Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Detekcja spalania stukowego w silnikach benzynowych oparta na metodzie HVD

Fiołka Jerzy

Przegląd Elektrotechniczny

|

2021

|

R. 97, nr 3

150--156

PL

W artykule zaprezentowano koncepcję detekcji spalania stukowego w silnikach benzynowych opartą na metodzie HVD (ang. Hilbert Vibration Decomposition). Jak pokazano, oparta na HVD dekompozycja sygnału ciśnienia w komorze spalania na poszczególne składowe częstotliwościowe pozwala na wnikliwą obserwację tego zjawiska, jak również na wyznaczenie wartości parametru, określającego intensywność spalania stukowego.

EN

The article presents the concept of using the Hilbert Vibration Decomposition (HVD) method for the detection of knocking combustion in gasoline engines. It has been shown that the HVD-based decomposition of the pressure signal in the combustion chamber into a set of frequency components allows for a precise characterization of this phenomenon, as well as for the determination of the knock intensity metric.

2

Low Speed Pre Ignition : the problem of modern engines

Olszowiec Paweł, Luft Mirosław

Autobusy : technika, eksploatacja, systemy transportowe

|

2019

|

R. 20, nr 12

179--182

EN

The article deals with the issue of knocking occurring in modern turbocharged internal combustion engines at low rotational speeds. The material describes the genesis of the phenomenon, its main causes and research results to prevent the above phenomenon.

PL

Artykuł porusza zagadnienie spalania stukowego występującego w nowoczesnych turbodoładowanych silnikach spalinowych przy niskich prędkościach obrotowych. W materiale opisano genezę zjawiska, jego główne przyczyny oraz wyniki badań pozwalające zapobiegać powyższemu zjawisku.

3

Hydroxyl radicals as an indicator of knocking combustion in the dual-fuel compression-ignition engine

Lasocki J., Orliński P., Wojs M. K., Owczuk M., Matuszewska A.

Combustion Engines

|

2017

|

R. 56, nr 1

178--185

EN

The occurrence of knocking combustion is one of the basic problems of dual-fuel compression-ignition engines supplied with diesel oil and gaseous fuel. In order to detect this phenomenon and evaluate its intensity, several methods are commonly used, including the analysis of pressure of working medium in the combustion chamber of the engine or vibrations of certain engine components. This paper discusses the concept of using mass fraction of hydroxyl radicals as the indicator of the occurrence of knocking combustion. Current knowledge on the conditions of hydroxyl radical formation in the engine combustion chamber has been systematized and the results of research on this subject have been presented. Theoretical considerations are illustrated by exemplary results of simulation studies of the combustion process in a dual-fuel compression-ignition engine supplied with diesel oil and methane. The conclusions drawn may be useful for the development of dual-fuel engine control systems.

4

Engine knock detection and evaluation: a review

Lasocki J.

Zeszyty Naukowe Instytutu Pojazdów / Politechnika Warszawska

|

2016

|

z. 5/109

41--50

EN

The paper aims at providing a concise revision of current knowledge of engine knock phenomenon based on previously published works. Theories behind the origin of knock are discussed. Differences between knocking combustion in spark-ignition and hard work of compression-ignition engines are explained. An overview of direct and indirect methods of knock occurrence detection is given. The most commonly used indices for the evaluation of knock intensity are presented.

PL

Artykuł ma na celu zwięzłe podsumowanie obecnego stanu wiedzy w zakresie zjawiska spalania stukowego na podstawie dotychczas opublikowanych prac. Omówiono teorie dotyczące powstawania spalania stukowego. Nakreślono różnice między spalaniem stukowym w silnikach o zapłonie iskrowym i twardą pracą silników o zapłonie samoczynnym. Scharakteryzowano bezpośrednie i pośrednie metody wykrywania spalania stukowego, a także przedstawiono najczęściej stosowane wskaźniki do oceny intensywności spalania stukowego.

5

Eksperymentalne badania silnika o zwiększonym stopniu sprężania

Malewicz K., Ligus G., Wasilewski M.

Logistyka

|

2015

|

nr 4

4706--4714, CD2

PL

W artykule opisane zostały zagadnienia poprawy sprawności ogólnej spalinowego silnika z zapłonem iskrowym. Autorzy przedstawili możliwości wpływu na parametry pracy silnika przez zwiększenie jego stopnia sprężania. Główna część artykułu dotyczy koncepcji zapobiegania spalaniu stukowemu w silniku o zwiększonym stopniu sprężania. Zaproponowano przeciwdziałanie spalaniu stukowemu poprzez dawkowanie paliwa o podwyższonej liczbie oktanowej. W artykule zaprezentowano również ideę pomiarów, stanowisko pomiarowe niezbędne do przeprowadzania badań eksperymentalnych oraz uzyskane wyniki i rezultaty.

