Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Analysis of the use of a hybrid drive system in urban traffic conditions

Pielecha I., Fluder K., Cieślik W.

Journal of Mechanical and Transport Engineering

|

2018

|

Vol. 70, No. 3

67--77

EN

The continued reduction of fuel consumption by vehicles leads to an increase in the share of hybrid and electric vehicle drives in the automotive market. There are many approaches, such as to focus only on the introduction of electric vehicles, however, using this type of drive requires additional infrastructure, reconstruction of many systems and has a long charging time, with which consumers are not entirely satisfied. Therefore, one of the leading types of passenger car drives is currently a hybrid drive. It does not require reconstruction of the entire infrastructure, only changes in vehicle drive systems. The costs related to this are relatively small compared to, for example, the construction of a network of new charging stations. Knowing the electric drive operating share in a vehicle with a hybrid system is used as a determinant of the profitability of using electric drives. The article estimated the share of electric and hybrid mode operation in urban traffic conditions. The research object was a Toyota C-HR vehicle equipped with a fourth generation hybrid drive. The analysis of the drive's operation allowed to determine the conditions of energy flow and determine the share of electric mode operation in the total driving time and in relation to the distance travelled.

PL

Ograniczanie zużycia paliwa przez pojazdy prowadzi do zwiększenia udziału napędów hybrydowych i elektrycznych w rynku pojazdów. Istnieje wiele pomysłów, aby skupić się tylko i wyłącznie na wprowadzeniu pojazdów elektrycznych, jednakże ten rodzaj napędu wymaga dodatkowej infrastruktury, przebudowy wielu systemów oraz charakteryzuje się długim czasem ładowania, z czego nie do końca zadowoleni są konsumenci. Dlatego obecnie jednym z wiodących rodzajów napędów pojazdów osobowych jest napęd hybrydowy. Nie wymaga on przebudowy całej infrastruktury, jedynie zmian w układach napędowych pojazdów. Koszty z tym związane są relatywnie małe, w porównaniu do np. do budowy sieci nowych stacji ładowania. Znajomość udziału pracy napędu elektrycznego w pojeździe z układem hybrydowym jest wyznacznikiem opłacalności stosowania napędów elektrycznych. W pracy oszacowano udział pracy trybu elektrycznego i hybrydowego w warunkach ruchu miejskiego. Obiektem badawczym był pojazd marki Toyota C-HR wyposażony w napęd hybrydowy czwartej generacji. Analiza pracy napędu pozwoliła na określenie warunków przepływu energii oraz ustalenie udziału pracy trybu elektrycznego w całkowitym czasie jazdy oraz w odniesieniu do przebytej drogi.

2

Operation of electric hybrid drive systems in varied driving conditions

Pielecha I., Cieślik W., Szałek A.

Eksploatacja i Niezawodność

|

2018

|

Vol. 20, no. 1

16--23

EN

Hybrid vehicles allow an increase in the powertrain efficiency thanks to their design. One such factor is the use of increased voltage supplying electric motors to the voltage supplying the high voltage battery. The battery voltage is increased several times in the inverter (boost) system to increase the final electric power supplied to the electric motor. The article presents the possibilities of using such a voltage boost in urban and non-urban driving conditions. The tests were performed on the latest generations of parallel hybrid drive systems in Lexus NX 300h and Toyota RAV4 hybrid vehicles. It has been shown that the boost system is used in about 30–40% of the urban drive distance (up to 20% of the driving time). The power supply voltage boost of the electric motors of both vehicles is used throughout the entire engine speed range of these machines at high torque values. Research has shown that the maximum voltage gain – approximately three times (up to 650 V) – is within the maximum torque range of the electric motors and allows for doubling the torque generated by the drive.

