Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

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

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

Journal of Mechanical and Transport Engineering

|

2017

|

Vol. 69, No. 1

5--13

EN

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

PL

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

2

Use of the gas ionization signal for combustion process diagnostics in the cylinder of a spark ignition engine

Fiedkiewicz Ł., Pielecha I., Wisłocki K.

Combustion Engines

|

2017

|

R. 56, nr 4

196--200

EN

The running diagnostics of the combustion process in an internal combustion engine is essential for increasing its efficiency and to improving its performance indicators. The modern diagnostics of this process no longer concerns only measurements of fast-changing thermodynamic variables, but also measurements of other parameters allowing for its evaluation. The use of electrical or optical methods in diagnostics enables the evaluation of local process parameters, such as occurrence of the flame and its temperature distribution. Actually, there are some new methods under investigation which are proposed for this kind of diagnostic. This article focuses on demonstrating the potential for using an electric signal from the gas ionization to estimate the maximum combustion pressure in a cylinder of an SI engine. This is a comparative analysis of the gas ionization current signal in the cylinder and the fast-changing pressure at fixed operating points of a 4-stroke natural gas powered engine. The study was carried out on a one-cylinder 4-stroke SI engine equipped with a cylinder pressure recording system and monitoring of the cylinder ionization current using appropriate measuring systems. The influence of engine operating conditions on the ability to determine cylinder pressure based on the ionization current signal was analyzed. This impact assessment was analyzed statistically and a strong correlation was found between the analyzed signals. The obtained results point in the potential direction of development of this type of measuring system.

3

Optical tests as the basis for formulating mathematical models of the opening delay of CIDI injectors

Skowron M., Wisłocki K., Pielecha I.

Combustion Engines

|

2017

|

R. 56, nr 4

185--192

EN

The main objective of this research was an attempt to evaluate the delay times of the actual needle opening of the diesel injectors in relation to the time of triggering the current control signals opening the solenoid and piezoelectric high-pressure injectors of diesel engines. The conducted tests take into account the variability of fuel injection pressure and backpressure prevailing in the operational chamber of the engine. To determine accurately the time of actual injection start, the optical tests analysing the image of the injector tip were used. Such high resolution images were obtained by high-speed recording with a frequency of 250 kHz (Dt = 0.004 ms). Based on a comparison of the results obtained, it was found that the maximum delay time of fuel injection for a piezoelectric diesel injector is about 12% shorter than for a solenoid injector. Experimentally obtained results of the injection time delay were used as a basis to formulate mathematical models describing the delay of the real fuel injection in relation to the signal controlling the opening of the diesel injectors. These models take into account the dependence of the injector reaction from the injection pressure and the backpressure in the operational chamber of the engine. The correctness of the obtained models is confirmed by acceptable values of the determination coefficient (for solenoid injector – 0.6, for piezoelectric injector – above 0.8 – for correlation of injection delay and backpressure).

4

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

Cieślik W., Pielecha I., Wisłocki K.

Archivum Combustionis

|

2017

|

Vol. 37 nr 2

93--106

EN

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

5

Mathematical models of delaying opening of SIDI injectors formulated on basis of optical tests

Pielecha I., Skowron M., Wisłocki K.

Combustion Engines

|

2016

|

R. 55, nr 4

8--21

EN

An appropriate moment of the fuel injection start is one of the parameters determining the characteristics of fuel flow from the injector and preparation of fuel-air mixture for combustion. However, knowledge of the characteristics of signals controlling the beginning of the injector opening does not provide enough information about the time of the actual fuel injection, which often leads to incorrect conclusions and decisions in relation to the required changes in the map of injection control. What was undertaken in this research was an attempt to evaluate the delay times of the actual opening of the high-pressure injectors of gasoline in relation to the time of triggering the current control signals opening the solenoid and piezoelectric injectors. The conducted tests take into account the variability of fuel injection pressure and backpressure prevailing in the operational chamber of the engine. To accurately determine the time of actual start of injection, the optical tests analysing the optical image of the tip of the dispenser were used. Such high resolution images were obtained thanks to high-speed filming with a frequency of 250 kHz (Δt = 0.004 ms). Correlation of the results of these analyses with the records of parameters of the fast-varying processes (voltage and current in the injector) allowed determining the times of the electric and hydraulic delay of the injection for piezoelectric and solenoid fuel injectors. Based on a comparison of the results obtained, it was found that the delay time of fuel injection for a piezoelectric injector of gasoline is about 3.5 times shorter than for a solenoid injector. It was also found that for the injection pressure above 10 MPa the delay is constant and does not depend on the pressure of fuel and the medium. Experimentally obtained results of the injection time delay were a basis to formulate mathematical models describing the delay of the actual fuel injection in relation to the signal controlling the opening of the injectors. These models take into account the dependence of the injector reaction on the injection pressure and the backpressure in the operational chamber of the engine. The correctness of the obtained models is confirmed by high values of the coefficient of determination (above 0.84).

