Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Evaluation of a pressure sensing glow plug in terms of its application possibility to control the combustion process of a hydrogen-powered spark-ignition engine

Noga Marcin, Moskal Tomasz

Combustion Engines

|

2024

|

R. 63, nr 1

140--145

EN

The article contains the results of an analysis of the suitability of a pressure sensing glow plug for use in a hydrogen engine control system. Due to the properties of hydrogen, the process of its combustion in spark-ignition engines is significantly different from the classic fuels. It is planned to use the pressure sensor signal to control the combustion process to obtain high power and efficiency, with the lowest possible emission of nitrogen oxides, which is the main harmful component of hydrogen engines. After an initial assessment of suitability, it was decided to use a pressure sensing glow plug. This choice is dictated by the low price, good availability and high durability of these sensors. The preliminary tests were carried out using a low-power single-cylinder SI engine coupled with a 48 V generator. The tests were carried out for several values of engine speed and load of the generator and for classic gasoline with a research octane number (RON) of 95. To obtain an increased pressure rise rate in the cylinder, as for hydrogen fueling, the engine operation was also tested with unmodified light gasoline used as solvent, which is characterized by a significantly lower RON value. The use of a reference pressure sensor in the cylinder made it possible to determine the behavior of the PSG in various operating conditions. The tests revealed that the differences in the pressure waveforms registered with both sensors can be systematized depending on the engine speed and its load.

2

The effect of fuel oxygen content on ignition delay and combustion of a turbocharged CRDI diesel engine

Labeckas G., Slavinskas S., Pauliukas A.

Journal of Machine Construction and Maintenance - Problemy Eksploatacji

|

2018

|

no. 1

119--126

EN

The article presents the effects caused by the variation of fuel-oxygen mass content and widely differing chemical and physical properties of a fossil diesel (DF) and hydrotreated renewable diesel (HRD) fuel blends involving ethanol (E) or biodiesel (B) on ignition delay, combustion phenomenon, heat release characteristics, and maximum in-cylinder pressure of a turbocharged CRDI diesel engine. The diesel-HRD fuel blends (12 in total) involving anhydrous (200 proof) ethanol OE0-OE5 or rapeseed biodiesel OB0-OB5 in such proportions by mass to assure a wide range of the variation of fuel-bound oxygen mass fraction 0-4.52 wt% (CN = 55.5) were tested for relative air-fuel ratios, λ = 1.30, 1.25 and 1.20, at the respective speeds of 1500, 2000, and 2500 rpm. Analysis of changes in the ignition delay, combustion history, and the peak in-cylinder pressure produced by using purposely designed fuel blends was performed on comparative bases with the corresponding values measured with ‘base-line’ blends OE0 or OB0 to reveal the potential developing trends. It was found that the reasonably higher fuel oxygen content improved combustion, boosted heat release rates, and shortened burn angle MBF 90, when running mainly at the high engine speed of 2500 rpm. Experiments revealed that fuel-oxygen mass content should be neither too high nor too low, but just enough to assure complete combustion and a low coefficient of the cyclic variation (COV) of operational parameters.

PL

Artykuł przedstawia wpływ zmian proporcji masowych paliwo-tlen oraz znacznie różniących się właściwościami chemicznymi i fizycznymi oleju napędowego (DF) oraz hydrorafinowanych mieszanek oleju napędowego (HRD) oraz etanolu (E) i biodiesla (B), na opóźnienie samozapłonu, zjawisko spalania, charakterystykę oddawania ciepła oraz maksymalne ciśnienie w cylindrze turbodoładowanego silnika o ZS typu CRDI. Przebadano mieszanki paliwowe: olej napędowy - HRD (łącznie 12), w tym bezwodny etanol OE0-OE5 (próba 200) oraz biodiesel OB0-OB5 na bazie rzepaku w takich proporcjach masowych, aby zapewnić szeroki zakres zmian zawartości masowej tlenu związanego w paliwie w zakresie 0-4,52% (CN = 55,5), dla względnego współczynnika nadmiaru powietrza λ = 1,30, 1,25, 1,20 przy prędkościach obrotowych 1500, 2000 oraz 2500 obr./min. Przeprowadzono analizę porównawczą opóźnienia samozapłonu, sprawności spalania oraz szczytowego ciśnienia wytworzonego wewnątrz cylindra, przy zasilaniu celowo opracowanymi mieszankami paliwowymi, w odniesieniu do odpowiednich wartości zmierzonych dla mieszanek „bazowych” OE0 i OB0, aby wykryć potencjalny trend zmian. Stwierdzono, że odpowiednio wyższa zawartość tlenu w paliwie poprawiła spalanie, podniosła sprawność cieplną oraz zmniejszyła kąt spalania MBF 90, głównie przy pracy na wysokich obrotach 2500 obr/min. Eksperymenty pokazały, że proporcja masowa paliwo-tlen nie powinna być ani zbyt niska, ani zbyt wysoka, ale wystarczająca, by zapewnić całkowite spalanie oraz niski współczynnik zmian cyklicznych (COV) parametrów eksploatacyjnych.

