Detekcja spalania stukowego w silnikach benzynowych oparta na metodzie HVD

• Autorzy: Fiołka Jerzy

Identyfikatory

DOI

10.15199/48.2021.03.29

Warianty tytułu

EN

Detection of knocking combustion in gasoline engines based on the HVD method

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule zaprezentowano koncepcję detekcji spalania stukowego w silnikach benzynowych opartą na metodzie HVD (ang. Hilbert Vibration Decomposition). Jak pokazano, oparta na HVD dekompozycja sygnału ciśnienia w komorze spalania na poszczególne składowe częstotliwościowe pozwala na wnikliwą obserwację tego zjawiska, jak również na wyznaczenie wartości parametru, określającego intensywność spalania stukowego.

EN

The article presents the concept of using the Hilbert Vibration Decomposition (HVD) method for the detection of knocking combustion in gasoline engines. It has been shown that the HVD-based decomposition of the pressure signal in the combustion chamber into a set of frequency components allows for a precise characterization of this phenomenon, as well as for the determination of the knock intensity metric.

Słowa kluczowe

PL

elektronika samochodowa; spalanie stukowe; dekompozycja drgań Hilberta; analiza czasowo-częstotliwościowa

EN

automotive electronics; engine knocking; Hilbert vibration decomposition; time-frequency analysis

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Przegląd Elektrotechniczny
• Rocznik: 2021
• Tom: R. 97, nr 3
• Strony: 150--156
• Opis fizyczny: Bibliogr. 21 poz., rys.

Twórcy

autor

Fiołka Jerzy

• Politechnika Śląska, Wydział Automatyki, Elektroniki i Informatyki, Katedra Elektroniki, Elektrotechniki i Mikroelektroniki, ul. Akademicka 16, 44-100 Gliwice

Bibliografia

• 1] Heywood J., Internal Combustion Engine Fundamentals, 2 edition, McGraw-Hill Education, (2018)
• [2] Millo F., Ferraro C.V., Knock in s.i engines: a comparison between different techniques for detection and control, SAE Technical Paper, (982477), (1998)
• [3] Fiołka J., Wykrywanie spalania stukowego w silnikach benzynowych z wykorzystaniem metod czasowoczęstotliwościowych, Rozprawa doktorska, (2004)
• [4] Eriksson L., Thomasso A., Cylinder state estimation from measured cylinder pressure traces - A Survey 20th, World Congress, The International Federation of Automatic Control, France, (2017)
• [5] Iorio B., Giglio V., Police G., Rispoli N., Methods of Pressure Cycle Processing for Engine Control, SAE Technical Papers, No. 10.4271/2003-01-0352, (2009)
• [6] Vollberg D., Wachter D., Kuberczyk T., Schultes G.: Cylinder pressure sensors for smart combustion control, J. Sens. Sens. Syst, (8), (2019), 75-85
• [7] Fiołka J., Application of the fractional Fourier transform in automotive system development: the problem of knock detection, Conference Proceedings of Signal processing: algorithms, architectures, arrangements, and applications (SPA), (2017), 286-291
• [8] Wlodarczyk M.T., Fiber optic-based in-cylinder pressure sensor for advanced engine control and monitoring, Combustion engines, (8), No.4 (151), (2012)
• [9] Lee J.H., Hwang J.S., Lim J.S., Jeon Y.S., Cho Y.S., A new knock detection method using cylinder pressure, block vibration and sound pressure signals from an SI engine, SAE Technical Paper, (981436), (1998)
• [10] Hudson C., Gao X., Stone R.: Knock measurement for fuel evaluation in spark ignition engines, Fuel, Elsevier, (80), (2001), 395-407
• [11] Fiołka J., Preliminary investigation of the in-cylinder pressure signal using Teager Energy Operator, Conference Proceedings of Signal processing: algorithms, architectures, arrangements, and applications (SPA), (2018), 31-36
• [12] Draper C.S., The physical effects of detonation in a closed cylindrical chamber, National Advisory Committee For Aeronautics, Report No. 493, 1934
• [13] Stankovic L., Bohme J.F., Time-frequency analysis of multiple resonances in combustion engine signals, Signal Processing, vol. 79, issue 1, (1999), 15-28
• [14] Matz G., Hlawatsch., Time-frequency methods for signal detection with application to the detection of knock in car engines, IEEE Signal Processing Workshop on Statistical Signal and Array Processing, (1998), 196-199
• [15] Huang N.E., Attoh-Okine N.O., The Hilbert-Huang Transform in Engineering, CRC Press, (2005)
• [16] Feldman M., Analytical basics of the EMD: Two harmonics decomposition, Mechanical Systems and Signal Processing, (23), (2009), 2059-2071
• [17] Fiołka J., Application of Hilbert-Huang Transform to engine knock detection, Conference Proceedings of Mixed design of integrated circuit and system (MIXDES), (2013), 457-461
• [18] Feldman M., Time-varying vibration decomposition and analysis based on the Hilbert transform, Journal of Sound and Vibration, (295), (2006), 518-530
• [19] Feldman M., Hilbert Transform Applications in Mechanical Vibration, Wiley, (2011)
• [20] Gawędzki W., Serzysko B., Zastosowanie transformacji Hilbert Vibration Decomposition do analizy sygnałów parasejsmicznych w dziedzinie czasu, Przegląd Elektrotechniczny, 91 (2015), nr. 8, 7-10
• [21] Boubal O., Knock detection in automobile engines, IEEE Instrumentation & Measurement Magazine, (2000), 25-28

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa Nr 461252 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2021).