PL

Odpowiednia chwila początku wtrysku paliwa jest jednym z parametrów decydujących o przebiegu wypływu paliwa z wtryskiwacza oraz o przegotowaniu mieszanki paliwowo-powietrznej do spalania. Jednak znajomość przebiegu sygnałów sterujących początkiem otwarcia wtryskiwacza nie dostarcza wystarczających informacji o chwili rzeczywistego wtrysku paliwa, co często staje się przyczyną błędnych wniosków i decyzji w odniesieniu do wymaganych zmian w mapie sterowania wtryskiem. W tej pracy podjęto próbę oceny czasów opóźnienia rzeczywistego otwierania wtryskiwaczy wysokociśnieniowych benzyny w stosunku do czasów wyzwolenia prądowych sygnałów sterujących otwarciem wtryskiwaczy elektromagnetycznych i piezoelektrycznych. W przeprowadzonych badaniach uwzględniono zmienność ciśnienia wtrysku paliwa oraz przeciwciśnienia panującego w komorze roboczej silnika. Do dokładnego określenia chwili rzeczywistego początku wtrysku wykorzystano badania optyczne polegające na analizie obrazu końcówki rozpylacza. Obrazy takie o dużej rozdzielczości uzyskano dzięki szybkiemu filmowaniu z częstotliwością 250 kHz (Δt = 0,004 ms). Skorelowanie wyników tych analiz z wynikami rejestracji parametrów procesów szybkozmiennych (napięcia i natężenia prądu we wtryskiwaczu) pozwoliło na wyznaczenie czasów opóźnienia elektrycznego i hydraulicznego wtrysku paliwa dla wtryskiwaczy piezo- i elektromagnetycznych. Na podstawie porównania uzyskanych wyników stwierdzono, że czas opóźnienia wtrysku paliwa dla wtryskiwaczy piezoelektrycznych benzyny jest około 3,5-krotnie krótszy niż dla wtryskiwaczy elektromagnetycznych. Stwierdzono także, że powyżej ciśnienia wtrysku 10 MPa opóźnienie to jest stałe i nie zależy od wartości ciśnienia paliwa i ośrodka. Eksperymentalnie uzyskane wyniki opóźnienia czasu wtrysku stanowiły podstawę do sformułowania modeli matematycznych opisujących opóźnienie rzeczywistego wtrysku paliwa w stosunku do sygnału sterującego otwarciem wtryskiwaczy. Modele te uwzględniają zależność reakcji wtryskiwacza od ciśnienia wtrysku oraz przeciwciśnienia w przestrzeni roboczej silnika. O poprawności otrzymanych modeli świadczą duże wartości współczynnika determinacji (powyżej 0,84).

6

The comparison of main operational indicators for the naturally aspirated and supercharged engines

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

Journal of Mechanical and Transport Engineering

|

2015

|

Vol. 67, No. 4

5--15

EN

Combustion engines are currently the leading source of mechanical energy in the sector of goods and people transport. Indispensable element of engines development is operational indicators rise. These indicators are direct criteria of comparison and they allow assessment of specific power level of each construction. It can be observed, that in the era of charge exchange systems the naturally aspirated engines are still available in common application. In the paper the main indicators and specific parameters for newest engines have been compared; the engines design has been described as well and classified by their application.

PL

Silniki spalinowe są obecnie głównym źródłem energii mechanicznej w sektorze transportu towarów i osób. Nieodzownym elementem ich rozwoju jest zwiększanie wskaźników pracy. Parametry te są bezpośrednim kryterium porównawczym oraz umożliwiają ocenę stopnia wysilenia poszczególnych konstrukcji. W dobie powszechnego zastosowania systemów doładowania, wciąż są dostępne silniki wolnossące, lecz ich udział w rynku ciągle się zmniejsza. Celem artykułu jest zestawienie wskaźników pracy oraz opis najnowszych wolnossących i doładowanych silników spalinowych, które sklasyfikowano według ich zastosowania. Przedstawiono przykłady konstrukcji nowoczesnych, doładowanych silników o zapłonie samoczynnym oraz coraz bardziej rozwijający się rynek doładowanych silników o zapłonie iskrowym. Silniki takie porównano z konstrukcjami niedoładowanymi.