PL

Pojazdy z napędem hybrydowym dzięki swojej konstrukcji, pozwalają na zwiększenie sprawności układu napędowego. Jednym z takich czynników jest stosowanie zwiększonego napięcia zasilającego silniki elektryczne w stosunku do napięcia zasilającego akumulator wysokonapięciowy. Napięcie akumulatora zostaje zwiększone kilkukrotnie w układzie inwertera (boost) w celu zwiększenia końcowej mocy elektrycznej doprowadzonej do silnika elektrycznego. W artykule przedstawiono możliwości wykorzystania takiego wzmocnienia napięcia w warunkach jazdy miejskiej i pozamiejskiej. W badaniach wykorzystano najnowsze generacje układów napędu hybrydowego równoległego w pojazdach Lexus NX 300h oraz Toyota RAV4 hybrid. Wykazano, że układ wzmocnienia napięcia w warunkach miejskich wykorzystany jest w około 30–40% dystansu (do 20% czasu jazdy). Wzmocnienie napięcia zasilającego maszyny elektryczne obu pojazdów wykorzystane jest w całym zakresie prędkości obrotowej tych maszyn przy dużych wartościach momentu obrotowego. Badania wykazały, że maksymalne wzmocnienie napięcia – około trzykrotne (do wartości 650 V) – występuje w zakresie maksymalnego momentu obrotowego silników elektrycznych i pozwala na ponad 2-krotne zwiększenie generowanego momentu obrotowego układu napędowego.

3

The use of electric drive in urban driving conditions using a hydrogen powered vehicle - Toyota Mirai

Pielecha I., Cieślik W., Szałek A.

Combustion Engines

|

2018

|

R. 57, nr 1

51--58

EN

Vehicles with electric propulsion systems are increasingly more often equipped with solutions that improve their drive system’s efficiency. The latest vehicle model with a fuel cell hybrid system – Toyota Mirai was used in this experiment. The design of this vehicle is similar to that of hybrid vehicles in many aspects. However, new fuel cell technologies are being developed for automotive use, including compressed hydrogen tanks and control systems. The article presents an analysis of a fuel cell operation during vehicle start-up and driving, with particular emphasis on the hydrogen injection strategy of the three fuel injectors used in the fuel cell. The fuel cell interaction with the high-voltage battery has also been characterized. It has been shown that increase in the electrical supply voltage of the vehicle’s electric motor can be observed at high torque values of the electric motor. The maximum voltage gain – approximately three times (up to about 650 V) – allows for double the torque of the drive system compared to the standard value.

4

The impact of drive mode of a hybrid drive system on the energy flow indicators in the RDE test

Fluder K., Pielecha I., Cieślik W.

Combustion Engines

|

2018

|

R. 57, nr 4

18--25

EN

The drive to reduce fuel consumption of vehicles equipped with internal combustion engines leads to an increasing share of hybrid drives used in various means of transport. Such hybrid vehicles, thanks to the use of diesel-electric drive systems, allow for a fuel consumption reduction, and thus to reduce the carbon dioxide emissions. This fuel consumption reduction results from a specifically selected energy flow strategy in hybrid systems. This strategy was the focus of the research performed in order to identify the energy flow conditions in a hybrid drive system in driving conditions corresponding to the RDE test. A Lexus LS 500h vehicle was tested in two drive modes, while determining the related energy flow conditions, including the operating conditions of: electric motors, internal combustion engine and battery. Energy balance was determined taking into account the high voltage battery discharge and charging energy as well as the energy recovered during regenerative braking. It was found that in the RDE test conditions the vehicle is in electric mode for over 30% of the distance and 35% of the drive time, with the energy balance of the vehicle being positive (SOCend > SOCstart). Additionally, it was pointed out that the time spent in the electric mode when driving in urban conditions is about 50% and decreases to about 15% for highway conditions.

5

Evaluation of mixture swirl in the cylinder chamber in a conceptual system with combustion surrounded by inactive gases

Cieślik W., Pielecha I.

Combustion Engines

|

2018

|

R. 57, nr 4

40--47

EN

Internal combustion engines have seen a reduction of the dynamics of their efficiency growth in recent years. All kinds of new modifications and changes introduced in this field can only manage changes of engine efficiency at the level of a fraction of a percent. Considering the concept of unification of SI and CI internal combustion engine structures, one can expect to see their efficiency increase by the reduction of losses, whose causes and occurrence is commonly known. The improvement of the combustion system is mainly related to the reduction of thermal losses generated in this process. Therefore, the current issue is the advanced analysis of any possibilities of improving the combustion conditions and more fully understanding the processes that accompany them. The authors of the article see such a possibility in the conceptual control of the combustion process, which aims to obtain a combustible mixture surrounded by nonflammable gases. This way the flame contact with the cylinder walls is limited, which should in turn contribute to reducing the heat exchange with the walls. This research is a continuation of previous research work; current work focuses on determining the actual distribution of gases in the combustion chamber using the advanced shadow photography method. The article specifies the effect of nonflammable gas injection pressure increase on the area of the boundary layer formed between the non-flammable gases and cylinder walls.