EN

In the article issues to improve the efficiency of the internal combustion spark ignition engine were described. Authors the possibility of influence the engine parameters by increasing the compression ratio were presented. In the main part of the article the concept of knock combustion prevention in engine with a higher compression ratio was referred. Knock combustion counteraction through increased octane number fuel supply was proposed. In the article idea of the measurement with necessary to experimental tests measuring station and the results and outcomes were presented.

6

The analysis of a combustion engine knock control system

Gutten M., Jurcik J., Cichy A., Roj J.

Pomiary Automatyka Kontrola

|

2014

|

R. 60, nr 10

832--835

EN

This paper deals with the phenomenon of undesirable detonation combustion in internal combustion engines. A control unit of the engine monitors the detonations using piezoelectric knock sensors. The detonations can be objectively measured by these sensors just outside a car. If the amplitude of the sensor output voltage is too small, it may happen that the knock combustion is not detected. The construction of a simple device for the detection of this disorder is presented and described in the paper.

PL

Artykuł dotyczy zjawiska spalania stukowego w silnikach spalinowych. Opisano wspomniane zjawisko, przedstawiono prosty tester czujników spalania stukowego, jego model symulacyjny oraz opis matematyczny napięcia wyjściowego czujnika. Zjawisko spalania stukowego miejsce w sytuacji, gdy dochodzi do niewłaściwego, nierównomiernego i wybuchowego spalania paliwa w silniku tłokowym o zapłonie iskrowym. Zjawisko spalania stukowego jest bardzo niekorzystne, ponieważ powoduje znaczne obciążenie cieplne oraz mechaniczne elementów silnika. Aby zapobiegać temu zjawisku stosuje się odpowiednie paliwa o wysokiej liczbie oktanowej oraz układy sterowania pracą silnika redukujące możliwość spalania detonacyjnego. Ważnym elementem takiego układu jest piezoelektryczny czujnik spalania stukowego. Piezoelektryczne czujniki spalania stukowego są czujnikami generującymi napięcie na skutek uderzenia spowodowanego spalaniem stukowym. W trakcie spalania stukowego dochodzi do nagłego wzrostu ciśnienia na skutek pojawienia się fali dźwiękowej (rys. 1), co jest wykrywane przez czujnik. Czujniki spalania stukowego dostarczają informacji komputerom sterującym pracą układu zapłonowego. Układy te minimalizują spalanie stukowe poprzez sterowanie kątem zapłonu. Sterowanie to realizowane jest zwykle poprzez odpowiednie mapowanie tego kąta. Stosuje się procedury adaptacyjnego doboru kąta zapłonu, zgodnie z rys.3. Spalanie stukowe może być zredukowane poprzez właściwy dobór i przesunięcie kąta zapłonu. Przedstawiono konstrukcję prostego układu do testowania takich czujników, złożonego z rury i odpowiedniego ciężarka (kulki). Przebieg napięcia wyjściowego piezoelektrycznego czujnika spalania stukowego (rys. 8) może być przybliżony funkcja Bessela. Przedstawiono również symulację czujnika w pakiecie COMSOL rys. 9. Efekty symulacji przedstawiono na rys. 10.

7

Zjawisko stuku w tłokowym silniku spalinowym

Różycki A.

Logistyka

|

2014

|

nr 6

9179--9189

PL

W artykule zawarto opis zjawiska stuku w tłokowym silniku spalinowym. W pierwszej kolejności opisano to zjawisko w silniku o ZI, w którym jest ono zdefiniowane jako samozapłon mieszanki homogenicznej w strefie niespalonej. Zjawisko to nazywane jest również spalaniem stukowym. Opis spalania stukowe zilustrowano zdjęciami komory spalania, na których widać ognisko samozapłonu. Zawarte zostały także wykresy indykatorowe charakterystyczne dla cykli pracy silnika ze spalaniem stukowym oraz skutki dużej intensywności występowania tego zjawiska w postaci uszkodzeń tłoków. W drugiej części artykułu zdefiniowano zjawisko stuku w silniku o ZS zasilanym tylko ON i dwupaliwowo. W przypadku silnika zasilanego jednopaliwowo wystąpienie zjawiska stuku zdefiniowano jako efekt dużej szybkości narastania ciśnienia nazywając to zjawisko stukiem dieslowskim. W silniku zasilanym dwupaliwowo, na podstawie własnych badań, wykazano, że przy dużych udziałach energetycznych paliwa alternatywnego może wystąpić zjawisko spalania stukowego typowe dla silnika o ZI. Artykuł zawiera również informacje związane z możliwością wykorzystania zjawiska stuku w algorytmach sterujących praca silnika spalinowego.

