Szacowanie wartości rozkładu emisji tlenków azotu w silniku o zapłonie samoczynnym

• Autorzy: Graba M. , Mamala J. , Bieniek A.

Warianty tytułu

EN

Estimating the value of decomposition emissions of nitrogen oxides in the compression ignition engine

• Konferencja: International Congress on Combustion Engines (5 ; 24-26.06.2013 ; Bielsko-Biala, Poland)
• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W niniejszym artykule dokonano eksperymentalnej i numerycznej analizy emisji tlenków azotu zawartych w spalinach silnika o zapłonie samoczynnym. Następnie na podstawie otrzymanych danych pomiarowych sformułowano i rozwiązano problem identyfikacji emisji tlenków azotu zawartych w spalinach. Otrzymane wyniki estymacji emisji tlenków azotu zweryfikowano podczas testów badawczych na badanym obiekcie. Opisano obiekt badań oraz wykorzystany nieliniowy model statyczny emisji tlenków azotu dla układu bez i z recyrkulacją spalin. W artykule wykazano, że zastosowanie odpowiednio przygotowanego modelu matematycznego, pozwala na estymację emisji tlenków azotu zawartych w spalinach silnika o zapłonie samoczynnym pojazdu off-road.

EN

This article shows the experimental and numerical analysis of emissions of nitrogen oxides contained in the exhaust gas of compression ignition engine. There was formulated and solved the problem how to identify the nitrogen oxides’ emissions in the exhaust gases, based on the measurement data. The results of nitrogen oxides emissions’ estimation were verified during research on the test object. There were also described the object of study and a non-linear static model of nitrogen oxides’ emission for two systems - with and without exhaust gas recirculation. The article shows that the use of a properly prepared mathematical model allows to estimate emissions of nitrogen oxides contained in the exhaust gas of diesel engines in off-road vehicle.

Słowa kluczowe

PL

silnik o zapłonie samoczynnym; emisja; tlenek azotu; estymator

EN

diesel engine; emissions; nitrogen oxide; estimator

• Wydawca: Polskie Towarzystwo Naukowe Silników Spalinowych
• Czasopismo: Combustion Engines
• Rocznik: 2015
• Tom: R. 54, nr 3
• Strony: 161--169
• Opis fizyczny: Bibliogr. 26 poz., il., wykr., pełen tekst na CD

Twórcy

autor

Graba M.

• Wydział Mechaniczny Politechniki Opolskiej

autor

Mamala J.

• Wydział Mechaniczny Politechniki Opolskiej

autor

Bieniek A.