6

Analysis of energy management strategies for hybrid electric vehicles in urban driving conditions

Pielecha I., Cieślik W., Fluder K.

Combustion Engines

|

2018

|

R. 57, nr 2

14--18

EN

The pursuit of fuel consumption reduction by vehicles leads to a sudden increase in the share of hybrid and electric drives in the vehicle market. Replacing hybrid vehicles with electric vehicles requires long-term technological solutions, both for the infrastructure and the vehicles themselves. Therefore, one of the leading types of passenger car drives is currently the hybrid drive. The generated work share of electric drives used to power hybrid vehicles is a determinant of the viability of using electric drives. The article estimates the operating time share of electric and hybrid modes operation in real driving conditions (RDC) based on the latest Toyota hybrid model. The research object was a vehicle from the crossover group equipped with a fourth generation hybrid drive. Analysis of the drive's operation allowed to determine the conditions of energy flow and determine the work share of the electric drive in the total driving time.

7

Influence of the distance between gas injector and intake valve on combustion indicators and NOx emission in dual fuel CI engine

Bueschke W., Wisłocki K., Pielecha I., Skowron M., Cieślik W.

Journal of Mechanical and Transport Engineering

|

2017

|

Vol. 69, No. 1

5--13

EN

The use of alternative energy sources for internal combustion (IC) engines is being raised. The most promising fuel in such application is natural gas in gaseous state, which mainly consists methane. It is mainly being used as an engine fuel for both monofuel and dual fuel configuration. Many investigations confirmed the benefits of application of dual fuel compression ignition engine fuelled with natural gas. The aim of this paper is analysis of engine operation parameters and emissions for two different locations of gas injector in the inlet duct. The operation parameters and NOx emission from this research are presented and compared for different natural gas shares in total energy delivered to the cylinder with fuel. The parameters are compared to monofuel operated engine.

PL

Użycie alternatywnych źródeł energii w silnikach spalinowych systematycznie rośnie. Za najbardziej obiecujące uważa się paliwa gazowe bogate w metan, które mogą służyć do zasilania silników jedno- i dwupaliwowych. Udział w rynku silników spalinowych o zapłonie samoczynnym jest znaczący, natomiast wiele badań wykazało również szereg zalet takich silników pracujących w konfiguracji dwupaliwowej z CNG. Celem artykułu jest analiza wskaźników pracy i emisji silnika o zapłonie samoczynnym z wtryskiem CNG w dwóch punktach układu dolotowego o różnym oddaleniu wtryskiwacza od zaworu dolotowego. Przedstawiono szereg parametrów pracy oraz emisję NOx zmierzoną przy różnych udziałach paliwa gazowego w całkowitej energii dostarczanej do cylindra wraz z paliwem. Parametry odniesiono do silnika zasilanego wyłącznie olejem napędowym.

8

Analysis of the possibilities to achieve adiabatization process of combustion surrounded by inactive gases in Rapid Compression Machine

Cieślik W., Pielecha I.

Combustion Engines

|

2017

|

R. 56, nr 1

27--31

EN

In this work non-combustible gases impact on combustion processes studies is performed. Research was performed in a optically accessible rapid compression machine (RCM) under spark ignition engine conditions. The distribution of the swirl charge in the relation to adopted for analysis sequence of gas delivery to the chamber was varied with regard to the main injection. Authors investigate the influence of these sequence on the combustion and the ignition delay of the main injection and the overall combustion characteristics. The aim of this work is the experimental recognition of possibilities of creating combustible mixtures of light hydrocarbon fuels surrounded by non-combustible gases affecting the function of the inhibitor. Specifying the ability of preparation and combustion of mixtures in such systems enables the scientifl analysis of adiabatization of the combustion process of fuel-air mixtures in the operating chambers. Theoretical analysis of the issues indicates possibility of obtaining such a stratification of the charge, that the inactive exhaust gases creating the outer ring surround the combustible mixture inside in such a way as to reduce the amount of heat exchanged between the working medium and the walls of the cylinder.

9

Optical identification of the combustion of air-fuel mixture surrounded by non-combustible gas in a rapid compression machine

Cieślik W., Pielecha I., Wisłocki K.