EN

The present paper presents description of the knock phenomenon in a piston combustion engine. First, this phenomenon was described in a spark ignition engine, where it is defined as a self-ignition of the homogeneous air-fuel mixture in the unburned zone. This phenomenon is also called as knocking combustion. Description of the knocking combustion is illustrated with pictures taken in the combustion chamber, where the self-ignition centre can be seen. The paper presents indicator diagrams typical for engine operating cycles with a knocking combustion as well as effects of high intensity of occurrence of this phenomenon resulted in piston failures. The second part of the paper defines the knock phenomenon in a compression ignition engine fuelled with diesel oil and in a dual-fuel mode. In the case of a single-fuel operation, the occurrence of knock phenomenon was defined as a result of rapid pressure rise and this phenomenon was called as a diesel knock. In the case of a dual-fuel operation, it was stated, basing on the author's own research, that at high energy shares of the alternative fuel, it may occur knocking combustion typical for a spark ignition engine.

8

Analiza możliwości wykorzystania piezoelektrycznych czujników drgań i platformy Arduino oraz środowiska obliczeniowego Matlab do wykrywania zjawiska spalania stukowego

Aromiński A.

Logistyka

|

2014

|

nr 6

1505-1514

PL

Artykuł przedstawia wstępną koncepcje wykorzystania tanich oraz łatwo dostępnych modułów mikroprocesorowych Arduino oraz pakietu obliczeniowego Matlab do wykrywania zjawiska spalania stukowego. Próby przeprowadzono dla typowego zakresu częstotliwości drgań charakterystycznych dla zjawiska spalania stukowego silników o zapłonie iskrowym stosowanych w samochodach osobowych. Przeprowadzono próby dla dwóch piezoelektrycznych czujników o liniowej charakterystyce. Jednocześnie wskazały one na konieczność zastosowania wzmacniaczy sygnału w docelowym układzie pomiarowym. Przetestowano również rzeczywiste częstotliwości próbkowania modułów mikroprocesorowych komunikujących się bezpośrednio z oprogramowaniem Matlab. Okazały się one znacznie niższe niż możliwości sprzętowe modułów. Zaproponowane zmiany w kodzie źródłowym programu "serwera" modułów pozwoliły na zwiększenie rzeczywistych częstotliwości próbkowania o dwa rzędy wielkości. Otrzymane wyniki pozwalają przypuszczać, że dalsze prace pozwolą na zastosowanie urządzeń oraz oprogramowania również do innych pomiarów wielkości analogowych.

EN

This paper briefly presents a preliminary concept of using cost effective Arduino modules and Matlab software for simplified knock determination in spark ignition engines. Two different "flat response" piezoelectric vibration sensors were tested. Only simple impulse excitation time and frequency domain characteristics were obtained. Low signal amplitudes in desired frequency range indicated the need of using piezoelectric charge amplifiers. Due to insufficient sampling rates (~140 Hz) during first bench tests, mostly related to single sample transmission and relatively slow serial communication between Matlab software and "server" module, source code modifications in server module were needed. Additional tests with sine signal generator and upgraded Matlab script were carried. Introduced modifications resulted in significant improvement in sampling rates which are useful for signals up to 5 [kHz].

9

Limitations of enrichment of gaseous mixture in dual fuel engines

Stelmasiak Z.

Eksploatacja i Niezawodność

|

2014

|

Vol. 16, no. 4

537--544

EN

Exhaust gases from dual fuel engines are nearly smokeless, while maximal engine load is limited by allowable thermal load, not by smoke limit. This encourages users to enrich gas-air mixture, leading to increased output power of the engine, what partially compensates reduction of maximal output power connected with gaseous fuelling. Excessive enrichment of the charge, resulting from concentration of gas in the gas-air mixture and size of Diesel oil’s dose, can lead to a phenomenon of knocking combustion and thermal overloading, and in result – to serious damage of the engine. In the paper is presented a calculation methodology of maximal enrichment of the gaseous mixture, above which a thermal overloading of the engine can occur. On example of a breakdown of three dual fuel engines of Caterpillar 3516A and SW 680 type, effects of thermal overloading, and a hazards connected with excessive enrichment of the gaseous mixture are shown. Conclusions of a general nature can serve as a guide to selection of control systems to dual fuel engines.