3

Impact of EGR control at in-cylinder pressure and ecological properties of CI off-road vehicle engine

Bieniek A., Mamala J., Graba M., Hennek K.

Combustion Engines

|

2017

|

R. 56, nr 3

88--95

EN

An attempt has been made to clarify the effect of wide-ranging control of the exhaust gas recirculation system on the cylinder pressure and ecological engine performance. This publication contains the results of tests performed on the CI (compression ignition) engine of the off-road vehicle mounted on the test bench. The study was based on advanced EGR control with a proportional valve and a very efficient exhaust gases cooling system. Analysis of the test results is based on the cylinder pressure and the concentration of NOx and PM components at exhaust gases. The study included the influence of the exhaust gas recirculation system control on parameters such as differential pressure, MBF, and relative NOx and PM emissions. As demonstrated by the analysis conducted, the EGR valve control method and the exhaust gas cooling intensity significantly affect the cylinder pressure and its ecological performance.

4

The heat transfer coefficient calculations of internal combustion engine fuelled with natural gas

Przybyła G., Postrzednik S., Żmudka Z.

Zeszyty Naukowe Politechniki Rzeszowskiej. Mechanika

|

2015

|

z. 87 [291], nr 1

71--80

EN

In this paper the calculations of heat transfer coefficient in the combustion chamber of the internal combustion engine fuelled with natural gas is presented. The mean value of heat transfer coefficient has been calculated using Woschni and Nusselt equation and compared with results obtained using algorithm based on experimental data. The proposed algorithm can be helpful to determine the average values of heat transfer coefficient from working medium to the combustion chamber walls (crown of a cylinder head, cylinder walls and piston head) during combustion process. The calculation method includes modified one zone heat release model in combustion chamber of SI engine. Proposed method is based on the energy balance equation closed by the coefficient which expresses the heat losses to the walls of the combustion chamber.

PL

W pracy przedstawiono obliczenia współczynnika przenikania ciepła w komorze spalania silnika wewnętrznego spalania zasilanego gazem ziemnym. Średnią wartość współczynnika przenikania ciepła obliczono za pomocą równania Woschni oraz Nusselta i porównano z wynikami uzyskanymi za pomocą algorytmu opartego na danych eksperymentalnych. Zaproponowany algorytm może być pomocny do określenia średnich wartości współczynnika przenikania ciepła z czynnika roboczego do ścian komory spalania (głowicy cylindra, ściany cylindrów i głowicy tłoka) podczas procesu spalania. Metoda obliczeniowa obejmuje zmodyfikowany model wydzielania ciepła w komorze spalania silnika ZI. Proponowany sposób opiera się na równaniu bilansu energetycznego zamkniętym przez współczynnik, który wyraża straty ciepła do ścianek komory spalania.

5

Parametry pracy układu recyrkulacji spalin a przebieg ciśnienia w cylindrze i stężenie NOx oraz PM w spalinach silnika pojazdu pozadrogowego o zapłonie samoczynnym

Bieniak A

Logistyka

|

2014

|

nr 6

1949-1960

PL

Spośród wielu metod redukcji emisji substancji szkodliwych bardzo często wykorzystuje się recyrkulację spalin jako metodę pierwotnego ograniczenia emisji. Opracowanie koncentruje się na wskazaniu wpływu parametrów pracy układu recyrkulacji spalin na przebieg ciśnienia w cylindrze oraz stężenia w spalinach głównie tlenków azotu NOx oraz cząstek stałych PM silnika o zapłonie samoczynnym do zastosowań pozadrogowych. Publikacja przedstawia wpływ zarówno sterowaniem stopniem otwarcia zaworu EGR jak i zmiany wydajności chłodzenia spalin na przebieg ciśnienia w cylindrze oraz stężenie NOx i PM w oparciu o badania przeprowadzone na stanowisku badawczym z wykorzystaniem zintegrowanego czujnika NOx/O2 oraz czujnika ciśnienia w cylindrze. W artykule zaproponowano sterowanie stopniem otwarcia zaworu oparte o ocenę wskaźnika emisji względnej uwzględniającego za pomocą współczynnika wagowego stopień zaawansowania i możliwości redukcji substancji szkodliwych z wykorzystaniem pozasilnikowych metod ograniczenia emisji takich jak układy SCR, filtry cząstek stałych czy inne rozwiązania.