Archivum Combustionis

|

2017

|

Vol. 37 nr 2

93--106

EN

The influence of non-combustible gas injection on combustion rates in an engine cylinder with centrally positioned ignition point has been discussed. The flame temperature distribution and its changes were taken into account in this research. The analysis of the influence of exhaust gas content in the cylinder on the combustion process has been based on the interpretation of high speed camera images for the period from the ignition start to full flame coverage of the combustion chamber. Authors performed a comparative analysis of the combustion process thermodynamic parameters based on the obtained characteristics. In order to demonstrate the charge stratification influence and the proportion of flue gas in the cylinder, a flame propagation analysis was performed through high frequency image sampling and using the flame temperature distribution in the combustion volume. The two-color method was used for determining this temperature. A flame temperature distribution example at selected combustion process stages was presented as well as for the entire combustion process. A significant reduction in the area covered by the flame was shown to be the result of an increase in the flue gas proportion in the cylinder. The flame area reduction was found to be 46% when using a 25% EGR share, while with an EGR contribution of 40%, the flame area was decreased by 78%. The flame covered area reduction was the result of "fencing" of the flame from the cylinder walls by an exhaust gas layer. According to changes in the flame area, the largest share of high temperatures, in the range 1800-2000 K, has also decreased from around 19% to 23%.

10

The influence of the ignition system characteristic on the two-stroke engine operating conditions

Fiedkiewicz Ł., Cieślik W., Pielecha I.

Journal of Mechanical and Transport Engineering

|

2016

|

Vol. 68, No. 4

5--15

EN

This paper presents an indicator analysis of the impact of the characteristics of an electronic ignition system on the operating conditions of a two-stroke spark ignition engine. The tests were carried out on a single-cylinder two-stroke engine equipped with a combustion pressure sensor using the apparatus for recording fast-varying signals. The influence of changes of the ignition angle of advance at constant engine speeds on the engine operating indicators was analysed. The assessment of the impact of the changes to the settings of the ignition system was analysed in terms of thermodynamic conditions: combustion pressure and average effective pressure. It was found that the ignition angle of advance has positive influence on engine operating conditions and uniformity of engine operation. As a measure of non-uniformity of engine operation were accepted the coefficient of variation of the engine speed and the mean indicated pressure. It was indicated that, along with the ignition angle of advance, the indicators of two-stroke engine operation also increase with simulta-neous increase in the non-uniformity of engine operation.

PL

W artykule przedstawiono analizę indykatorową wpływu charakterystyki elektronicznego układu zapłonowego na warunki pracy silnika dwusuwowego o zapłonie iskrowym. Badania prowadzono na jednocylindrowym silniku dwusuwowym wyposażonym w czujnik ciśnienia spalania z wykorzystaniem aparatury do rejestracji sygnałów szybkozmiennych. Analizie poddano wpływ zmiany kąta wyprzedzenia zapłonu przy ustalonych prędkościach obrotowych silnika na wskaźniki jego pracy. Ocenę wpływu zmian nastaw układu zapłonowego analizowano w aspekcie warunków termodynamicznych: ciśnienia spalania oraz średniego ciśnienia użytecznego. Stwierdzono pozytywny wpływ wyprzedzenia zapłonu na warunki pracy silnika oraz na jego równomierność pracy. Jako miarę nierównomierności jego pracy przyjęto współczynnik zmienności prędkości obrotowej i średniego ciśnienia indykowanego. Wykazano, że wraz z wyprzedzeniem zapłonu zwiększają się wskaźniki pracy silnika dwusuwowego z jednoczesnym zwiększeniem nierównomierności jego pracy.

11

Reproducibility and repeatability of hybrid propulsion systems operation indexes in test conditions

Pielecha I., Cieślik W., Siwoń M.

Combustion Engines

|

2016

|

R. 55, nr 2

21--32

EN

The analysis of driving tests repeatability is an important issue in terms of measuring the parameters determining operating conditions of the engine and the vehicle. Most of the typical tests apply to powertrains systems or entire vehicles. This paper undertakes the issue of practical evaluation of the tests repeatability on test stands equipped with a hybrid drive system. A high reproducibility of driving tests using only the accelerator pedal settings was obtained. Also a significant battery charge level influence on the repeatability of selected parameters of the hybrid drive system in driving tests was proved. Such dependence on the level of battery charge was demonstrated for the vehicle speed, combustion engine speed and the degree of the combustion engine utilization, affecting at the same time the operating conditions of the electric motor.