PL

Spaliny silników dwupaliwowych są prawie bezdymne, a maksymalne obciążenie silnika jest ograniczone dopuszczalnym obciążeniem cieplnym, a nie granicą dymienia. Skłania to użytkowników do wzbogacania mieszaniny gaz-powietrze prowadzącego do zwiększania mocy silnika, co częściowo kompensuje zmniejszenie mocy maksymalnej związane z gazowym zasilaniem. Nadmierne wzbogacanie ładunku, wynikające ze stężenia gazu w mieszaninie gaz-powietrze i wielkości dawki oleju napędowego, może prowadzić do zjawiska spalania stukowego i przeciążenia cieplnego, a w efekcie do poważnego uszkodzenia silnika. W pracy przedstawiono metodykę obliczania maksymalnego wzbogacania mieszaniny gazowej, powyżej którego mogą występować przeciążenia cieplne silnika. Na przykładzie trzech awarii silników dwupaliwowych Caterpillar 3516A i SW 680 pokazano skutki przeciążenia cieplnego silnika i niebezpieczeństwa związane z nadmiernym wzbogaceniem mieszaniny gazowej. Wnioski ogólne mogą być wskazówką do doboru sterowania silników dwupaliwowych.

10

Zjawisko stuku w silniku spalinowym o zapłonie samoczynnym zasilanym dwupaliwowo

Różycki A.

TTS Technika Transportu Szynowego

|

2013

|

R. 20, nr 10

3453--3463

PL

W artykule przedstawiono zagadnienia związane ze zjawiskiem spalania stukowego w silniku o zapłonie iskrowym. Opis tego zjawiska zilustrowano zdjęciami przedstawiającymi komorę spalania z widocznym ogniskiem samozapłonu oraz odpowiadające temu zjawisku wysokoczęstotliwościowe pulsacje ciśnienia. Opis zjawiska spalania stukowego w silniku o ZI był wykorzystany do identyfikacji źródła wysokoczęstotliwościowych pulsacji ciśnienia występujących w komorze spalania silnika o ZS zasilanego bogatą mieszanką CNG-powietrze i LPG-powietrze. Przedstawiona została analiza amplitudowo-częstotliwościowa pulsacji ciśnienia i drgań głowicy. Na podstawie przeprowadzonej analizy stwierdzono, że do identyfikacji stuku (spalania stukowego i stuku wywołanego dużą szybkością narastania ciśnienia w cylindrze) w silniku o ZS zasilanym dwupaliwowo może być wykorzystywana analiza drgań głowicy.

EN

The paper presents issues related to the phenomenon of knocking combustion in a diesel engine. Description of this phenomenon was illustrated with photographs presenting the combustion chamber with noticeable autoignition point and related high-frequency pressure pulsations. Description of knocking combustion in a spark-ignition engine was applied in the identification of the source of highfrequency pressure pulsations that occur in the combustion chamber of a diesel engine fuelled with reach CNG-air and LPG-air mixtures. Amplitude-frequency analysis of pressure pulsations and cylinder head vibrations was presented. It was stated, on the basis of the carried out study, that the analysis of cylinder head vibrations may be applied in an identification of knock (knocking combustion and knock resulting from a high rate of pressure rise in the cylinder) in a dual-fuel diesel engine.

11

Wykorzystanie transformacji Hilberta-Huanga do detekcji spalania stukowego w silnikach benzynowych

Fiołka J.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2013

|

Vol. 54, nr 10

67-69

PL

Spalanie stukowe, występujące w silnikach o zapłonie iskrowym, związane jest z nieprawidłowym przebiegiem procesu spalania mieszanki paliwowo-powietrznej. Zjawisko to, wywołane samozapłonem części mieszanki, powoduje gwałtowny wzrost ciśnienia i temperatury w komorze spalania. Ponadto, obserwujemy wzrost drgań bloku silnika, a także charakterystyczny dźwięk (tzw. stuk). Częste występowanie zjawiska pogarsza sprawność jednostki napędowej oraz zużycie paliwa, a także może prowadzić do uszkodzenia silnika. W artykule zaprezentowano metodę detekcji spalania stukowego opartą na transformacji Hilberta-Huanga. To stosunkowo nowe narzędzie analizy pozwala na dekompozycję wieloskładnikowego niestacjonarnego sygnału na poszczególne składowe. Analizując w ten sposób sygnał ciśnienia, uzyskujemy precyzyjną informację o przebiegu procesu spalania mieszanki paliwowo-powietrznej.