7

Aspects of combustion chamber geometry modifications in modern HSDI Diesel engines

Bueschke W., Wisłocki K.

Journal of Mechanical and Transport Engineering

|

2015

|

Vol. 67, No. 1

15--22

EN

This paper contents a discussion about combustion chambers of compression ignition engines and their influence on pollutants emission. In a first chapter combustion system and CFD possibilities in researches were characterized. Second chapter is short review about types of combustion chambers from past and recently use. Third chapter presents influence of combustion chamber geometry on engine efficiency by example of heat loss and fuel consumption. In next part an influence of piston bowl geometry on emission of pollutant compounds in diesel engine is shown. In this chapter is comparison of different combustion chambers dimensions and results of reached emission for each type. Compare values are nitrous oxides, soot and fuel consumption. The last chapter presents subject of spray targeting and influence on emission and indicators.

PL

W artykule omówiono konstrukcję komór spalania silników o zapłonie samoczynnym oraz jej wpływ na emisję toksycznych składników spalin. W pierwszej części scharakteryzowano system spalania i podkreślono zalety symulacyjnych metod badawczych, takie jak oszczędność czasu i kosztów. Silniki spalinowe o zapłonie samoczynnym mają obecnie niedzielone komory spalania (wtrysk bezpośredni), o czym przesądziły względy ekonomiczne i ekologiczne. Zmiana parametrów geometrycznych komory ma istotny wpływ na emisję związków toksycznych oraz na wskaźniki pracy silnika, co podkreślono w dalszej części artykułu. Zwrócono uwagę na dopasowanie parametrów geometrycznych komory i rozpylacza (tzw. spray-targeting) w celu właściwego doboru toru przemieszczania paliwa w komorze spalania, który ma wpływ na emisję związków toksycznych i wskaźniki pracy.

8

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

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

Combustion Engines

|

2015

|

R. 54, nr 3

316--326

PL

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

EN

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

9

Problematyka wyznaczania parametrów geometrycznych strugi paliwa na podstawie badań optycznych

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

Combustion Engines

|

2015

|

R. 54, nr 3

307--315

PL

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

EN

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

10

Ocena warunków współpracy turbosprężarki z silnikiem o zapłonie samoczynnym w warunkach obciążeń częściowych

Bueschke W., Wisłocki K.

Combustion Engines

|

2015

|

R. 54, nr 3

593--598

PL

Celem artykułu było dokładniejsze rozpoznanie procesów i ilościowa ocena warunków współpracy silnika o zapłonie samoczynnym z turbosprężarką, w zakresie małych i średnich obciążeń i prędkości obrotowych silnika. Analizę taką przeprowadzono dla obciążeń częściowych na przykładzie turbosprężarki KKK KP35 i jednostki napędowej typu Fiat 1.3 JTD w oparciu o bilans masy spalin i powietrza oraz bilans mocy turbiny i sprężarki. W obszarze charakterystyki ogólnej korzyści wynikające ze zwiększonej gęstości czynnika dostarczanego do cylindra są istotnie umniejszone stratami wywołanymi przez zwiększone przeciwciśnienie wylotu spalin, co skutkuje większym polem powierzchni dolnej pętli wykresu indykatorowego silnika. Ponieważ są to typowe warunki eksploatacyjne trakcyjnych silników spalinowych, pożądana jest taka poprawa parametrów współpracy turbo-sprężarki i silnika, która prowadzi do zmniejszenia zużycia paliwa w założonym zakresie obciążeń, a także do zapewnienia pracy silnika przy możliwie najmniejszych wskaźnikach emisyjnych.

EN

The paper main aim was the more precise identification of the processes and the quantitative evaluation of the reciprocal compression ignition engine and turbocharger influence in terms of partial loads and low engine speeds. The analysis was conducted for KKK KP35 turbocharger and Fiat 1.3 JTD engine on the base of air and exhaust gasses balance and the power balance of turbine and compressor. In the discussed engine operational conditions the gain coming from the higher charge air density is relevantly reduced by the higher exhaust backpressure and therefore lower loop of gas exchange on the indicator diagram. These conditions are typical in exploitation, so preferred is such kind of parameters improvement, which leads to the reduction of fuel consumption in established operating points and also emissions reduction.

