On board recognition of different fuels in SI engines with the use of dimensional and non-dimensional vibration signal parameters

• Autorzy: Fabiś P. , Flekiewicz B. , Flekiewicz M.

Warianty tytułu

PL

Rozpoznawanie paliw zasilających silnik przy użyciu wymiarowych i bezwymiarowych wskaźników sygnału przyspieszeń drgań

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Gaseous fuels such as natural gas and propane butane mixtures are currently the most popular fuels for dual fuel internal combustion engines. Gaseous fuels are more resistant to knocking than conventional liquid fuels they mix better with air. There have been many published works on the use of gaseous fuels but the problem of the combustion noise, as a very important source of acoustic discomfort is not getting enough attention. Combustion noise occurs in a direct and indirect form. It is transmitted throughout the engine block as a vibration at a different spectrum of frequencies. In this study an attempt has been made to correlate the combustion noise with the operating parameters of an engine fueled with LPG, CNG and CNG-hydrogen mixtures as compared to petrol fueled engine. Signals of multiple resonance in the combustion chamber and corresponding vibration signals of the cylinder block of engine have been considered for one combustion cycle. A four cylinder, 1.6 dm3 spark-ignition engine converted to run on LPG, CNG and CNG-hydrogen mixtures has been tested in the project. A well known diagnostic parameter was used for comparison of the engine noise for its operation on gasoline and alternative fuels. A new non-dimensional indicator has also been proposed for the engine vibration estimation purposes the Increase Wavelet Ratio precisely described in the paper.

PL

Paliwa gazowe, takie jak mieszanki propanu butanu czy gaz ziemny są obecnie najpopularniejszymi paliwami zasilającymi silniki spalinowe. Paliwa gazowe znane są z większej odporności na spalanie detonacyjne niż paliwa płynne oraz łatwiejszego wymieszania z powietrzem. Wiele prac poświecono zasilaniu silników paliwami gazowymi, lecz problemu hałasu w trakcie spalania, jako bardzo ważnego źródła dyskomfortu, do tej pory nikt nie rozpatrywał. Hałas procesu spalania można podzielić na wewnętrzny i zewnętrzny. Wewnętrzny hałas jest transmitowany przez ścianki bloku silnika przy różnej częstotliwości. W artykule przedstawiono wyniki analiz sygnału drganiowego ścianki bloku silnika przy zasilaniu różnymi paliwami. Silnik o ZI o pojemności 1,6 dm3 przystosowano do zasilania paliwem LPG, CNG oraz mieszankami CNG i wodoru. Przeprowadzono badania wpływu obciążenia i prędkości obrotowej na poziom drgań bloku silnika. Do oceny wyników badań użyto znanego wskaźnika bezwymiarowego. W artykule zaproponowano także nowy wskaźnik bezwymiarowy do oceny drgań bloku silnika. Jest to przyrost współczynnika falkowego.

Słowa kluczowe

EN

alternative fuels; engine vibration; dimensional and non-dimensional indicators

PL

drgania silnika; diagnostyka; wymiarowe i bezwymiarowe wskaźniki; przyrost współczynnika falkowego

• Wydawca: Polskie Towarzystwo Naukowe Silników Spalinowych
• Czasopismo: Silniki Spalinowe
• Rocznik: 2009
• Tom: R. 48, nr 1
• Strony: 69--75
• Opis fizyczny: Bibliogr. 9 poz.

Twórcy

autor

Fabiś P.

autor

Flekiewicz B.

autor

Flekiewicz M.

• Faculty of Transport at Silesian University of Technology

Bibliografia

• [1] Gao Y., Randall R. B.: Reconstruction of Diesel Cylinder Pressure Using a Time Domain Smoothing Technique. Mechanical System and Signal Processing, Vol. 13(5), 1999.
• [2] Flekiewicz M., Madej H.: Estimation of IC engine combustion process using vibroacoustic techniques. Silesian University of Technology Papers.vol.48, 2003.
• [3] Flekiewicz M., Madej H.: Introduction to identification of IC engine noise. Scie. Conf. of Modal Analysis, Kraków 2004.
• [4] Flekiewicz M., Kubica G., Wilk K.: An attempt of prediction of exhaust gases composition by petrol and LPG powered SI engine. Papers of the VIIth Inter. Scie. Conf. GAS ENGINE 2006.
• [5] Flekiewicz M., Flekiewicz B., Fabiś P.: Engine block vibration level as a tool for fuel recognition. SAE Paper 2007-01-2162, 2007.
• [6] Ozawa H., Nakada T.: Pseudo cylinder pressure excitation for analyzing the noise characteristics of the engine structure. JSAE Review 20, 1999.
• [7] PCB Piezotronics Vibration Division - Product Catalog, USA, New York 2003.
• [8] Mc Carthy D.J., Lyon R.H.: Recovery of impact signatures in machine structures. Mechanical Systems and Signal Processing, 9, 1995.
• [9] Batko W., Ziółko M.: Zastosowanie teorii falek w diagnostyce technicznej. Monografie Wydziału Inżynierii Mechanicznej i Robotyki, Problemy Inżynierii Mechanicznej i Robotyki, Kraków 2002.