EN

Knocking combustion in spark ignition engines is associated with abnormal combustion of the air-fuel mixture. This phenomenon, caused by the auto-ignition of the mixture, results in a rapid increase in pressure and temperature in the combustion chamber. Moreover, a characteristic „pinging” sound and vibrations of the engine block are observable. Heavy knocking deteriorates the efficiency of the engine, fuel economy and can lead to the engine damage. The paper presents a knock detection method based on Hilbert-Huang transform. This relatively new tool allows the decomposition of a multicomponent nonstationary signal into individual components. Applying this method to the pressure signal, we are able to obtain a precise informationa about the cobustion process.

12

Detection of knocking combustion in a spark ignition engine using optical signal from the combustion chamber

Piernikarski D., Hunicz J., Komsta H.

Eksploatacja i Niezawodność

|

2013

|

Vol. 15, no. 3

214-220

EN

The aim of the presented research was to investigate spectral properties of the combustion flame with special regard to the detection and estimation of intensity of knocking combustion. Research was made using modified single cylinder test engine with spark ignition (SI) equipped with an optical sensor having direct access to the combustion chamber. Measurements were based on wideband intensity of optical radiation and chemiluminescence phenomena occurring in the combustion flame under the influence of high temperature and pressure. Spectral recordings were done for wavelengths typical for emission of intermediate products, covering the range from 250 nm to 625 nm, including typically investigated radicals like C2, CH, CN, OH. Obtained results confirmed, that occurrence and intensity of knock can be determined on the basis of further signal analysis. Comparison with in parallel recorded indicated pressure have shown that characteristics of emitted spectra is more sensitive to the changing of engine operating conditions.

PL

Celem prezentowanych badań było zbadanie widmowych własności płomienia w komorze spalania ze specjalnym uwzględnieniem możliwości detekcji i oceny intensywnosci spalania stukowego. Badania zostały wykonane na zmodyfikowanym jednocylindrowym silniku o zapłonie iskrowym (ZI), wyposażonym w optyczny czujnik z bezpośrednim dostępem do komory spalania. W pomiarach wykorzystano zjawiska szerokopasmowej emisji optycznej oraz chemiluminescencji towarzyszące spalaniu mieszanki paliwowopowietrznej. Sygnał optyczny poddawano filtracji, wyodrębniając długości fal typowe dla emsji produktów przejściowych, w zakresie od 250 do 625 nm, obejmującym typowe rodniki takie jak C2, CH, CN oraz OH. Uzyskane rezultaty potwierdziły, że pojawienie się i intensywność spalania stukowego mogą zostać ocenione na podstawie dalszej analizy sygnału zarejestrowanego zarówno w szerokim paśmie promieniowania jak i dla widma chemiluminescencji poszczególnych rodników. Porównanie z rejestrowanym równocześnie przebiegiem ciśnienia pokazało, że emitowane widmo jest bardziej wrażliwe na zmiany warunków pracy silnika.

13

Wpływ spalania stukowego na obciążenie układu korbowo-tłokowego z wykorzystaniem oprogramowania MSC ADAMS

Biały M., Wendeker M., Szlachetka M., Magryta P.

Combustion Engines

|

2013

|

R. 52, nr 3

421--427

PL

W artykule przedstawiono wpływ spalania stukowego na obciążenie układu korbowo-tłokowego silnika samochodowego. Spalanie stukowe generuje obciążenie wału korbowego, a tym samym wzrost drgań mechanicznych przenoszonych na korpus silnika. Wzrost amplitudy i częstotliwości drgań może przenosić się na układ napędowy jak i na część pasażerską pojazdu. W oparciu o badania symulacyjne podjęto próbę określenia stopnia wzrostu obciążenia wału korbowego silnika dla procesu spalania z zaburzeniem oraz przy jego braku. W tym celu, w czasie badań hamownianych silnik zasilano oryginalnym paliwem oraz paliwem o wysokiej skłonności do występowania stuku jakim jest wodór gazowy. Rejestrowano przebieg ciśnienia indykowanego w komorze spalania dla pracy normalnej oraz przy występowaniu zjawiska stuku. Wykorzystano je do modelowania sił tłokowych w środowisku CAE, w oprogramowaniu MSC ADAMS, dla modelu bryłowego układu korbowo-tłokowego silnika badawczego. W artykule przeanalizowano wielkość wzrostu obciążenia wału korbowego w przypadku wystąpienia procesu spalania stukowego.

