Так как применение новых технологий подготовки топливных композиций становится всё более реальным , есть смысл рассмотреть более подробно приёмы и методы испытаний и проверки эффективности той или другой топливной композиции
Количество параметров , которые необходимо одновременно отследить превышает 1000 и для того , что бы при испытаниях получить максимально приближённые к реальности результаты необходим новый инновационный подход к формированию системы управления и контроля параметров при испытаниях
Такие методы интеграции сотен измерительных приборов и сенсоров возможны к реализации только на базе методов и приёмов рекомендованных ТРИЗ и АРИЗ

На фото видны интегрированные системы контроля всех основных параметров современного дизельного двигателя , в котором в качестве топлива используется топливная композиция из метанола и дизельного топлива № 2
Как видно все автономные системы контроля и он-лайн измерений объединены одним центральным процессором ( показан в центре системы )
В виду того , что такая техника является принципиально новой , представляется интересным и полезным дать несколько рекомендаций по организации и структурированию протокола испытаний :
1. Количество проведённых тестов и их классификация
В проекте отчёта должно быть указано не только общее количество тестов , но и должны быть указания количества тестов с различными материалами , - сколько тестов с метанолом , сколько с этанолом, сколько с водой , сколько с метанолом предварительно смешанным с водой и смешанным с водой во время процесса смешивания с дизельным топливом;
Необходимо указать сколько тестов было проведено только с дизельным топливом минуя устройство для смешивания и гомогенизации , сколько таких же тестов через устройство для смешивания и гомогенизации
Так как результаты тестов определяются в сравнении результатов экспериментальных тестов с базовыми , то необходимо проанализировать и объяснить почему имеется разброс показателей в базовых тестах при одних и тех же параметрах двигателя

2. Изменения произведённые в тестовом ( испытательном ) оборудовании в процессе тестирования ; Анализ необходимости этих изменений

В процессе испытаний , как правило или по необходимости , конфигурация подводящих и отводящих трубопроводов несколько раз меняются , как например несколько раз меняются в сторону уменьшения длина трубопроводов от устройства для смешивания и гомогенизации до ввода в топливную систему двигателя
Так как во время испытаний фиксируются все результаты измерений , необходимо тщательно проанализировать и указать как повлияли изменения в конструкции тестового оборудования на результаты измерений

3. Анализ наиболее высоких результатов и их количественная и статистическая оценка

При испытаниях , как правило должны быть получены и наиболее высокие результаты , как например 100 % снижение уровня сажи в выхлопных газах;
Необходимо указать при каких именно тестах такие экстремальные результаты были получены и сколько таких результатов по отношению к общему числу тестов с этим материалом было получено ;
Имеется в виду , что если такой результат был получен с метанолом , то определять процент наилучших результатов надо только по отношению к количеству тестов с метанолом

4. Анализ тестов на гомогенизацию топливной смеси из дизельного топлива перед впрыском , без примения аддитивов , формирующим топливную композицию

По этому направлению должно быть проведено значительное количество тестов и естественно должен быть был получен довольно большой разброс результатов
Надо указать какие наилучшие результаты были получены и какой их процент по отношению ко всем тестам такого рода

На модели показан активный активирующий элемент топливного бака;
Необходимо измерить и проанализировать отсутствие или наличие допольнительного эффекта при применении активирующей системы

5. Анализ возможных деструктивных явлений в двигателе

Надо указать какие деструктивные изменения в двигателе и его рабочем цикле зафиксированы и дать предположение причин этого явления
Желательно дать предположения возможных деструктивных явлений и их предотвращения в будущем

6. Анализ выявленных деструктивных явлений в двигателе

Если во время испытаний выявлены ( даже при визуальном обследовании ) какие то изменения в даже внешних признаках двигателя и его конструктивных элементов, то необходимо тест остановить и выявить и проанализировать причины видоизменений

7. Характеристика двух или более типов инжекторов , которые применялись при испытаниях , характеристики этих инжекторов , обоснование необходимости замены инжекторов в процессе испытаний и аналитическое сравнение результатов тестов с применением различных типов инжекторов

8. Характеристика уникального и оригинального комплекса управления и контроля процессом испытаний ( комплекс специально разработанный для проводившихся испытаний ) ; В комплексе должны ( как правило ) быть использованы и использованы при полной адаптации типы приборов и их сочетания , которые ранее не применялись ; Роль оригинального контроллера в согласовании всех действий по динамической юстировке и калибрации различных по типу и точности измерительных приборов и исполнительных механизмов должна быть проанализирована кроме всего

9. Анализ способности различных типов топливных смесей , испытанных во время тестов, к ре-блендингу

Рассмотрим вначале общую характеристику процесса ре-блендинга из уже успешно проведенных испытаний серийного дизельного двигателя , применяющего в качестве топливной смеси , - смесь дизельного топлива с метанолом
Ввиду того , что удельный вес дизельного топлива и метанола очень сильно отличаются , возникает опасность сепарации в топливной смеси при длительном хранении после приготовления
Given the blends were separating and thus making a store and later use approach difficult, a re-blending approach (Phase 3) was constructed using a simple low technology agitator designed and provided by Turbulent.

