Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Analiza wpływu temperatury elektrody środkowej na rezystywność izolatora świecy zapłonowej

Fryśkowski Bernard

Przegląd Elektrotechniczny

|

2021

|

R. 97, nr 10

96--99

PL

Wysoka temperatura w komorze spalania jest przyczyną obniżenia rezystywności izolatora świecy zapłonowej. Zjawisko to prowadzi do wzrostu natężenia prądu upływu i wyższego prawdopodobieństwa występowania wypadania zapłonów. W treści artykułu przedstawiono wyniki obliczeń rozkładu rezystywności materiału ceramicznego izolatora świecy zapłonowej w funkcji temperatury elektrody środkowej. Uwzględniono trzy następujące przypadki: uruchamianie zimnego silnika przy temperaturze płynu chłodzącego równej 0°C, działanie świecy w temperaturze samooczyszczania stożka izolatora 450°C oraz efekt przegrzania świecy zapłonowej przy temperaturze 950°C. Wyniki symulacji komputerowej wskazują na ponad trzykrotnie niższą rezystywność materiału ceramicznego w obrębie dolnej części elektrody środkowej w warunkach przegrzania świecy zapłonowej w stosunku do temperatury samooczyszczania równej 450°C.

EN

The high temperature in a combustion chamber reduces the resistivity of a spark plug insulator. This phenomenon leads to an increase in the leakage current resulting in higher probability of misfire effect. This paper presents some results of calculations of temperature-dependent resistivity distribution in the ceramic material of a spark-plug insulator with respect to the temperature of center electrode. The following three cases were considered: cold engine start at coolant temperature 0°C, spark plug operation at self-cleaning temperature of 450°C, and spark plug overheating effect at 950°C. The results of computer simulation show more than three times lower resistivity of the ceramic material in the lower part of the center electrode of overheated spark plug than at the self-cleaning temperature of 450°C.

2

Thermal and electrical analysis of automotive ignition system

Sebok Milan, Kucera Matej, Gutten Miroslav, Korenciak Daniel

Archiwum Motoryzacji

|

2019

|

Vol. 83, nr 1

113--121

EN

This article describes evaluation principles of individual parts of the ignition system, using conventional diagnostic systems, based on evaluation of current and voltage waveforms. By means of the practical test, diagnostics, measurements and subsequent analysis it was proved that thermovision plays an important role in diagnostics in on-line check automotive equipment. By comparing the non-standard warming behaviour of a part of the electrical system with combination with time highvoltage method, it is possible to diagnose a fault and also check the operating mode of the system. Sample thermogram of the temperature distribution of the ignition coils and analysis of high-voltage ignition curves with faulty spark plugs is given in the part of the paper of nondestructive diagnostics with a difference in temperature. Analysing the fault condition of ignition systems, using the method conventional diagnosis of high-voltage pulse waveforms and also the method of thermovision diagnostics, we can adequately evaluate the functionality of the electronic system and its individual components. In some cases, with one coil ignition systems, we cannot use the conventional method and therefore it is preferable to proceed to the analysis of temperature fields.

3

Experimental verification of signal propagation in automotive ignition cables modelled with distributed parameter circuit

Różowicz Sebastian, Zawadzki Andrzej

Archives of Electrical Engineering

|

2019

|

Vol. 68, nr 3

667--675

EN

The paper analyses the possibilities of treating the ignition cable in the internal combustion engine as a distributed parameter system. It presents the experimental verification of computer simulations of signal propagation generated by ignition systems in the ignition cables, modelled by the distributed parameter system. The tests conducted to determine the wave parameters of ignition cables, as well as the results of numerical simulations and their experimental verifications, are presented. It is concluded that the modelling of the ignition cable by means of a long line gives positive results that can be used for the design of a spark plug with impedance equal to wave impedance of the ignition cable.

4

The effect of different ignition cables on spark plug durability

Różowicz S.

Przegląd Elektrotechniczny

|

2018

|

R. 94, nr 4

191--195

EN

The article presents the effect of different types of ignition cables used in combustion engines on the wear of spark plug electrodes and the quality of exhaust gases. The research and analysis of electrode wear were conducted by electronic scanning.

