Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Fast heat release analysis for spark ignition engine

Mendera K. Z., Smereka M.

Journal of KONES

|

2009

|

Vol. 16, No. 4

323-332

EN

The development of the automotive engine is increasingly challenged by emission legislation and by the end-users' fuel economy demands. it requires new technologies as well as new ways to optimise and analyse engine processes. The best possible knowledge needed for the modeling and controlling an internal combustion engine may be received as a result of the thermodynamic analysis. such an analysis requires acquisition of the data on the in-cylinder pressure and volume, Thermodynamic properties (chemical composition), heat transfer and gas flows (crevice flows, blow-by effect) and therefore is sophisticated and labour-consuming. that is why it would be desirable to use comparable (in the fmal effect and precision) methods of heat release analysis, which would be faster and less demanding. a burn rate analysis applied to calculate mass fraction burned (MFB) is one of the solutions. This paper presents the results of the comparative analysis ofvarious heat release algorithms and recommends fast mfb method that is comparable with the sophisticated thermodynamic analysis — it offers the accuracy of the estimation of 50% mass fraction burn duration not worse than 0.5 crank angle degree.

PL

Rozwój układów napędowych pojazdów w coraz większym stopniu uwarunkowany jest wymaganiami ochrony środowiska i minimalizacji zużycia paliwa. wymaga to nowych technologii w dziedzinie sterowania tłokowym silnikiem spalinowym. Dokładny obraz zjawisk zachodzących w komorze spalania otrzymać można w wyniku analizy termodynamicznej, która wymaga obok znajomości ciśnienia, będącego efektem procesu spalania i zmian objętości przestrzeni roboczej, także wiedzy o zmianach właściwości termofizycznych czynnika (zmiana składu chemicznego), wymiany ciepła oraz przepływów masy czynnika (efekt szczelinowy i przedmuchy), co czyni taką analizę skomplikowaną i pracochłonną. Pożądane byłoby więc opracowanie metody o porównywalnej dokładności, ale znacząco szybszej, nie wymagającej znajomości tak dużej liczby parametrów wejściowych. W opracowaniu tym skupiono się na porównaniu wyników uzyskiwanych poprzez zastosowanie różnych algorytmów i zaproponowano metodę, która w oparciu o minimalną liczbę danych, zapewnia zgodność położenia 50% ciepła wydzielonego z wynikami analizy termodynamicznej na poziomie nie gorszym niż plus minus 0,5° OWK.

2

Optimization of heat release rate equation for spark ignition engine

Mendera K. Z., Smereka M.

Journal of KONES

|

2008

|

Vol. 15, No. 3

335-346

PL

Ciśnienie w cylindrze jest efektem procesu spalania, zmian objętości komory spalania (ruch tłoka), zmian chemicznej kompozycji czynnika (właściwości termodynamiczne), wymiany ciepła oraz przepływów masy czynnika (efekt szczelinowy i przedmuchy). Do analizy termodynamicznej niezbędna jest znajomość ciśnienia w komorze spalania oraz ilościowy wpływ wszystkich wymienionych czynników. Ciśnienie w cylindrze stanowi cenną informację o procesie spalania i należy się spodziewać, że użycie czujników ciśnienia w silnikach seryjnych byłoby interesujące pod względem możliwości sterowania silnikiem. Obecne prace, dla silników z zapłonem iskrowym, rozwijają się w kierunku stosowania analizy wydzielania ciepła na podstawie danych ciśnienia z komory spalania. Analiza udziału części spalonej (MFB) może być używana do określania właściwości termodynamicznych czynnika w cylindrze dla przejścia od ładunku niespalonego do spalonego. Artykuł prezentuje model wydzielania ciepła, oparty na I Zasadzie Termodynamiki, dla silnika z zapłonem iskrowym, bazujący na ciśnieniu w cylindrze, z wykorzystaniem zmiennych właściwości czynnika roboczego. Oceniono wpływ poszczególnych członów równania na otrzymywaną całkowitą ilość ciepła wydzielonego.

EN

Cylinder pressure built by combustion process is affected by the changes in the volume of combustion chamber (due to piston travel) and chemical composition (and hence thermodynamic properties), heat transfer and gas flows. To examine (and further to develop the combustion process), it is necessary to relate each term to measured in-cylinder pressure changes and then combine them to quantify the combustion effects. The cylinder pressure can give valuable information about the combustion process and it is expected that it will also be interesting to use pressure sensor in production engine. The present work develops and applies heat release rate (HRR) analysis for SI engine pressure data. Mass fraction burned (MFB) is used to interpolate the in-cylinder gas properties for the burned and unburned charge. This paper presents heat release model, based on in-cylinder pressure data from spark ignition engine, which uses instantaneous properties of working fluid to calculate cumulative heat release characteristics. Heat release rate equation, based on First Law of Thermodynamic was applied to a control volume and its fundamental parts were discussed and their influence evaluated separately. Based on this sensitivity analysis, the optimal formulation of HRR equation for SI engine was proposed and tested

3

Circular object detection using a modified Hough transform

Smereka M., Dulęba I.

