Improvement of Efficiency of Operation of an internal Combustion Engine by using Brown‘s Gas

Abstract

In the dissertation, the efficiency of using Brown‘s gas (hydrogen and oxy-gen – HHO) in internal combustion engines where the gas is supplied into intake air is discussed upon. The principal subject of research is internal combustion engines operating on ordinary and alternative fuels with additionally supplied Brown‘s gas. The principal goal of the dissertation includes theoretical substan-tiation and experimental research of rationality of using Brown‘s gas in engines with compression and spark ignition upon taking into account the energy and environmental performance. In the work, the following principal tasks are set: to investigate the energy efficiency of operation of the Brown‘s gas producing equipment, to examine the influence of the concentration Brown‘s gas in the combustible mixture upon the indicators of the working process in engines with compression and spark igni-tion and upon pollution of the fuel combustion products, to establish the impact of Brown‘s gas on fuel ignition in an engine with compression ignition. The dissertation consists of the Introduction, three Chapters, generalization of the results, the List of references, the List of publications of the author related to the subject of the dissertation and four Annexes. In the Introduction, the problem under research and its topicality are dis-cussed upon, the subject of research is described, the goal and the tasks of the work are formulated, the methods of research, academic novelty of the work, practical importance of its results and the claims under defense are described. In the end of the Introduction, publications of the author and his reports at confer-ences related to the subject of the dissertation as well as the structure of the dis-sertation are presented. In the Chapter One, review of literature is provided. It includes reviewing the factors in favour of hydrogen using as well as the methods for investigation on using hydrogen and Brown’s gas in internal combustion engines and the find-ings from such investigation. The conclusions from the Chapter are formulated and the tasks of the dissertation are closer specified. In the Chapter Two, the methodology for investigation on using Brown’s gas in internal combustion en-gines is provided. In the Chapter Three, the results of the experimental research on using Brown’s gas in engines with compression and spark ignition as well as digital simulation are provided. Total 14 scientific papers related to the subject of the dissertation were pub-lished: six – in scientific journals cited in Inspec database, two of them – “ISI Web of Science” and eight – in other peer-reviewed journals. Total thirteen re-ports related to the subject of the dissertation were presented at conferences.

Disertacijoje nagrinėjamas Brauno (vandenilio ir deguonies – HHO) dujų panaudojimo vidaus degimo varikliuose efektyvumas, dujas tiekiant į įsiurbiamą orą. Pagrindinis tyrimų objektas – vidaus degimo varikliai, veikiantys įprasti-niais bei alternatyviaisiais degalais su papildomai tiekiamomis Brauno dujomis. Pagrindinis disertacijos tikslas – teoriškai pagrįsti ir eksperimentiškai ištirti Brauno dujų panaudojimo kibirkštinio ir slėginio uždegimo varikliuose raciona-lumą, įvertinant energetinius bei ekologinius rodiklius. Darbe sprendžiami keli pagrindiniai uždaviniai: ištirti Brauno dujų gamybos įrenginio veikimo energetinį efektyvumą, nustatyti Brauno dujų koncentracijos degiajame mišinyje įtaką kibirkštinio ir slėginio uždegimo variklių darbo proce-so rodikliams bei deginių taršai, nustatyti Brauno dujų įtaką degalų užsiliepsno-jimui slėginio uždegimo variklyje. Disertaciją sudaro įvadas, trys skyriai, rezultatų apibendrinimas, naudotos literatūros ir autoriaus publikacijų disertacijos tema sąrašai ir šeši priedai. Įvadiniame skyriuje aptariama tiriamoji problema, darbo aktualumas, apra-šomas tyrimų objektas, formuluojamas darbo tikslas bei uždaviniai, pateikiama tyrimų metodika, darbo mokslinis naujumas, darbo rezultatų praktinė reikšmė, ginamieji teiginiai. Įvado pabaigoje pristatomos disertacijos tema autoriaus pa-skelbtos publikacijos ir pranešimai konferencijose bei disertacijos struktūra. Pirmasis skyrius skirtas literatūros apžvalgai. Jame apžvelgta vandenilio vartojimą skatinantys veiksniai, vandenilio ir Brauno dujų naudojimo vidaus degimo varikliuose tyrimų metodika ir rezultatai. Formuluojamos skyriaus išva-dos ir tikslinami disertacijos uždaviniai. Antrajame skyriuje pateikiama Brauno dujų panaudojimo vidaus degimo varikliuose tyrimo metodika. Trečiajame sky-riuje pateikti Brauno dujų panaudojimo kibirkštinio ir slėginio uždegimo varik-liuose eksperimentinių tyrimų ir skaitinio modeliavimo rezultatai. Disertacijos tema paskelbta 14 mokslinių straipsnių: šeši – tarptautinėse duomenų bazėse esančiuose mokslo leidiniuose, du iš jų – „ISI Web of Science“ duomenų bazėje, aštuoni – kituose recenzuojamuose mokslo leidiniuose. Diser-tacijos tema perskaityta trylika pranešimų Lietuvos bei kitų šalių konferencijose.