PL

W artykule przedstawiono wpływ różnych typów przewodów zapłonowych stosowanych w silnikach spalinowych na zużycie elektrod świec zapłonowych i jakość spalin. Badania i analizy zużycia elektrod przeprowadzono za pomocą skaningu elektronicznego.

5

Electric field distribution in spark plugs insulators - modeling and computer simulation

Fryśkowski B.

Diagnostyka

|

2017

|

Vol. 18, No. 1

87--93

EN

Automotive spark plugs are essential ignition circuit components being of importance for combustion engine reliability and performance. The majority of spark plugs have ribbed ceramic insulator to ensure high resistance along the surface from the terminal to the metal shell to minimize leakage current and to provide flashover protection. The leakage current intensity depends on electric field distribution, physical insulator properties and such factors as humidity, insulator contamination or defects in insulation material. Furthermore, leakage current not infrequently interferes with discharge process causing misfire effect being harmful to exhaust manifold components, mainly to catalytic converters. This paper presents simulation results of electric field distribution in ceramic insulator, in silicone rubber boot and in space surrounding a spark plug. Assuming that a spark plug can be considered as an object having cylindrical symmetry the electric field distribution was calculated for a two-dimensional case in accordance with Laplace’s and Poisson’s equations. In this paper, the finite difference method (FDM) for the solution of the Laplace’s equation was applied. The FDM algorithm based on the Liebmann’s method was developed in the MATLAB environment. Presented simulation results can be helpful to automotive spark plugs and high-tension cables manufacturers interested in improvement of insulating properties.

PL

Samochodowe świece zapłonowe zaliczane są do podzespołów układów zapłonowych ważnych z punktu widzenia niezawodności i sprawności silnika spalinowego. Większość świec zapłonowych posiada izolator ceramiczny z barierami zapewniający wysoką wartość rezystancji między zaciskiem elektrody środkowej i korpusem w celu ograniczenia natężenia prądu upływu i zapobiegania zjawisku wyładowania powierzchniowego. Natężenie prądu upływu uzależnione jest od rozkładu pola elektrycznego, właściwości fizycznych izolatora i takich czynników jak wilgotność, zanieczyszczenie lub uszkodzenia materiału izolacyjnego. Nierzadko prąd upływu zakłóca przebieg procesu wyładowania iskrowego prowadząc do wypadania zapłonów, które stanowi zagrożenie dla elementów układu wydechowego, głównie dla katalizatorów. W treści artykułu przedstawiono wyniki symulacji komputerowej rozkładu pola elektrycznego w izolatorze, silikonowej osłonie izolacyjnej oraz w przestrzeni otaczającej świecę zapłonową. Przyjmując założenie, że świecę zapłonową charakteryzuje symetria osiowa, wyznaczono rozkład pola elektrycznego w postaci dwuwymiarowej korzystając z oprogramowania MATLAB. Obliczenia wykonano rozwiązując równania Laplace’a i Poissona metodą różnic skończonych przy zastosowaniu procedury Liebmanna. Przedstawione wyniki symulacji komputerowej mogą być przydatne dla producentów samochodowych świec i przewodów zapłonowych zainteresowanych poprawą właściwości izolacyjnych.

6

Experimental investigation of leakage current influence on automotive spark plug voltage waveform

Fryśkowski B.

Diagnostyka

|

2015

|

Vol. 16, No. 4

3--8

EN

The misfire effect in an automotive ignition circuits is caused by parasitic spark plug shunt resistance resulting in leakage current flow. The main explanation for leakage current flow through a spark plug insulator is insulator surface contamination or dielectric failure. Practical measurements show that the spark plug waveforms analysis could be used for diagnostic purposes to recognize the presence of shunt resistance in secondary ignition circuit. A novel method of leakage current simulation and a prototype of an adjustable ignition coil electric load able to operate at high – voltage were proposed. Energy dissipated by adjustable electric load, spark plug voltage and leakage current measurement results were presented. A change in the shape of spark plug voltage and current waveforms caused by leakage current was analyzed and discussed.