International Journal of Applied Mathematics and Computer Science

|

2008

|

Vol. 18, no 1

85-91

EN

A practical modification of the Hough transform is proposed that improves the detection of low-contrast circular objects. The original circular Hough transform and its numerous modifications are discussed and compared in order to improve both the efficiency and computational complexity of the algorithm. Medical images are selected to verify the algorithm. In particular, the algorithm is applied to localize cell nuclei of cytological smears visualized using a phase contrast microscope.

4

On the influence of fuel type on optimal location of 50% mass fraction burned

Mendera K. Z., Smereka M.

Journal of KONES

|

2006

|

Vol. 13, No. 4

333-342

EN

Mass fraction burned curves for the test engine powered with gasoline or LPG were determined in the presented study. The optimal location of 50% mass fraction burned was evaluated on the basis of the obtained profiles. Maximal value of indicated mean effective pressure calculated for each consecutive engine work cycle was chosen as the decision feature. The mass fraction burned was calculated with the use of Rassweiler and Withrow procedure, algorithm worked out by McCuiston, Lavoie and Kauffman as well as pV product method. The presented results are elaborated for two fuels, various of air excess ratios, spark timing and engine loads. Mass fraction burned curves calculated with the R-W, pV and pV method for LPG (various air excess ratios), mass fraction burned curves calculated with the R-W, pV and pV method for LPG (various spark timings), optimal location of 50% MFB calculated with the pV method for the engine powered with gasoline (spark timing 17° before TDC, various air excess ratios), optimal location of 50% MFB calculated with the pV method for the engine powered with gasoline (spark timing 17° before TDC, various air excess ratios) are presented in the paper.

PL

W pracy wyznaczono przebiegi udziału masowego ładunku spalonego dla silnika badawczego zasilanego przemiennie: benzyną lub gazem propan-butan. Otrzymane przebiegi posłużyły do określenia położenia odpowiadającemu zużyciu połowy ładunku (50% udziału ładunku spalonego). Jako kryterium oceny optymalnego położenia przyjęto maksymalizację wartości średniego ciśnienia markowanego obliczanego dla każdego kolejnego cyklu pracy silnika. Udziały części spalonej określano stosując procedurę Rassweilera i Withrowa, algorytm opracowany przez McCuistona, Lavoie'a i Kauffmana oraz własną metodę iloczynu pV. Prezentowane wyniki uwzględniają wpływ współczynnika nadmiaru powietrza, kąta wyprzedzenia zapłonu oraz obciążenia silnika. Wyznaczanie udziału spalonego ładunku, udziały części spalonej liczone metodą dla silnika zasilanego LPG i różnych składów mieszanki, Udziały części spalonej liczone metodą R-W, pV i pV* (LPG, różne kąty wyprzedzenia zapłonu), optymalne położenie 50% MFB liczonego metodą pV dla silnika zasilanego benzyną i różnych składów mieszanki (kąt wyprzedzenia zapłonu 17°przed GMP), optymalne położenie 50% MFB liczonego metodą pV* dla silnika zasilanego benzyną i różnych składów mieszanki (kąt wyprzedzenia zapłonu 17 °przed GMP) są prezentowane w pracy.

5

Influence of burn profile on the precision of 1-d engine cycle simulation

Mendera K. Z., Smereka M.

Journal of KONES

|

2006

|

Vol. 13, No. 2

305-314

EN

Mass fraction burned and cumulative heat (gross and net) release curves, presenting the integrated heat release, are thought to be the approximations of the heat added to the working medium during engine cycle throughout the combustion process. Three procedures of burn profile determination are described and their specific assumptions are pointed out. These methods were applied to the cylinder pressure traces and suitable burn profiles were computed. The curves of cumulative heat release (R-W, gross and net) versus crank angle, normalized to unity, were entered to 1D Ricardo WAVE code as the user-defined cumulative burn rate profiles. The simulation results were compared and critically evaluated. Pressure traces of consecutive engine cycles and their indicate, indicated mean effective pressures are presented. Burn profiles of consecutive engine cycles, burn profiles adopted for simulation, comparison of measured and computed pressure and temperature traces, P-V diagrams of measured and simulated engine cycles exemplify results of research work.

6

Mass fraction burned analysis

Mendera K. Z., Spyra A., Smereka M.

Journal of KONES

|

2002

|

Vol. 9, No. 3-4

193-201

EN

Common algorithms for mass fraction burned computations are presented and compared. Some potential problems of these calculations are also discussed. The comparison shows that the evaluation of polytropic indices, necessary for current procedure may lead to some ambiguity in MFB determination.

7

Mass fraction burned algorithm based on the pV product

Mendera K. Z., Spyra A., Smereka M.

Journal of KONES

|

2002

|

Vol. 9, No. 3-4

185-192

EN

A novel simplified algorithm of mass fraction burned (MFB) calculations, based directly on firing engine cylinder pressure was proposed and compared with other MFB algorithms.