11

Systemy recyrkulacji spalin we współczesnych konstrukcjach silnikowych

Cieślik W., Borowski P., Pielecha I., Bueschke W., Czajka J., Wisłocki K.

Logistyka

|

2014

|

nr 3

1118--1127

PL

Unifikacja systemów sterowania oraz zasilania silników spalinowych obecnie powoduje, że zbliżenie konstrukcyjne tych jednostek jest nieuniknione. Prowadzi to również do upodobnienia systemów wtrysku i spalania silników o zapłonie iskrowym i samoczynnym. Jednym z unifikowanych układów jest system recyrkulacji spalin. W artykule przedstawiono obecne rozwiązania systemów recyrkulacji gazów wylotowych wraz z przedstawieniem podobieństw i różnic w silnikach o zapłonie iskrowym i samoczynnym. Przedstawiono genezę systemu i jego wpływ na proces spalania paliwa, podano ograniczenia stosowania w silnikach ZI i ZS, a także najnowsze rozwiązania w postaci systemów nisko- i wysokociśnieniowych. Wskazano na kierunki rozwoju tych układów w aspekcie możliwości spełnienia przyszłych limitów emisji spalin.

XX

The unification of control systems and supply systems in combustion engines is currently causing the inevitability of structural assimilation of these units what is inevitable. This also leads to similarities of the injection system and combustion in diesel and spark-ignition engines. One of the unified system is the exhaust gas recirculation system. The article presents the current solutions of exhaust gas recirculation systems, together with the similarities and differences in diesel and spark-ignition engines. The genesis of the system and its impact on the combustion process is presented, the restrictions of the use of gasoline and diesel engines are given, as well as the latest innovations in the form of low and high pressure systems. The evolution directions of these systems in the aspect of ability to meet future exhaust emission limits are indicated.

12

Doładowanie zakresowe nowoczesnych silników spalinowych

Bueschke W., Czajka J., Pielecha I., Cieślik W., Borowski P., Wisłocki K.

Logistyka

|

2014

|

nr 3

849--857

PL

Doładowanie silników spalinowych pozwala na zwiększenie koncentracji mocy, a także ograniczenie zużycia paliwa i emisji składników szkodliwych do atmosfery. Wskazują na to jednoznacznie wprowadzane przez wiodących producentów jednostki napędowe wyposażone powszechnie w układy doładowania. W artykule zawarto zagadnienia z zakresu doładowania zakresowego nowoczesnych silników spalinowych. Przedstawiono definicje doładowania, cel stosowania oraz kluczowe parametry. Usystematyzowano istotę doładowania zakresowego. Dokonano przeglądu rozwiązań zakresowych układów doładowania w aspekcie ich budowy oraz obszarów pracy. Przedstawione w opracowaniu parametry silników spalinowych wybranych producentów zestawiono z charakterystykami zewnętrznymi oraz wskaźnikami pracy. Analiza wskaźników pracy tych silników uwidacznia szereg korzyści wynikających z zastosowania systemu doładowania zakresowego.

EN

Charging of internal combustion engines allows to increase power density, as well as reducing fuel consumption and emission of pollutants into the atmosphere. This is shown uniquely introduced by leading manufacturers powertrains equipped commonly with charging systems. The article containins issues related to sequential charging of modern internal combustion engines. Were presented definitions of charging, purpose of use and the key parameters. Have been systematized essence of sequential charging. Were reviewed of systems solutions sequential charging in terms of their structure and areas of work. Presented parameters in paper of internal combustion engines of selected manufacturers summarizes with the full load characteristics and indicators engine work. Analysis of indicators on these engines shows advantages combined with application of sequential charging systems.

13

Research-based assessment of the influence of hydrocarbon fuel atomization on the formation of self-ignition spots and the course of pre-flame processes

Pielecha I., Czajka J., Borowski P., Wisłocki K.

Combustion Engines

|

2014

|

R. 53, nr 2

22--35

EN

The paper discusses the issues of the influence of the fuel spray formation on the generation of self-ignition spots and the development of pre-flame processes in the cylinder of a model diesel engine. The investigations were carried out with the use of 8-hole piezoelectric injectors for a standard diesel fuel and three other types of fuel that were mixtures of: ethanol, butanol and gasoline in a variety of proportions. By applying optical methods of analysis the authors determined the geometrical indexes of the forming of fuel spray and of fuel mass distribution in the longitudinal and transverse cross-section of the fuel spray during the injection process. The location and number of the self-ignition spots in the combustion chamber were evaluated on the basis of a comparison under the swirl vs. no swirl conditions.