PL

Zjawisko wypadania zapłonu w samochodowych układach zapłonowych wywołane jest obecnością niepożądanej rezystancji bocznikującej, która wywołuje przepływ prądu upływu. Głównym powodem obecności prądu upływu izolatora jest zanieczyszczenie jego powierzchni lub degradacja właściwości izolacyjnych dielektryka. Wyniki pomiarów wykonywanych w praktyce dowodzą, że analiza przebiegu napięcia na świecy zapłonowej może być wykorzystana na potrzeby identyfikacji obecności rezystancji bocznikującej w obwodzie wtórnym cewki zapłonowej. W pracy zaproponowano nową metodę symulacji przepływu prądu upływu oraz prototyp regulowanego obciążenia obwodu wtórnego cewki zapłonowej mogącego funkcjonować w warunkach wysokiego napięcia. Przedstawiono wyniki pomiarów energii rozproszonej dzięki regulowanemu obciążeniu, napięcia na świecy zapłonowej oraz natężenia prądu upływu. Dokonano analizy wpływu obecności prądu upływu na kształt wykresów napięcia i prądu świecy zapłonowej.

7

Estimating air-fuel mixture composition in the fuel injection control process in an SI engine using ionization signal in the combustion chamber

Filipek P.

Eksploatacja i Niezawodność

|

2013

|

Vol. 15, no. 3

259-265

EN

The paper offers a comparison between signals produced by a lambda sensor and ionization sensor to estimate air-fuel mixture composition in the fuel injection control process in an SI engine. The method of measurement is described and characteristics of the ionization signal in the conducted experimental tests are given. The paper also presents a numerical model of the internal combustion engine that was designed and then used in the simulations to examine the usefulness of ionization signal for estimating air fuel mixture composition. The conducted tests demonstrated the advantage of the controller using the ionization measurement in the combustion chamber over the controller using signals produced by a classic lambda sensor.

PL

W artykule zawarto porównanie sygnałów z sondy lambda oraz czujnika jonizacji do szacowania składu mieszanki w procesie sterowania wtryskiem benzyny w silniku o zapłonie iskrowym. Opisano sposób pomiaru i charakterystykę sygnału jonizacji w przeprowadzonych badaniach doświadczalnych. Przedstawiono stworzony model matematyczny silnika spalinowego, którego użyto do przeprowadzenia badań symulacyjnych, testujących użyteczność sygnału jonizacji do szacowania składu mieszanki paliwowopowietrznej. Wykazano przewagę regulatora wykorzystującego pomiar jonizacji w komorze spalania w porównaniu z regulatorem korzystającym z sygnału klasycznej sondy lambda.

8

Prototype of the spark pług for ignition of natural gas-air mixture

Kruczyński S.

Journal of KONES

|

2010

|

Vol. 17, No. 3

247-252

EN

This paper presents issues concerning the selection of spark plugs for engines fuelled with natural gas. There are discussed the specific conditions for proper ignition and combustion o f natural gas in SI engine. The new model of spark plug for ignition of natural gas-air mixture was designed and manufactured in collaboration with Iskra Zakłady Precyzyjne Sp. z o. o. from Kielce. The way of assessing of the performance of the new spark plug after test operation in a bus after 10 thousand km, 15 thousand km and 30 thousand km is presented. These tests allow preparing mass production of spark plugs for professional ignition system for SI engines fuelled with natural gas. New spark plugs will provide a longer service life compared to previously used. They also make it possible to eliminate the extinction of the arc between the electrodes and an electrical misfire in subsequent cycles of engine operation. As a consequence, fuel consumption reduction and reduction of emissions of unburned hydrocarbons into the atmosphere is expected. Apositive effect of the application of new spark plugs can be also longer engine service life. The introduction of the new spark plugs contributes to fulfil the strategy elaborated by EU which foresees the effective use ofalternativefuels, especially natur al gas which is good alternative for gasoline and diesel oil because of possibility of fulfilment of European emission and noise standards.

9

Determination of thermal efficiency of the spark ignition systems

Sendyka B., Mitianiec W., Noga M., Wachulec W.