EN

From among methods of harmful emission reduction a exhaust gas recirculation is choose very often as a primary method to emission limitation. The study concentrate at showing an influence of exhaust gas recirculation system operating parameters at in-cylinder course and exhaust gas concentration of mainly NOx and PM at compression ignition off-highway vehicle engine. The paper presents so influence of exhaust gas recirculation valve opening rate, as cooling capacity change of exhaust gases cooling system at in-cylinder pressure and also exhaust gases concentration of NOx and PM. Research results was obtained at test bench equipped with integrated NOx/O2 sensor and in-cylinder pressure sensor. This paper propose a control of exhaust gas recirculation valve opening rate in regard to relative emission index value estimation which take into the consideration applied after treatment emission reduction methods and their effectiveness to reduction of harmful emission.

6

Implementacja sygnałów czujnika ciśnienia w cylindrze silnika wysokoprężnego do pokładowego systemu diagnostyczno-sterującego

Bieniak A

Logistyka

|

2014

|

nr 6

1935-1948

PL

Nowoczesny silnik posiada dużą liczbę podsystemów, które podlegają sterowaniu. Coraz bardziej istotne oprócz własności dynamicznych i ekonomicznych (zużycie paliwa) stają się własności ekologiczne oraz poprawa możliwości systemów diagnostyki pokładowej. Z tego względu w opracowaniu zaproponowano wykorzystanie sygnału czujnika ciśnienia w cylindrze do sterowania oraz pokładowego systemu diagnostycznego. W celu zmniejszenia liczby danych, które należy przygotować, zaproponowano ograniczenie ich zapisu do wybranych najważniejszych dla pracy silnika zakresów kąta obrotu wału korbowego. W publikacji zawarto informacje dotyczące podstawowych etapów cyfrowego przetwarzania sygnału z czujnika ciśnienia w cylindrze takie jak: konwersja sygnału na wartości fizyczne, kompensacja dryftu czujnika, wybrane metody filtracji uzyskanego sygnału, czy w końcu analizę przebiegu ciśnienia w cylindrze. W opracowaniu przedstawiono przykładowe przebiegi ciśnienia w cylindrze z uwzględnieniem opisanych etapów cyfrowego przetwarzania sygnału.

EN

The state- of-the-art engine is equipped with high number of systems which are controlled. From year to year more important features are not only dynamical and economical indexes but also ecological too. At this reason in this paper implementation of in-cylinder pressure sensor signal to control and diagnostic systems is proposed. To reduce of data during selection data to crankshaft angle range corresponded with important for engine operation field. The publication included information about basic phases of digital signal processing of in-cylinder pressure signal such as: signal conversion to physical values, sensor drift compensation, chosen signal filtration methods up to the analysis of in-cylinder pressure course. In this paper chosen courses of in-cylinder pressure are presented with taking into consideration digital signal processing phases.

7

The lean mixture combustion of simulated producer gas in SI engine

Przybyła G., Szlęk A., Ziółkowski Ł.

Journal of KONES

|

2013

|

Vol. 20, No. 3

331--338

EN

In this paper the experimental results of spark ignited (SI) engine fuelled with lean mixture of simulated producer gas compared with chosen gaseous fuels are presented. The SI engine test fuelled with simulated producer gas, natural gas and simulated biogas with variable value of excess air ratio has been done. The experiments were carried out on the petrol engine with a low engine displacement. Typical SI engine was selected in order to evaluate the potential application of gaseous fuel (i.e. producer gas, natural gas or biogas). These types of engines are available on a wide scale and commonly used in automotive sector because of the low purchase price and operating costs. It is expected that after minor modifications, the engine can easily operate in micro CHP system. The main goal of this work is to determine the performance of the engine and its impact on the environment during the combustion of the lean producer gas mixtures. The study shows the impact of both the excess air ratio and the type of fuel used for engine performance and emission index. Combustion of lean mixtures of producer gas leads to an increase of carbon monoxide in the exhaust. Increasing the value of excess air ratio affects the growth of indicated efficiency of the engine

8

The heat transfer coefficient calculation in the ice cylinder based on in-cylinder pressure data

Przybyła G., Postrzednik S., Żmudka Z.

Journal of KONES

|

2013

|

Vol. 20, No. 4

382--388

EN

In this paper the calculations algorithm of heat-transfer coefficient in the combustion chamber of the internal combustion engine is presented. Developed algorithm is based on the in cylinder pressure data. The proposed algorithm can be helpful to determine the average values of heat-transfer coefficient from working medium to the combustion chamber walls (crown of a cylinder head, cylinder walls and piston head) during combustion process. The calculation method includes modified one zone heat release model in combustion chamber of SI engine. Proposed method consists in closing the energy balance equation by the coefficient which expresses the heat losses to the walls of the combustion chamber. The average value of the heat losses during combustion process is calculated by two steps. Firstly, the integration of the energy balance equation (without specifying the heat losses) leads to designation of the so-called net value of heat released in cylinder. In the next step the amount of the total energy supplied to the cylinder is determined taking into account the chemical energy of the supplied fuel. The difference between the supplied value of chemical energy and heat released net value allows to determine the heat losses average value. In last stage, the heat flow equation leads to calculate the mean value of heat transfer coefficient during combustion process.