• Wydział Mechaniczny Politechniki Opolskiej

Bibliografia

• [1] Aithal S.M.; Modeling of NOx formation in diesel engines using finite-rate chemical kinetics; Elsevier Applied Energy 87 (2010) 2256–2265.
• [2] Arregle J., Lopez J., Guardiola C., Monin C.; On Board NOx Prediction in Diesel Engines: A Physical Approach; Automotive Model Predictive Control Models, Methods and Applications; Springer 2010 ISBN 978-1-84996-070-0.
• [3] Andersson M., Nöhre C., Johansson B., Hultqvist A.; A Real Time NOx Model for Conventional and Partially Premixed Diesel Combustion; SAE Technical papers 2006-01-0195, 2006.
• [4] Bieniek A., Mamala J., Graba M.; Analiza procesu spalania przy zastosowaniu wielofazowego wtrysku w silniku diesla pojazdu non-road; Silniki Spalinowe, Nr 3/2011 (146), PTNSS–2011–SC–190.
• [5] Bieniek A., Mamala J., Graba M., i inni; Zasilanie silników wysokoprężnych pojazdów pozadrogowych; Studia i monografie z.312 Opole 2012, ISSN 1429-6063.
• [6] Bieniek A., Mamala J., Graba M., Lenc-Brol A.; Adaptacyjne sterowanie recyrkulacją spalin w silniku diesla pojazdu nonroad; Silniki Spalinowe, Nr 3/2011 (146), PTNSS–2011–SC-191.
• [7] Dai H., Sinha N.K.; Use of numerical integration methods, in Identification of Continuous-Time Systems; Methodology and Computer Implementation, pages 79–121, Kluwers Academic Publishers: Dordrecht, Holland, 1991.
• [8] Egnell R.; Combustion Diagnostics by Means of a Multizone Heat Release Analysis and NOx Calculation; SAE Technical papers 981424, 1998.
• [9] Ericson C., Westerberg B., Andersson M., Egnell R.; Modelling diesel engine combustion and NOx formation for model based control and simulation of engine and exhaust aftertreatment systems; SAE International 2006-01-0687.
• [10] Ferreau H. J., Ortner P., Langthaler P., L. del Re, Diehl M.; Predictive control of a real-world Diesel engine using an extended online active set strategy; Elsevier Annual Reviews in Control 31, 2007, pp. 293–301.
• [11] Garnier H., Wang L.; Identification of Continuous-time Models from Sampled Data; Springer 2008; ISBN: 978-1-84800-161-9(Online).
• [12] Graba M., Bieniek A., Mamala J., Lechowicz A.; Sterowanie adaptacyjne systemem recyrkulacji spalin w aspekcie obniżenia emisji substancji szkodliwych dla klasycznego silnka ZS; pp.73-80; Inżynieria Rolnicza 5(130)/2011 ISSN 1429-7264.
• [13] Heywood J. B.; Internal Combustion Engine Fundamentals; McGraw-Hill Book Co, 1988.
• [14] Jantos J., Mamala J., Bieniek A., Kowalski D., Graba M.; Pojazdy typu "Off Road" w aspekcie przyszłościowych norm emisji spalin; KONES 2009; materiały konferencyjne.
• [15] Landau I.D.; System Identification and Control Design; Prentice-Hall, Englewood Cliffs, NJ, 1990.
• [16] Latawiec K. J.; The power of inverse systems in linear and nonlinear modeling and control; Opole 2004, Studia i Monografie/Politechnika Opolska z.167.
• [17] de Lucas A., Durán A., Carmona M., Lapuerta M.; Modeling diesel particulate emissions with neural networks; Fuel 2001; 80, pp. 539-548.
• [18] Marchewko A., Prokhorenko A., Ambroziak A.; Metodyka obliczeń emisji tlenków azotu NOx ze spalinami silników ZS i jej zastosowanie; Journal of KONES Internal Combustion Engines Vol. 7 No 1-2 , 2000.
• [19] Muskała W.; Tworzenie i destrukcja tlenków azotu w procesach energetycznego spalania paliw; Projekt „Plan Rozwoju Politechniki Częstochowskiej”; 2012.
• [20] Nowakowski J.; Model cyklu roboczego silnika o zapłonie samoczynnym i jego zastosowanie do doboru parametrów regulacyjnych; Zeszyty Naukowe ATH - Seria Rozprawy Naukowe; 15, 2005.
• [21] Smieja M., Wierzbicki S.: Visualization of the Parameters and Changes of Signals Controlling the Operation of Common Rail Injectors, MECHATRONIC SYSTEMS, MECHANICS AND MATERIALS II, Book Series: Solid State Phenomena, Volume: 210 Pages: 136-141, Published: 2014.
• [22] Sobieszczński M., Pietras D., Knefel T.; Dobór algorytmów sterowania rozruchem, nagrzewaniem, wolnymi obrotami oraz recyrkulacją spalin silnika o zapłonie iskrowym zasilanego w systemie wtrysku MPI; The Archive of Automotive Engineering 2002; 53-67.
• [23] Stanisławski R., Hunek W., Latawiec K. J.; Complex structure system identification by means of orthonormal basis functions; International Journal of Factory Automation, Robotics and Soft Computing Internationalsar 2008, pp. 45-49.
• [24] Walhstrom J., Eriksson L.; Modeling of a Diesel Engine with Intake Throttle,VGT, and EGR; Report: LiTHISYR-2976; 2010.
• [25] Walhstrom J.; Control of EGR and VGT for Emission Control and Pumping Work Minimization In Diesel Engines; Linkoping 2009; ISBN 978-91-7393-611-8.
• [26] Zheng M., Reader G. T., Hawley J. G.; Diesel engine exhaust gas recirculation – a review on advanced and novel concepts; Elsevier Energy Conversion and Management 45 (2004) 883–900.