Journal of KONES

|

2010

|

Vol. 17, No. 1

365-371

EN

The paper presents results of measurements performed to determine thermal efficiency of spark ignition systems. Because of small pressure change after sparking process smali volume chamber has been proposed for measurements. A direct measurement method of pressure increment determination has been chosen. In this method one pressure chamber is used. The caloric chamber isfilledwith nitrogen, which is a neutral gas. It is preferable medium than air because it is one-component gas and it has a precisely-known value of a specific gas constant. The value of speciflc gas constant is reąuested to calculate a value of discharge energy given to the gas. In the chosen method pressure increment in the chamber during spark discharge is measured. The pressure increment in the chamber during ignition is strictly related to the energy of spark discharge. The energy balance calculations determined values of heat los s es for two types of electrodes (normal and "thin") anddifferent initial pressure (p=0 bar and p=25 bar). The maximal value of the thermal efficiency was observedfor the higher value of pressure in chamber and thin electrodes of spark ping. It was also stated, that the higher thermal efficiency for" thin " spark ping electrodes is a result of reduced heat transfer. The paper presents results of the tests carried out in the caloric chamber of 4. l cm3 filled with nitrogen at ambient temperature using PCB transducer direct measurement method. Results of the measurements done using differential pressure transducer for the same parameters like in thefirst measurement method were similar.

10

Rejestracja optyczna wyładowania iskrowego przy różnych parametrach przepływowych medium gazowego pomiędzy elektrodami świecy zapłonowej

Sosnowski M.

Prace Naukowe Akademii im. Jana Długosza w Częstochowie. Edukacja Techniczna i Informatyczna

|

2009

|

T. 4

235-248

EN

The paper presents the test stand dedicated to optical recording of spark discharge at different flow conditions of gaseous medium between spark plugs electrodes. It also presents the exemplary results of electric arc optical recording. The analyzed flow parameters and pressure correspond with conditions in combustion chamber of spark ignited engine at the moment of ignition. The carried out research allowed better understanding of the influence of flow parameters and pressure of gas on the course of spark discharge and subsequent flame development.

11

Ignition model and its impact on flame kernel formation in SI engine

Sosnowski M.

Prace Naukowe Akademii im. Jana Długosza w Częstochowie. Edukacja Techniczna i Informatyczna

|

2009

|

T. 4

225-234

PL

Zaprezentowano analizę wpływu geometrii świecy zapłonowej, pola prędkości mieszanki między elektrodami świecy oraz ciśnienia na proces spalania w silniki ZI. Badano trzy konfiguracje lokalizacji elektrody masowej względem wypadkowego wektora prędkości przepływu mieszanki homogenicznej w komorze spalania o stałej objętości. Zaprezentowano wyniki symulacji formowania jądra płomienia dla dwóch modeli zapłonu.

12

Model matematyczny bezrozdzielaczowego układu zapłonowego

Różowicz A., Różowicz S., Deląg M.

Logistyka

|

2009

|

nr 6

CD-CD

PL

W referacie przedstawiono model matematyczny bezrozdzielaczowego układu zapłonowego. Przedstawionym modelem możemy symulować uszkodzenia i badać ich wpływ na prace układu, jak również poprzez zmiany wartości elementów układu możemy optymalizować jego pracę. Do opracowania modelu matematycznego wykorzystano wyniki badań laboratoryjnych oraz eksploatacyjnych na obiekcie rzeczywistym. Podstawowymi elementami komputerowej diagnostyki są w szczególności filtracja i identyfikacja parametryczna. Stanowią one bazę do opracowania algorytmów określania defektów oraz ich identyfikacji. W pracy dla realizacji tych celów zbudowano oprogramowanie na podstawie pewnych zasad systemów ekspertowych. Zaproponowany model wykorzystano na etapie modelowania w schemacie diagnostyki z wykorzystaniem komputerowej symulacji i identyfikacji nieznanych parametrów.

EN

Mathematical model of a battery contactless ignition system co-operating with combus-tion engines has been presented in the paper. The proposed model has been used for selec-tion of construction parameters of the ignition system elements. Results of laboratory and exploitation experiments of the components of the ignition system, as well as the whole ignition system(real object), co-operating with other units of the vehicle electrical equip-ment, have been employed in elaboration of the mathematical model.

