Research on a prototype spark ignition (SI) variable compression ratio engine fitted with a pneumatic energy accumulator

• Autorzy: Łaziński P. , Głogowski M. , Leyko J.

Warianty tytułu

PL

Badania prototypowego silnika ZI o zmiennym stopniu sprężania wyposażonego w pneumatyczny akumulator energii

• Języki publikacji: EN PL

Abstrakty

EN

The paper describes investigations performed on a prototype variable compression ratio engine fitted with a pneumatic energy accumulator. The engine was built in the Chair of Vehicles and Basics of Machine Design at Lodz University of Technology. Due to the design and principle of operation, the engine may be an alternative to the already existing VCR engines. The pneumatic energy accumulator fitted in the cylinder head with an additional moving piston allows continuous adjustment of the compression ratio. The system is adaptive and adjusts itself to the engine load, reducing the increment of maximum pressure inside the cylinder. The research focuses on the influence of adjustment parameters of the energy accumulator on the movement of the additional piston and engine performance. Engine operation stability and reproducibility of the cycles has also been investigated. An attempt was made to characterize the engine and the energy accumulator in terms of efficiency and range of applicability (profitability of application).

PL

W artykule opisano badania prototypowego silnika o zmiennym stopniu sprężania wyposażonego w pneumatyczny akumulator energii. Silnik zbudowano w Katedrze Pojazdów i Podstaw Budowy Maszyn Politechniki Łódzkiej. Ze względu na swą konstrukcję i zasadę działania jest to pewna alternatywa dla dzisiejszych rozwiniętych już konstrukcji silników VCR. Zamontowany w głowicy pneumatyczny akumulator energii z ruchomym dodatkowym tłokiem pozwala na ciągłą regulację stopnia sprężania. Regulacja ta jest również adaptacyjna i dostosowuje stopień sprężania do obciążenia silnika, ograniczając wzrost ciśnienia maksymalnego w cylindrze. W badaniach skupiono się nad wpływem parametrów regulacyjnych akumulatora energii na ruch dodatkowego tłoka oraz osiągi silnika. Badano także stabilność pracy i powtarzalność cykli. Podjęto próbę scharakteryzowania silnika i pneumatycznego akumulatora energii pod względem sprawności i wyznaczenia przedziału stosowalności (opłacalności efektów stosowania).

Słowa kluczowe

EN

engine; variable compression ratio; pneumatic energy accumulator; prototype; additional piston

PL

silnik; zmienny stopień sprężania; pneumatyczny akumulator energii; prototyp; dodatkowy tłok

• Wydawca: Polskie Towarzystwo Naukowe Silników Spalinowych
• Czasopismo: Combustion Engines
• Rocznik: 2014
• Tom: R. 53, nr 4
• Strony: 54--65
• Opis fizyczny: Bibliogr. 15 poz., il., wykr.

Twórcy

autor

Łaziński P.

• Faculty of Mechanical Engineering of Lodz University of Technology

autor

Głogowski M.

• Faculty of Process and Environmental Engineering of Lodz University of Technology

autor

Leyko J.

• Faculty of Mechanical Engineering of Lodz University of Technology

Bibliografia

• [1] Głogowski M., A compensating arrangement for a variable compression ratio engine, International Patent Application – WO 2011/023725 A2, 03.03.2011.
• [2] Głogowski M., Prototyp pneumatycznego akumulatora energii (PAE) w silniku spalinowym, Łódź 2014.
• [3] Głogowski M., Pawelski Z., Opis stanowiska do badań prototypu silnika z pneumatycznym akumulatorem energii, Archiwum Motoryzacji, 4/2011.
• [4] Kondo T., Hirano M., A study of a variable compression ratio engine with a double piston system, International Mechanical Engineering Congress and Exposition, IMECE2008-66453, Boston 2008.
• [5] Kutlar O.A., Aslan H., Calik A.T., Methods to improve efficiency of four stroke, spark ignition engines at part load, Energy Conversion and Management, 46/2005.
• [6] Lotus Cars Limited, A two-stroke internal combustion engine with variable compression ratio and an exhaust port shutter and a method of operating such an engine, International Patent Application – WO 2011/055118 A1, 12.05.2010.
• [7] Łaziński P., Wpływ parametrów regulacyjnych pneumatycznego akumulatora energii na osiągi prototypowego silnika VCR, Łódź 2013.
• [8] Nissan Motor, Variable Compression Ratio Internal Combustion Engine, Japan Patent Application – JP 2011001905 A, 06.01.2011.
• [9] Reciprocal internal combustion engines – Performance – Part 2: Test methods, ISO 3046-2:1987.
• [10] Roberts M., Benefits and challenges of variable compression ratio (VCR), Society of Automotive Engineers, Technical Paper no 2003-01-398, 2003.
• [11] Rozporządzenie Parlamentu Europejskiego i Rady WE nr 443/2009 z dnia 23 kwietnia 2009 r. określające normy emisji dla nowych samochodów osobowych w ramach zintegrowanego podejścia Wspólnoty na rzecz zmniejszenia emisji CO2 z lekkich pojazdów dostawczych.
• [12] Rozporządzenie Parlamentu Europejskiego i Rady UE nr 510/2011 z dnia 11 maja 2011 r. określające normy emisji dla nowych lekkich samochodów dostawczych w ramach zintegrowanego podejścia Unii na rzecz zmniejszenia emisji CO2 z lekkich pojazdów dostawczych.
• [13] Saab Automobile, Internal combustion engine with variable compression, provided with reinforcements of the crankcase section in the region of the main bearings, International Patent Application – WO 92/09799, 11.06.1992.
• [14] Tomar S., Mishra R., Bisht S., Kumar S., Balyan A., Saxena G., Optimisation of connecting rod design to achieve VCR, International Journal of Engineering Research and Applications, vol. 3, issue 6, 2013.
• [15] Vianney Rabhi, Engine block and cylinder head assembly for a variable compression ratio engine, USA Patent Application – US 2010/0154748 A1, 24.06.2010.