PL

Analiza powtarzalności testów jezdnych jest zagadnieniem istotnym w aspekcie pomiarów wielkości określających warunki pracy silnika i pojazdu. Większość typowych testów dotyczy badań silników lub pojazdów. W pracy podjęto tematykę praktycznej oceny powtarzalności testów badawczych na stanowisku wyposażonym w układ napędu hybrydowego. Uzyskano dużą odtwarzalność testów jezdnych przy wykorzystaniu jedynie nastaw pedału przyspieszenia. Wykazano duży wpływ stopnia naładowania akumulatora wysokonapięciowego na powtarzalność wybranych parametrów układu napędu hybrydowego w testach jezdnych. Zależność od stopnia naładowania akumulatora wykazują: prędkość pojazdu, prędkość obrotowa silnika spalinowego oraz stopień jego wykorzystania, co jednocześnie wpływa na warunki pracy silnika elektrycznego.

12

Thermodynamic indexes of real driving conditions of gasoline and LPG fuelled engine

Pielecha I., Cieślik W., Bueschke W., Skowron M.

Archives of Transport

|

2016

|

Vol. 40, iss. 4

51--64

EN

The aim of the conducted tests was to assess the method of delivering additional fuel dose in transient conditions and to determine the impact of this additional fuel dose on the engine operation conditions. The experimental tests were conducted in typical urban driving conditions. In the study was used system for indicating and acquisition of fast-varying data; the combustion pressure in the first cylinder of the 3-cylinder engine with spark ignition was measured, as well as the voltage on the petrol injectors and the liquefied petroleum gas injector. The post-processing analysis enabled defining engine operation indexes taking into account the aforementioned parameters. Also indicated mean effective pressure, the heat release rate and the amount of the heat released were analysed. In addition, the indexes of transient conditions of engine operation per one cycle were specified: change of the engine speed, of the maximum combustion pressure, of the indicated mean effective pressure and change of the heat release rate.

13

Skutki wykorzystania systemu start–stop w warunkach jazdy miejskiej

Cieślik W., Pielecha I.

Logistyka

|

2015

|

nr 3

779--788, CD 1

PL

Artykuł omawia wpływ systemu zatrzymywania i uruchamiania silnika na warunki pracy napędu w ruchu miejskim. Motywacją do realizacji podjętego tematu było oszacowanie korzyści z zastosowania systemu start–stop w aspekcie zwiększającego się udziału produkowanych pojazdów wyposażonych w taki układ. W artykule omówiono globalną sprzedaż pojazdów wyposażonych w układ start–stop na tle pojazdów hybrydowych. Przedstawione zostały ogólne wymagania aktywacji systemu oraz metodyka prowadzonych badań. Analizy wskaźników pracy silnika spalinowego podczas biegu jałowego dokonano na podstawie badań pojazdu osobowego typu micro hybrid wyposażonego w system start–stop. Wskazano korzyści wynikające z ogra-niczonej pracy silnika spalinowego w warunkach biegu jałowego oraz oszacowano oszczędność paliwa w per-spektywie wykorzystania systemu start–stop w warunkach jazdy miejskiej typowej aglomeracji.

EN

The article discusses the impact of engine stopping and starting on conditions of operation of drive system in urban traffic. The motivation for the realization of the undertaken subject was assessment of the benefits of using a start–stop system in the aspect of increasing share of vehicles equipped with such a system. The article discusses the global sale of vehicles equipped with the start–stop system compared to the hybrid vehicles. There are presented general requirements for system activation and the methods of conducting tests. Analysis of the operational indexes of the combustion engine during idling were made on the basis of the tests of the passenger car of micro hybrid type equipped with the start–stop system. There were pointed out benefits ensuing from the reduction of the share of combustion engine operation during idling and also were estimated fuel savings due to the use of the start-stop system while driving in typical urban agglomeration.

14

Komputerowo wspomagane stanowisko do wyznaczania parametrów wtrysku paliwa

Borowski P., Pielecha I., Cieślik W., Bueschke W., Skowron M.

Logistyka

|

2015

|

nr 3

541--549, CD 1

PL

Optymalizacja spalania jest podstawowym kierunkiem rozwoju silników spalinowych. Aby to osiągnąć należy precyzyjnie sterować układem wtryskowym i procesem spalania. Wyznaczanie charakterystyk wtryskiwaczy umożliwia określenie ilości wtryskiwanego paliwa przypadającej na wtrysk. Aby wyznaczyć taką charakterystykę wykorzystuje się specjalistyczne stanowiska pomiarowe. Praca zawiera omówienie wyników serii pomiarów masowego natężenia przepływu paliwa przeprowadzonych za pomocą stanowiska testowania wtryskiwaczy. Omówiono możliwości uzyskania powtarzalności pomiarów. Zwrócono uwagę na zależność wyniki pomiarów od parametrów pracy stanowiska. Omówiono podstawowe wartości statystyczne oraz określono kierunki następnych badań.