13

The characteristic of ionization signal in cylinder of combustion engine the SI

Filipek P., Kamiński T.

Journal of KONES

|

2008

|

Vol. 15, No. 2

61-67

EN

During work, in cylinder of combustion engine the sparkle ignition get chemical and thermal processes. They initiate the production the ionized gas in combustion chamber. Ion sensing is one of the cheapest and most simple methods for monitoring the combustion event in a spark ignited engine. The characteristic of ionization signal in cylinder of engine the SI contains many helpful information in controlling the work of engine. This contributes to reducing emission offumes and lengthens the viability of catalyst. For spark ignited engines the spark plug is used as sensor together with some measurement electronics added to the ignition system. It is a relatively cheap method for combustion monitoring and other sensors can be replaced. The use of ion sensing in modern EMS is restricted to knock and misfire detection but engine developers start to see a need for other combustion information, such as air-fuel ratio, torque, combustion stability and location ofpeak pressure. The ionization current has a characteristic shape. One proposal divides the ion current in three parts, the ignition phase, the flame front phase and the post-flame phase. Despite the considerable uncertainty the ionization signal, characterizes very short time of reaction on change of parameters combustion in relation to traditional lambda probe.

PL

Podczas pracy w cylindrze silnika spalinowego o zapłonie iskrowym zachodzą zarówno procesy chemiczne, jak i termiczne. Inicjują one wytwarzanie zjonizowanego gazu w komorze spalania. Pomiar jonizacji jest jednym z najprostszych i najtańszych metod monitorowania procesów zachodzącychw silnikach o zapłonie iskrowym. Przebieg charakterystyki sygnału jonizacji w cylindrze silnika ZI zawiera wiele informacji pomocnych w sterowaniu pracą silnika. Przyczynia się to między innymi do zmniejszania ilości emisji spalin oraz wydłużania żywotności katalizatora. Dla silników ZI czujnikiem jonizacji jest świeca zapłonowa wraz z dodanym do systemu zapłonowego układem rejestrującym. Jest to stosunkowo tania metoda mogąca zastąpić inne czujniki. Użycie metody wykrywania jonów w nowoczesnych systemach EMS ogranicza wykrywanie braku zapłonu i spalania stukowego, ale producenci samochodowi zwracają uwagę na inne informacje o spalaniu takie jak X, moment obrotowy, stabilność spalania i lokalizacja szczytowej wartości ciśnienia w cylindrze. Prąd jonizacji ma charakterystyczną krzywą. Jedna z propozycji dzieli prąd na trzy części, fazę zapłonu, fazę frontu płomienia i fazę popłomienną. Sygnał jonizacji mimo znacznej niepewności, charakteryzuje się bardzo krótkim czasem reakcji na zmianę parametrów spalania w stosunku do tradycyjnej sondy lambda.

14

Spark plug with the increased energy for creating of initial combustion centre

Blażek J., Beroun S.

Journal of KONES

|

2008

|

Vol. 15, No. 3

29-35

EN

Variability of the working cycle of the internal combustion engines with the combustion of homogenous mixture is a long-term problem of SI engines. The paper shows a decrease of cycle variability and an increase of the engine efficiency by using a spark plug, whose design allows the ignition of the mixture in the same way as using a classical spark plug by the high-voltage discharge between electrodes of the spark plug and at the same time increases the energy for the development of mixture combustion in the initial phase by a flame jet from a very small ignition chamber. Energy of flame jet for the mixture ignition into compression volume at engine cylinder is fully 100 times higher to energy of high-voltage discharge on the spark plug. The laboratory results of experimental works on vehicle SI engine (the visual inspection of initial phase of burning, course of cylinder pressure, engine power data) are showed. On basis performed tests has been projected the new design of the spark plug with the integrated combustion chamber. According to our engineering design was made the new spark plug with the ignition chamber like functional samples in company BRISK. Proving test with this new spark plug was performed on two different test engines at Department research laboratory on Technical University of Liberec. The experiments confirm the await results: the engine characteristics has been significantly improved. New design of spark plug with integrated chamber it was registered at Bureau of industrial ownership at Prague.