PL

W artykule omówiono zagadnienia wpływu kształtowania się strugi wtryskiwanego paliwa na tworzenie ognisk samozapłonu oraz rozwój procesów przedpłomiennych w przestrzeni roboczej modelowego silnika spalinowego o zapłonie samoczynnym. Badania wykonano wykorzystując 8-otworkowe wtryskiwacze piezoelektryczne dla standardowego oleju napędowego oraz dla 3 innych paliw, które stanowiły mieszaniny: etanolu, butanolu i benzyny w różnych proporcjach. Stosując optyczne metody analizy określano wskaźniki geometryczne powstającej strugi wtryskiwanego paliwa oraz rozkład masy paliwa w przekroju podłużnym i poprzecznym strugi w trakcie trwania procesu wtrysku. Miejsce i liczbę powstających ognisk samozapłonu w przestrzeni spalania oceniano porównawczo w warunkach braku zawirowania ładunku oraz przy jego występowaniu.

14

Examination of the influence of multi-injection strategy on thermodynamic indexes of engine cycle and on the emission of toxic compounds

Czajka J., Wisłocki K., Pielecha I., Borowski P.

Combustion Engines

|

2014

|

R. 53, nr 2

45--59

EN

The main target of this work was to investigate on the 1-cyl. research engine concerning practical realization possibilities of cold-flame-combustion when operating with high and very high Exhaust Gas Recirculation (EGR) rates. After determining of possibilities of lowering NOx and Soot emissions for EGR rates ca. 40-60% some further investigation on optimization of SOIand CoC parameters were performed. Additionally, some preliminary investigations of the optimization of combustion parameters when applying various strategies of multi-injection have been conducted and analyzed.

PL

Głównym celem badań było uzyskanie efektu spalania niskotemperaturowego skutkującego zmniejszeniem emisji NOx wraz z jednoczesnym zmniejszeniem emisji sadzy (cząstek stałych) dzięki zastosowaniu dużego stopnia recyrkulowanych spalin. Po uzyskaniu możliwości obniżenia emisji NOx i sadzy przy zastosowaniu recyrkulacji spalin o udziale 40-60%, prowadzono dalsze badania nad optymalizacją parametrów SOI i CoC. Dodatkowo, prowadzono wybrane wstępne badania optymalizacyjne parametrów procesu spalania przy stosowaniu różnych strategii wtrysku wieloczęściowego.

15

Wpływ stopnia naładowania akumulatorów na warunki pracy napędu hybrydowego w teście NEDC

Pielecha I., Czajka J., Wisłocki K., Borowski P., Cieślik W.

TTS Technika Transportu Szynowego

|

2013

|

R. 20, nr 10

1261--1269, CD

PL

W artykule przedstawiono analizę pracy napędu hybrydowego w warunkach testu jezdnego NEDC. Przedstawiono sposoby pracy tego układu podczas zróżnicowanego stanu początkowego naładowania wysokonapięciowych akumulatorów. Warunki takie generują różne możliwości pracy napędu powodując określone skutki przepływu energii. Badania prowadzono przy wykorzystaniem napędu hybrydowego Toyoty Prius z silnikiem spalinowym o pojemności 1,5 dm3 na hamowni podwoziowej. Określono czas, po którym następuje jednakowe naładowanie akumulatorów niezależnie od ich stanu początkowego. Przeprowadzono analizę pracy silnika spalinowego i silników elektrycznych oraz dokonano bilansu energii napędu hybrydowego w teście jezdnym NEDC.

EN

The paper presents an analysis of the hybrid drive in the NEDC driving test conditions. The conditions of employment hybrid powertrain while varying the initial state of charge of the high voltage battery. These conditions generate different states of the drive causing certain effects of energy flow. The study was conducted using the second generation hybrid Toyota Prius of an engine with a 1.5 3 capacity. Specified time, followed by the same battery charge regardless of the initial state. An analysis of electric motors and made the hybrid energy balance in the NEDC test.

16

Zasady pisania artykułów i opracowań naukowych

Wisłocki K.