EN

The optimization of combustion processes is the main direction in development of combustion engines. The precise control of injection system and combustion processes is needed to achieve that. The determination of characteristic of injectors makes it possible to specify the amount of injected fuel attributed to injection. Specialist measurement stands are used to determinate the characteristics of injectors. The paper contains a discussion of the results of series of measurements of injectors mass flow conducted by described injector test stand. The possibility of obtaining the repeatability of measured results is discussed. The possibility of influence of basic parameters of stand on measured results is shown. The basic statistical values and direction of the next research are presented.

15

Effects of start–stop system on the operation of drive system in urban traffic conditions

Cieślik W., Pielecha I., Borowski P

Journal of Mechanical and Transport Engineering

|

2015

|

Vol. 67, No. 2

15--26

EN

The article discusses the impact of engine stopping and starting on conditions of operation of drive system in urban traffic. The motivation for the realization of the undertaken subject was assessment of the benefits of using a start–stop system in the aspect of increasing share of vehicles equipped with such a system. The article discusses the global sale of vehicles equipped with the start–stop system compared to the hybrid vehicles. There are presented general requirements for system activation and the methods of conducting tests. Analysis of the operational indexes of the combustion engine during idling were made on the basis of the tests of the passenger car of micro hybrid type equipped with the start–stop system. There were pointed out benefits ensuing from the reduction of the share of combustion engine operation during idling and also were estimated fuel savings due to the use of the start–stop system while driving in typical urban agglomeration.

PL

W artykule omówiono wpływ systemu zatrzymywania i uruchamiania silnika na pracę napędu w warunkach ruchu miejskiego. Motywacją podjęcia tego tematu było oszacowanie korzyści zastosowania systemu start–stop w związku ze wzrostem liczby pojazdów wyposażonych w taki układ. W artykule porównano sprzedaż pojazdów wyposażonych w układ start–stop ze sprzedażą pojazdów hybrydowych. Przedstawiono ogólne wymagania aktywacji systemu. Wskaźniki pracy silnika spalinowego podczas biegu jałowego analizowano na przykładzie pojazdu osobowego typu micro hybrid wyposażonego w system start–stop. Wskazano korzyści wynikające z ograniczonej pracy silnika spalinowego w warunkach biegu jałowego oraz oszacowano oszczędność paliwa w warunkach jazdy miejskiej możliwą do uzyskania po zastosowaniu systemu start–stop.

16

Wskaźniki pracy silnika spalinowego z bezpośrednim wtryskiem benzyny podczas przyspieszania

Pielecha I., Cieślik W., Borowski P., Skowron M., Bueschke W.

Combustion Engines

|

2015

|

R. 54, nr 3

291--299

PL

Silniki o zapłonie iskrowym z wtryskiem bezpośrednim w coraz większym stopniu zastępują silniki z wtryskiem pośrednim benzyny. Wymusza to konieczność prowadzenia badań tych jednostek w nieustalonych warunkach pracy. Celem badań była analiza nieustalonych w arunków podczas swobodnego przyspieszania silnikiem oraz przyspieszania pojazdem. Wykorzystanie systemu do analizy procesów szybkozmiennych pozwoliło na ocenę wskaźników pracy silnika w warunkach swobodnego przyspieszania i przyspieszania pojazdu przy jednoczesnym oszacowaniu strat i sprawności mechanicznej turbodoładowanego silnika z bezpośrednim wtryskiem benzyny.

EN

Engines with spark ignition and direct injection more and more often replace those with indirect gasoline injection. Due to this it is necessary to conduct tests of those engines in transient operational conditions. The aim of these tests was the analysis of such conditions during free engine acceleration and vehicle acceleration. The use of the system for the analysis of the fast-varying processes enabled estimation of indexes of engine operation during free acceleration and vehicle acceleration and, at the same time, estimation of the losses and mechanical efficiency of the turbocharged engine with direct gasoline injection.