15

Opinion of ionization signal to estimating composition of mixture in combustion process about engine SI

Filipek P., Wendeker M., Kamiński T., Mitraszewska I., Nowacki G.

Journal of KONES

|

2008

|

Vol. 15, No. 3

121-127

EN

Fuel economy drives the development of efficiency of the engine. This includes optimal ignition timing and fuel amount for a given operating condition. Emission reduction drives the development of air-fuel ratio control, misfire detection and purge control. Oxygen sensors mounted in the exhaust pipe provide a possibility for closed loop air-fuel ratio control and piezoelectric knock sensors mounted on the engine block, for closed loop knock control, but the need for supervising the combustion process itself increases constantly. The measurement of ionization signal in cylinder of engine about the sparkle ignition deliver many valuable information about course of combustion process and type of composition of fuel - air mixture. Currently the most using measurement method to composition of mixture is use a lambda probe. There defect is: the two statests and large time answers delay, however the advantage - the unambiguity of opinion. In reference to converter of density current in a combustion chamber It is possible to ascertain that the largest advantage is speed reaction on change of fuel injection and the largest defect - the dispersion the results of measurement. The replacement in control system of fuel injection signal from sensor of oxygen in combustions ionization signal can lead to smaller mistake of constant time value regulation.

PL

Ograniczenie zużycia paliwa prowadzi do wzrostu sprawności silnika. Wiąże się to z optymalnym czasem zapłonu i dawką paliwa dla danych warunków pracy. Redukcja emisji prowadzi do lepszej kontroli nad stosunkiem paliwo-powietrze, wypadania zapłonów i cząstek. Czujnik tlenu zamontowany na dolocie wprowadza możliwość regulacji stosunku powietrze-paliwo w zamkniętej pętli a piezoelektryczny czujnik stuku montowany na bloku silnika, do detekcji spalania stukowego w zamkniętej pętli. Pomimo tego, potrzeba stałej kontroli parametrów spalania ciągle wzrasta. Pomiar sygnału jonizacji w cylindrze silnika o zapłonie iskrowym dostarcza wielu cennych informacji o przebiegu procesu spalania i składzie mieszanki paliwowo-powietrznej. Obecnie najczęściej stosowaną metodą pomiaru składu mieszanki jest użycie czujnika tlenu (sondy lambda). Jej wadami są: dwustanowość pomiaru oraz duże opóźnienie czasowe odpowiedzi, natomiast zaletą - jednoznaczność oceny. W odniesieniu do przetwornika gęstości prądu w komorze spalania można stwierdzić, że jego największą zaletą jest szybkość reakcji na zmianę wtrysku benzyny a największą wadą - rozproszenie wyników pomiaru. Zastąpienie w systemie sterowania wtryskiem benzyny sygnału z czujnika tlenu w spalinach sygnałem jonizacji może prowadzić do mniejszego błędu regulacji stałowartościowej.

16

Badania porównawcze nowych konstrukcji świec zapłonowych

Hunicz J., Wac E., Kabała J.

Eksploatacja i Niezawodność

|

2006

|

nr 3

51-57

PL

W pracy przedstawiono wybrane wyniki badań porównawczych świec zapłonowych według opracowanej procedury. W ramach badań określono zdolność świec zapłonowych do zainicjowania spalania w ekstremalnych warunkach oraz zdolność świec zapłonowych do samooczyszczania izolatora. Analizie poddano trzy zestawy świec zapłonowych: świece standardowe z jedną elektrodą boczną, świece U-super, z rowkiem w elektrodzie bocznej oraz świece ze specjalnie zmodyfikowanym izolatorem. Na podstawie przeprowadzonych badań określono wpływ zmian konstrukcyjnych na parametry eksploatacyjne świec zapłonowych.

EN

The paper presents chosen results of spark plugs comparative research which was done according to a newly elaborated procedure. The research project covered analysis of ignition feasibility under extreme conditions and ability to burn out carbon and combustion chamber deposits from the insulator. Three types of spark plugs were examined: standard spark plug with single ground electrode, U-super with groove in a ground electrode and special design with modified shape of an insulator. Influence of proposed design modifications on working parameters was established on the grounds of the research.