9

Niepowtarzalność cykli pracy silnika spalinowego przy jego wysokiej prędkości obrotowej oraz różnym obciążeniu

Przybyła G., Postrzednik S.

Czasopismo Techniczne. Mechanika

|

2008

|

R. 105, z. 7-M

151-159

PL

W artykule zaprezentowano wyniki badań indykacyjnych silnika spalinowego z zapłonem iskrowym pracującego przy wysokiej prędkości obrotowej. Szczegółowej analizie poddano wykresy indykatorowe w kolejnych następujących po sobie cyklach pracy. Całość wyników poddano niezbędnej obróbce statystycznej; wyznaczone zostały funkcje gęstości oraz funkcje rozkładu ciśnienia maksymalnego w cylindrze silnika. Ponadto na podstawie zebranych danych pomiarowych wyznaczono wskaźnik niepowtarzalności maksymalnego ciśnienia indykowanego. Zaprezentowane wyniki stanowią rezultaty trzeciego etapu badań w odniesieniu do pracy.

EN

In this paper results concerning indication researches of combustion engine with spark ignition have been presented. The indicator functions of following cycles were analyzed. Obtained results were used to determination define the influence of the engine parameters on the maximum pressure in collected pressure functions. All results were analyzed statistically. The function of density and distribution of maximal pressure in cylinder of engine were determined. Besides an index of maximum indication pressure unrepeatability was determined on the basis of measurement data.

10

The influence of load parameters on unrepeatability of working cycles at low SI engine speed

Przybyła G., Postrzednik S.

Journal of KONES

|

2007

|

Vol. 14, No. 4

365-372

EN

During investigation concerning internal processes taking place in internal combustion engine, the basic measurement is in-cylinder pressure signal. Obtained results were used as input data for calculating basic parameters of working cycle (e. g. function of fuel combustion, function of reach of torque, the temperature function during combustion). The main problem during the interpretation of obtained results, are minor differences between the functions of pressures existing in following working cycles of the engine. The parameters of following working cycle (e.g. stability of working point, engine speed r0 , torque Mo,e) depend on processes taking place in combustion chamber and stability of set point values. The one of the most important parameter deciding about differences between following working cycles are the loss of the air-fuel mixture. Mentioned processes cause problems with proper creating of reference cycle. In this paper results concerning indication researches of combustion engine with spark ignition have been presented. The indicator functions of following cycles were analyzed. Obtained results were used to determination define the influence of the engine parameters on the maximum pressure in collected pressure functions. Over 200 following working cycles were analyzed. The low engine speed (r0 =1000 rpm) was constant. The torque was changed from idle run up to maximum value. All results were analyzed statistically. The function of density and distribution of maximal pressure in cylinder of engine were determined. Besides an index of maximum indication pressure unrepeatability was determined on the basis of measurement data.

PL

W badaniach procesów wewnętrznych (metoda indykacji) zachodzących w silnikach spalinowych, podstawowym sygnałem mierzonym jest chwilowa wartość ciśnienia w cylindrze silnika. Zasadniczy problem podczas interpretacji uzyskanych wyników stanowią znaczne różnice przebiegów ciśnień, w następujących po sobie cyklach pracy silnika spalinowego (głównie w silniku ZI). Niepowtarzalność cykli powoduje istotne trudności z wyznaczaniem tzw. obiegu reprezentatywnego. W artykule zaprezentowano wyniki badań indykacyjnych silnika spalinowego z zapłonem iskrowym, pracującego przy niskiej prędkości obrotowej. Szczegółowej analizie poddano wykresy indykatorowe w kolejnych następujących po sobie cyklach pracy. Uzyskane wyniki pomiarowe zostały wykorzystane do określenia wpływu parametrów obciążenia silnika spalinowego (Mo, r0), na wartość ciśnienia maksymalnego w zebranych wykresach indykatorowych. Analizie poddano 240 następujących po sobie, cykli roboczych w wybranych punktach pracy silnika. Wykorzystano wskaźnik niepowtarzalności cykli, oparty o wartość ciśnienia maksymalnego w danym cyklu, przy uwzględnieniu także jego wartości średniej. Całość wyników poddano niezbędnej obróbce statystycznej; wyznaczone zostały funkcje gęstości oraz funkcje rozkładu ciśnienia maksymalnego w cylindrze silnika. Ponadto na podstawie zebranych danych pomiarowych wyznaczono wskaźnik niepowtarzalności maksymalnego ciśnienia indykowanego. Zaprezentowane wyniki stanowią rezultaty drugiego etapu badań w odniesieniu do pracy [6].