17

Procesy szybkozmienne w cylindrze silnika ZS w warunkach dużego udziału recyrkulowanych spalin

Pielecha I., Borowski P., Wisłocki K., Skowron M., Bueschke W., Cieślik W.

Combustion Engines

|

2015

|

R. 54, nr 3

316--326

PL

Celem prowadzonych badań była termodynamiczna identyfikacja procesu spalania zachodzącego w silniku o zapłonie samoczynnym przy udziale recyrkulowanych spalin do 50–60%. Wartości odpowiednich wskaźników uzyskane przy dużym udziale spalin w cylindrze porównywano do wartości uzyskiwanych w silniku pracującym bez recyrkulacji. Badania przeprowadzono na jednocylindrowym silniku AVL 5804 wyposażonym w układ chłodzenia recyrkulowanych spalin. Warunki procesu spalania określano wykorzystując wskaźniki pracy silnika i pomiary szybkozmiennego ciśnienia w cylindrze. Dokonano oceny wpływu różnego udziału tych spalin w cylindrze silnika na przebieg procesu spalania oraz wywiązywania ciepła. W wyniku przeprowadzonych badań wykazano możliwość zastosowania dużej ilości recyrkulowanych spalin (50–60%) bez istotnego pogorszenia warunków pracy silnika, przy jednoczesnej poprawie wskaźników ekologicznych, nie tylko w odniesieniu do emisji tlenków azotu.

EN

The aim of the conducted research was thermodynamic identification of combustion process with 50-60% recirculated exhaust gasses in spark ignition engine. The values of the respective indicators obtained with high share of exhaust gasses in cylinder were compared to values obtained in the engine working without recirculation. The research was conducted on one-cylinder engine AVL 5804 equipped with recirculated gasses cooling system. The conditions of combustion process were determined using indicators of engine work and fast-variable measurements of cylinder pressure. The evaluation of combustion process and heat release with different share of recirculated gasses was made determining the effect of high share of exhaust gasses in engine cylinder. As a result of the conducted research the possibility of exhaust gasses high share(50–60%) usage with simultaneous ecological benefits, not only inrelation to nitrogen oxides was demonstrated.

18

Problematyka wyznaczania parametrów geometrycznych strugi paliwa na podstawie badań optycznych

Pielecha I., Wisłocki K., Cieślik W., Borowski P., Skowron M., Bueschke W.

Combustion Engines

|

2015

|

R. 54, nr 3

307--315

PL

Ocena rozprzestrzeniania się strugi wtryskiwanego paliwa jest jednym z ważnych aspektów badań dotyczących nowoczesnych systemów spalania. Ocena taka powinna umożliwiać zarówno analizę samej strugi, jak również jej interakcję ze ściankami komory spalania, która dla silników o zapłonie samoczynnym zlokalizowana jest w tłoku. Uwzględniając te oczekiwania, w artykule dokonano analizy rozprzestrzeniania się strugi paliwa wtryskiwanego przez wtryskiwacze systemu common rail, z uwzględnieniem interakcji strugi i ścianki. Przedstawiono zagadnienia doboru warunków wtrysku paliwa i oceny rozkładu strugi paliwa na ściance komory spalania oraz rozprzestrzeniania się paliwa przy zastosowaniu zmodyfikowanej konstrukcji wtryskiwacza.

EN

Estimation of fuel atomisation by injectors is one of the main research tendencies concerning the development of combustion systems. Such an assessment should allow both analysis of the spray itself, as well as its interactions with the walls of combustion chamber, as for compression ignition engines the injection takes place in the combustion chamber in piston. Taking into consideration the above requirements, the atomization of fuel by injectors of the common rail system with consideration given to the interaction of the spray and chamber wall has been analysed in the paper. There are presented issues of adjusting of fuel injection parameters and fuel distribution on the piston wall when using the injector with modified design.

19

Koncepcja systemu spalania z wykorzystaniem recyrkulowanych spalin w silniku o zapłonie iskrowym

Cieślik W., Pielecha I., Kapusta Ł.