The re-blending demonstrated that the shelf life of the emulsion/blend could be extended (potentially indefinitely) through simple agitation or mixing. Two approaches were taken to prove that re-blending was a feasible method of extending the usefulness of the fuel blends. The first approach was to immediately subject a FAD created emulsion to agitation therefore never allowing it to “separate”.

Immediate agitation did enable the blend based on visual observation to remain stable.

The agitated blend was used in combustion tests (tests #5 and #6 in table above) with the engine and very similar emission and improved BSFC results were observed in comparison to real-time inline FAD created No. 2 diesel and methanol blend.

The second approach to re-blending was allowing the FAD created emulsion to separate and be stored for ~18 hours before re-blending with the Turbulent agitator.

This approach proved that the blends could be stored and re-blended and be used in combustion with the same positive results as real-time inline created blends.

The re-blending approach also demonstrated how the new fuel blends could be used in modern diesel engines with return fuels systems.

The return fuel from the engine was directed back to the storage tank with the blend therefore functioning in a similar fashion to fuel tanks used on today’s diesel applications.

Таким образом одним из дополнительных факторов определяющих эффективность применения активирующих систем в всём комплексе из дизельного двигателя и топливного бака является возможность обеспечения постоянного дренажа излишков топливной композиции обратно в топливный бак
Если активирование топливной смеси ( композиции ) в топливном баке позволяют получить сходные параметры работы двигателя при использовании обычного топлива и при использовании топливных композиций, то такой результат может считаться положительным

Кроме того рекомендуются следующие аналитические сравнительно – испытательные операции :

10. Аналитическое сравнение различных вариантов смешивания топливных смесей на базе метанола и этанола ; Анализ предпочтительности того или иного материала
11. Аналитическое сравнение топливной эффективности топливных смесей из метанола и этанола с водой и без воды ; Выявленные ограничения по пропорциям метанола , этанола и воды в топливной смеси
12. Анализ целесообразности применения при испытаниях специального модуля для установки устройства для смешивания , гомогенизации и активации топливных смесей
13. Анализ целесообразности применения разработанного и испытанного в системе ре – блендинга активирующего генератора для гомогенизации банзино – этаноловых смесей в процессе хранения
14. Анализ ( сравнительный ) топливной эффективности водных топливных эмульсий и топливных смесей на базе метанола и этанола
15. Рекомендации по следующим испытаниям и анализ их необходимости для дальнейшего развития технологии динамического смешивания и гомогенизации

Далее приводятся данные о результатах применения топливных композиций в процессе снижения давления инжекции , позволяющие сделать вывод о возможности снижения давления впрыска :
Diesel #2 and Water 2000 rpm and 10 bar BMEP – Reduced Rail Pressure
After running the engine on various blends and analyzing the data, we pondered how else we could take advantage of the reduced emissions levels.

Since the diesel fuel and water emulsion had lowered the feed-gas NOx and AVL smoke FSN number, lowering the fuel rail pressure seemed to be a candidate to see if we could improve BSFC due to potentially lower high pressure fuel pumping losses.

The baseline point ran a fuel rail pressure of 1130 MPa. We were able to lower the fuel rail pressure down to 730 MPa and still maintain similar NOx and smoke numbers as baseline.

Fuel injection timing had to be advanced to accommodate the slower burn rate. This resulted in a measurable reduction in BSFC of about 3%.
Graph shows the comparison of the average of 300 cycles of cylinder pressure during the compression and combustion events taken while running the engine at 2000 rpm and 10 bar BMEP and with 100% diesel (baseline) and 20% Water with reduced fuel rail pressure.

Graph depicts a comparison of the burn characteristics of the baseline and 20% water blend for the same data test points.

There is a faster burn rate for the water blend immediately after combustion was initiated, as observed in other data comparisons, but the combustion rate decreases below the baseline after about 5-10% Mass Fraction Burn. 90% of the combustion completed at about the same crank angle as the baseline fuel.

This exercise shows that there is a potential to further optimize the engine calibration while considering a reduction in fuel rail pressure.