EN

Paper presents the knock influence on the load of the piston-crank system in automotive engine. Knocking combustion generates crankshaft load and increases the mechanical vibrations transmitted to the motor housing. The increase in the amplitude and frequency of vibration can be transmitted on the transmission system and on the passenger part of the vehicle. Based on simulation studies, authors attempted to determine the load increase in the engine for the combustion process with the knocking, and in its absence. For this purpose, during the test, engine was suplly by original fuel and the hydrogen gas wich is a fuel with high propensity to knocking combustion. Indicated pressure in the combustion chamber for normal operation and in the presence of the knocking phenomenon was recorded. This value was used for piston forces simulation in the CAE environment, with the use of MSC ADAMS software for piston-crank system solid model. The article examines the crankshaft load increase in the case of combustion knocking.

14

Identyfikacja spalania stukowego w silniku Wankla zasilanym paliwem wodorowym

Biały M., Wendker M., Gęca M.

Autobusy : technika, eksploatacja, systemy transportowe

|

2012

|

R. 13, nr 4

62-67

PL

W artykule przedstawiono metody wykrywania spalania stukowego w silniku o rotacyjnym ruchu tłoka. Badania przeprowadzono na silniku Wankla Aixro XR 50, który wyposażono w elektroniczny system wtrysku wodoru, benzyny i oleju smarującego. W oparciu o przebieg wartości ciśnienia w przestrzeni roboczej oraz przebieg drań korpusu silnika identyfikowano występowanie niekorzystnego zjawiska, jakim jest spalanie stukowe.

EN

The paper describes the methods to detect a knocking in rotary engine. The study was conducted on the engine, the Wankel Aixro XR 50, which is equipped with an electronic injection system, hydrogen, gasoline and lubricating oil. Based on the course of the indicated pressure in the working space and the course of the vibration motor housing bastard identified the presence of a dangerous phenomenon which is the knock.

15

Hydrogen resistance to knock combustion in spark ignition internal combustion engines

Szwaja S.

Silniki Spalinowe

|

2011

|

R. 50, nr 1

13-19

EN

The results of investigations focusing on knock combustion analysis of a hydrogen-fueled engine have been presented in the paper. Knock intensity was determined as the intensity of the in-cylinder combustion pressure pulsations (recorded with a sampling frequency of 100 kHz) and filtered through high-pass filtering with cut-off frequency of 3.5 kHz. The research was conducted on the CFR engine with a variable compression ratio ranging from 6 to 14. The research has shown a rapid increase in pressure pulsations amplitude was observed while the compression ratio was changed from 11 to 12. This was interpreted as a result of in-cylinder hydrogen-air mixture self-ignition at the end of the ,park ignition controlled combustion. Supporting this observation the theorem of dual nature of hydrogen knock combustion was postulated. 1ntensity of the pressure pulsations that accompany normal combustion without hydrogen self-ignition was in an exponential correlation with the compression ratio, which directly translates into a similar correlation of the pulsations and temperature of hydrogen-air mixture at the moment of ignition.

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań spalania stukowego w silniku zasilanym wodorem. Intensywność spalania stukowego określano za pomocą intensywności pulsacji ciśnienia odfiltrowywanych filtrem górnoprzepustowym o częstotliwości granicznej 3,5 kHz z przebiegu ciśnienia spalania rejestrowanego z częstotliwością 100 kHz. Badania przeprowadzono na silniku badawczym CFR o stopniu sprężania zmieniającym się od 6 do 14. Na podstawie przeprowadzonych badań zaobserwowano gwałtowny przyrost amplitudy pulsacji przy zmianie stopnia sprężania z 11 na 12, co zinterpretowano jako skutek pojawiania się samozapłonów mieszanki wodorowo-powietrznej w końcowej fazie spalania inicjowanego kontrolowanym zapłonem iskrowym. Na tej podstawie postawiono tezę o dwojakiej naturze stuku w silniku wodorowym. Dla przebiegu spalania bez samozapłonów intensywność pulsacji ciśnienia spalania pozostawała w wykładniczej relacji ze stopniem sprężania, co bezpośrednio przekładało się na podobną zależność pomiędzy intensywnością pulsacji i temperaturą mieszanki w chwili zapłonu.

16

Producer gas combustion in the internal combustion engine

Cupial K., Szwaja S.