Combustion Engines

|

2015

|

R. 54, nr 3

257--263

PL

Układy recyrkulacji spalin w silnikach o zapłonie samoczynnym są stosowane głównie w celu ograniczenia emisji tlenków azotu, a w silnikach o zapłonie iskrowym mogą być sposobem zmniejszenia zużycia paliwa. Maksymalna wielkość objętościowego udziału recyrkulowanych spalin w silnikach o zapłonie samoczynnym wynosi około 50%. W silnikach o zapłonie iskrowym udział recyrkulowanych spalin jest znacznie mniejszy. Celem artykułu jest symulacyjna analiza sposobów dostarczenia spalin do wnętrza cylindra układu o zapłonie iskrowym w celu uzyskania zapalnej mieszanki. Problemem, który starano się rozwiązać był dobór sposobu dostarczania powietrza i gazów spalinowych w celu uzyskania pożądanego przestrzennego rozkładu powietrza i spalin w cylindrze. Analizy symulacyjne prowadzono z wykorzystaniem pakietu symulacyjnego AVL Fire. Badania dotyczyły trzech wariantów dostarczenia spalin do cylindra, które cechują się odmiennym sposobem tworzenia mieszaniny gazy palne-gazy niepalne. Wyniki badań dotyczące różnych strategii wprowadzenia gazów do komory spalania rozważano pod kątem możliwości inicjowania i przebiegu procesu spalania. Podsumowaniem artykułu jest wybór strategii dostarczania spalin do cylindra silnika. W dalszych etapach prac przewiduje się adaptację badań symulacyjnych na maszynie pojedynczego cyklu.

EN

The system of exhaust gas recirculation in compression ignition engines is used to reduce the emission of nitrogen oxides, and in spark ignition engines it can be used to reduce the fuel consumption. The maximum value of the volumetric recirculation of exhaust gases in compression ignition engine amounts to approximately 50%. In spark ignition engines the share of recirculated exhaust gases is much smaller. The aim of the article is to simulation analysis of the ways of supplying exhaust gases into the cylinder of the spark ignition system in order to obtain a combustible mixture. The problem, which was to be solved, was the method of supplying the air and exhaust gases in order to obtain the required spacial distribution of the air and exhaust gases in a cylinder. The simulation analysis was conducted with the use of AVL Fire simulation package. Tests concerned three methods of supplying exhaust gases into the cylinder, which are characterised by different way of generating the mixture of flammable and inflammable gases. Test results for the different strategies of introducing gases into the combustion chamber were considered in the aspect of the possibility of initiating and the course of combustion process. The summary of the article is the choice of the strategy of supplying the exhaust gases into the cylinder. The adaptation of the simulation tests will be conducted on the Rapid Compression Machine.

20

Indexes of performance of combustion engines in hybrid vehicles during the UDC test

Cieślik W., Pielecha J., Szałek A.

Combustion Engines

|

2015

|

R. 54, nr 1

11--25

EN

An increased interest in hybrid drive systems allowing reduction of fuel consumption and emissions of harmful substances into the atmosphere, as well as their partial use as zero–emission vehicles promotes the development of these types of drive systems. The market analysis indicates an increased sale of hybrid drives in vehicles, and this means that actions taken towards of reduction of fuel consumption are still valid. The aim of this article is to indicate the indexes of performance of combustion engines in hybrid vehicles during a part of the type-approval driving test. The article analyses Toyota hybrid vehicles with particular attention paid to the parameters of the hybrid drive system and the influence of the charge level of battery on the share of the combustion engine operation in the total time of the vehicle operation. The analysis was carried out for vehicles equipped with the Toyota Hybrid Synergy Drive system working with different types of high voltage battery.

PL

Zwiększone zainteresowanie układami napędu hybrydowego, które pozwalają na zmniejszenie zużycia paliwa, emisji składników szkodliwych do atmosfery, a także częściowe ich wykorzystanie jako pojazdów zeroemisyjnych skłania do rozwoju tych jednostek. Analizy rynkowe wykazują zwiększenie sprzedaży tych układów napędowych w pojazdach, co oznacza aktualność działań podejmowanych w celu zmniejszenia zużycia paliwa. Założeniem artykułu jest wykazanie użytkowych wskaźników pracy silnika spalinowego w pojazdach hybrydowych podczas części homologacyjnego testu jezdnego. Dokonano analizy pojazdów hybrydowych firmy Toyota ze szczególnym uwzględnieniem parametrów układu napędu hybrydowego oraz wpływu stopnia naładowania akumulatorów na udział silnika spalinowego w ogólnym czasie pracy pojazdu. Analizy przeprowadzono dla pojazdów wyposażonych w system napędowy Toyota Hybrid Synergy Drive współpracujący z różnymi rodzajami akumulatorów wysokonapięciowych.