badania możliwości zmniejszenia koncentracji tlenków azotu w spalinach silnika wysokoprężnego przez selektywną katalityczną redukcję NOx za pomocą węglowodorów oleju napędowego jako czynnika redukującego. Projekt badawczy KBN, nr 9 T12D 035 14. Kraków 2000. Sprawozdanie Politechniki Krakowskiej nr 540/KBN/2000.
    23. WCISŁO G.: Ograniczanie zawartości tlenków azotu w spalinach silnika wysokoprężnego za pomocą węglowodorów zawartych w paliwie. Praca doktorska. Kraków 2001.

    This is an open access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution 4.0 International License (CC BY 4.0), which permits use, distribution, and reproduction in any medium, provided the original publication is properly cited. No use, distribution or reproduction is permitted which does not comply with these terms.


    Return to the content