Silniki Spalinowe

|

2010

|

R. 49, nr 2

27-32

EN

The investigation presented in the paper concerns producer gas combustion in both the spark ignited (SI) and the dual-fuel compression ignition (CI) engine with a diesel pilot of 15% with respect to its nominal dose, at compression ratio (CR) of 8, 12 (for the SI engine) and 17 (for the CI engine). The research tasks were mainly focused on combustion instabilities such as engine work cycles unrepeatability and combustion knock onset. The investigation included also combustion of such gases as methane, biogas and hydrogen, which were taken for making comparison between them and the producer gas. The conducted analysis shows that producer gas is resistant to generate knock even if it contains significant hydrogen content of 16%. However, high work cycles unrepeatability is observed when producer gas is combusted in the SI engine. Obtained results led to conclusion that producer gas can be burnt more efficiently in the dual-fuel CI engine than the SI one. Neither misfiring nor knocking have occurred during its combustion in that engine.

PL

W artykule opisano wyniki badań spalania gazu generatorowego w silniku z zapłonem iskrowym i w silniku dwupaliwowym z pilotową dawką oleju napędowego. Głównie skoncentrowano się na wyznaczeniu stabilności spalania tego gazu za pomocą współczynnika niepowtarzalności kolejnych cykli jego pracy oraz możliwości wystąpienia spalania stukowego. W celu porównania uzyskane wyniki przedstawiono łącznie z odpowiednimi wynikami dla spalania wodoru, metanu i biogazu. Z przeprowadzonej analizy wynika, że gaz generatorowy w porównaniu do pozostałych gazów jest odporny na generowanie spalania stukowego pomimo znaczącej zawartości wodoru (do 16%), jednakże silnik iskrowy zasilany tym gazem wykazuje względnie dużą niestabilność kolejnych cykli spalania. Znacznie lepszą powtarzalność kolejnych cykli spalania zaobserwowano podczas spalania gazu generatorowego w dwupaliwowym silniku wysokoprężnym z zapłonem inicjowanym pilotową dawką oleju napędowego.

17

Irregular ignition events in TC GDI engines: phenomenology, analysis and engine development

Hirsch A., Kapus P., Philipp H., Winklhofer E.

Silniki Spalinowe

|

2010

|

R. 49, nr 4

23-30

EN

Gasoline engine development has to respond to requirements for fuel efficient and clean combustion. In meeting such targets, the automotive industry has responded with the introduction and continuous improvement of turbocharged gasoline direct injection (TC GDI) combustion systems. Specific challenges to such engines include irregular ignition and combustion events which are rarely met in conventional engines. The paper describes ignition phenomena and mechanisms relevant for the development of such TC GDI engines. Focus then is given to combustion measurement techniques applied for the identification of these spontaneous and riskfull combustion events. As analysis of such ignition events must be done in real, high load multicylinder engine operation, suitable sensors together with measurement and analysis procedures are described. The paper concludes with analysis examples derived from various engine testing situations.

PL

Rozwój silników benzynowych musi podążać za zmieniającymi się wymaganiami dotyczącymi efektywności i czystości spalania. Aby sprostać tym wymaganiom przemysł samochodowy wprowadza ciągłe zmiany i ulepszenia procesów spalania w silnikach benzynowych z wtryskiem bezpośrednim i z turbodoładowaniem. Szczególnym wyzwaniem w konstruowaniu tych silników są zjawiska nieregularnego zapłonu i spalania stukowego rzadko występujące w silnikach konwencjonalnych. Ten artykuł opisuje zjawiska towarzyszące zapłonowi oraz inne mechanizmy istotne z punktu widzenia rozwoju tych silników. Dużo uwagi poświecono technikom pomiaru spalania stosowanym do opisu przypadków niebezpiecznych ze względu na ryzyko niekontrolowanego spalania stukowego. Analiza takich przypadków nieprawidłowego zapłonu musi być dokonana podczas rzeczywistej pracy wielocylindrowego silnika przy dużych obciążeniach. W artykule opisano odpowiednie do tego celu czujniki wraz z metodami pomiaru i analizy danych. W części końcowej artykułu przedstawiono analizę przykładów zaczerpniętych z różnych badań silnikowych.

18

A dual-fuel compression ignition engine - distinctive features

Luft S.

Silniki Spalinowe

|

2010

|

R. 49, nr 2

33-39

EN

For many years in the Department of Automobiles and Internal Combustion Engines in Technical University of Radom there are carried out investigations on dual-fuel compression ignition engine in which the ignition is initiated by a pilot diesel oil dose and the applied main fuels have properties similar to those applied in spark ignition engines. The tested fuels were methanol, ethanol, LPG and natural gas. Analysis of the obtained results allowed to make some generalizations and to determine advantages as well as problems which should be solved for higher efficiency, power and durability. The paper will present information on efficiency, power, toxic exhaust emission and chosen parameters of combustion process of a dual-fuel compression ignition engine as well as on a difficult to control - knock combustion which may result in lower engine durability and piston crank mechanism failure.

PL

W Zakładzie Pojazdów i Silników Spalinowych Politechniki Radomskiej od kilkunastu lat prowadzone są badania dwupaliwowego silnika o zapłonie samoczynnym, w którym zapłon realizowany jest od inicjującej dawki oleju napędowego, zaś jako paliwa główne wykorzystane były różne paliwa o właściwościach zbliżonych do stosowanych w silnikach o zapłonie iskrowym. Paliwami tymi były: alkohol metylowy, alkohol etylowy, gaz propan-butan, gaz ziemny. Analiza dotychczasowych wyników badań pozwoliła na dokonanie pewnych uogólnień i sformułowanie cech pozytywnych wyróżniających badany silnik, ale także problemów, które należy rozwiązać, by silnik cechował się dużą sprawnością, mocą oraz trwałością. W referacie przedstawione zostaną informacje na temat sprawności takiego silnika, jego mocy, zawartości składników toksycznych w spalinach, wybranych parametrów procesu spalania, a także o trudnym do opanowania zjawisku spalania stukowego prowadzącym do obniżenia trwałości czy też awarii układu tłokowo-korbowego.

19

Analiza rozwiązań zmienności stopnia sprężania w silniku o zapłonie iskrowym

Luft S., Skrzek T.

Logistyka

|

2010

|

nr 6

PL

W artykule omówione są przykłady prototypowych rozwiązań konstrukcyjnych umożliwiające zmienność stopnia sprężania, prezentowane przez wiodące firmy produkcyjne i ośrodki naukowo badawcze. Rozwiązania oparte są o konstrukcję tradycyjnego silnika spalinowego o zapłonie iskrowym. Przedstawione rozwiązania umożliwiają wprowadzenie zmienności stopnia sprężania jako dodatkowego parametru regulacyjnego, którego wartość może być zmieniana w czasie pracy silnika w szerokim zakresie obciążeń.

EN

The paper describes examples of prototypical design solutions, introduced by leading industry sector and research centers, that enable compression ratio changes. The solutions are based on the traditional spark ignition engine. The presented solutions enable introduction of compression ratio change as an additional regulating parameter which value may be changed, during the engine operation, over a broad range of load.

20

Geneza pulsacji ciśnienia spalania w silniku tłokowym zasilanym benzyną lub wodorem

Szwaja S.

Archiwum Spalania

|

2010

|

Vol. 10, nr 1-2

27-49

PL

W artykule omówiono różne przypadki generacji pulsacji ciśnienia występujących podczas spalania wodoru i benzyny w tłokowym silniku spalinowym z zapłonem iskrowym. Przedstawiono pulsacje ciśnienia powstające w wyniku prawidłowo zachodzącego przebiegu spalania, jak również powstające podczas nieprawidłowego przebiegu spalania mającego miejsce w końcowej fazie spalania i objawiającego się spalaniem stukowym lub tzw. "twardym biegiem" silnika. Skoncentrowano się na przebiegach spalania, które były inicjowane kontrolowanym zapłonem iskrowym. Pulsacje ciśnienia występujące w silniku przedstawiono jako proces losowy. Pomimo losowości procesu wartość średnia intensywności pulsacji zależy od takich parametrów silnika jak: stopień sprężania, temperatura gazów mieszanki dolotowej, kąt zapłonu, współczynnik nadmiaru powietrza bądź stopień recyrkulacji spalin. W artykule opisano także przyczyny i poddano dyskusji mechanizmy prowadzące do spalania stukowego w silniku zasilanym wodorem.

EN

Highly intensified pressure pulsations arc symptoms of improper combustion in an internal combustion engine. Particularly they are present in the spark ignited engine at the end combustion phase when the air-fuel mixture can be self-ignited or ignited by hot spots. Apart from the in-cylinder pressure pulsations of high intensity, pulsations of soft intensity and lower amplitude can be also observed during combustion process. They are formed as result of typical instabilities accompanying proper combustion. Several types of pressure oscillations and their generation in both a hydrogen and a gasoline fueled internal combustion engine have been presented in this paper. The paper focuses on pressure pulsations from combustion process initiated by a sparking plug ignition. Pressure pulsations from proper and improper combustion as spark knock and rumble have been examined. It was found that the intensity of pressure pulsations for consecutive combustion events is the random process, however. the mean pulsation intensity is satisfactory inline with engine working parameters as the compression ratio, temperature of the intake, spark advance and combustible mixture dilution. Various scenarios for combustion knock caused by combustible mixture self-ignition at the end combustion phase have been also considered in the paper.