Transport Samochodowy

|

2013

|

z. 3

95--107

PL

Niniejszym pozwalamy sobie przekazać potencjalnym Autorom artkułów do wydawnictw Instytutu Transportu Samochodowego w tym, szczególności do Kwartalnika Naukowego ITS, artykuł Prof. Krzysztofa Wisłockiego opublikowany w czwartym numerze Combustion Engines z 2008 r., ujmującego w sposób syntetyczny zasady pisowni artykułów i opracowań naukowych. Aczkolwiek artykuł został przygotowany dla Autorów piszących do wspomnianego wydawnictwa, zawarte w nim zalecenia mają charakter uniwersalny.

EN

We would like here to convey, to the potential Authors of the articles to the Motor Transport Institute’s publications and in particular ITS Scientific Quarterly, the article by Prof. Christopher Wisłocki published in the fourth issue of Combustion Engines in 2008, encompassing in a comprehensive way the rules for writing articles and scientific papers. Although the article was prepared for Authors writing to the said publication, its recommendations are of universal character.

17

Operational parameters of hybrid drive system of Toyota Yaris in urban traffic conditions

Pielecha I., Czajka J., Borowski P., Wisłocki K.

Prace Naukowe Politechniki Warszawskiej. Transport

|

2013

|

z. 98

533--541

EN

In the paper are presented and discussed results of on-road tests of a hybrid drive system operating in diversified urban traffic conditions. The data on operation of the combustion engine and electric motors was acquired by utilizing diagnostic connector of the vehicle. Operation of both types of drives was assessed in diversified urban traffic conditions (different traffic intensity during the drive along a particular route). The conditions of the combustion engine and electric motors utilization were analyzed. The fields of the most frequently utilized operating ranges were presented in form of histograms and subsequently they were correlated with the test routes. The energy flow in the system was assessed and the conditions for energy recuperation in the vehicle were presented. The operational ranges which most fully operated advantages of the hybrid drive system were indicated. It was pointed out that the hybrid drive system subjected to tests utilized the electric motor and the battery energy in higher degree than the combustion engine did. Also the quantitative values of operation of driving motors in diversified urban traffic were presented.

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań drogowych napędu hybrydowego eksploatowanego w zró nicowanych warunkach ruchu miejskiego. Wykorzystując złącze diagnostyczne uzyskano informacje o pracy silnika spalinowego oraz silników elektrycznych. Dokonano analizy wykorzystania silnika spalinowego i silników elektrycznych. Wskazano obszary najczęściej wykorzystywanych zakresów pracy w postaci histogramów, a następnie zestawiono je z trasami przejazdu. Dokonano oceny przepływu energii w układzie oraz przedstawiono warunki odzyskiwania energii w pojeździe. Wskazano obszary pracy pojazdu, które w największym stopniu wykorzystują zalety napędu hybrydowego. Wykazano, że napęd hybrydowy w większym stopniu wykorzystuje silnik elektryczny i energię akumulatorów niż silnik spalinowy. Podano ilościowe wartości wykorzystania silników napędowych w zróżnicowanych warunkach miejskich.

18

Wpływ strategii podziału dawki oleju napędowego na termodynamiczne i optyczne wskaźniki spalania w maszynie pojedynczego cyklu

Kaźmierowski J., Pielecha I., Czajka J., Wisłocki K., Borowski P., Kałużny J.

Combustion Engines

|

2013

|

R. 52, nr 3

677--685

PL

W artykule omówiono wyniki badań wpływu strategii podziału dawki paliwa na wskaźniki spalania oleju napędowego wraz z analizą spalin z Maszyny Pojedynczego Cyklu. Analizie poddano także materiał zdjęciowy dotyczący okresu od początku wtrysku dawki paliwa do początku wystąpienia ognisk spalania. Dokonano wariantowania liczby dawek ich wielkości oraz czasów przerw między nimi, a także współczynnika nadmiaru powietrza. Dokonano oceny porównawczej wskaźników termodynamicznych procesu spalania uzyskanych z wykresu indykatorowego (Pcyl-max, (dPcyl/dt)max, czas opóźnienia zimnych i gorących płomieni) w zestawieniu z materiałem filmowym.

EN

The results of research on the influence of the fuel dose division strategy on the operational and optical indexes of the engine and combustion process have been discussed in the paper. The paper also contains an exhaust gas analysis conducted with the use of a Rapid Compression Machine (RCM). The recorded images related to the period from the onset of injection to the beginning of combustion spots have also been analyzed. The following have been varied: number of doses, the size of doses, dwell times and the excess air coefficient. The author performed a comparative analysis (against the recorded images) of the thermodynamic indexes of the combustion process obtained from the indicator traces (Pcyl-max, (dPcyl/dt)max, delay time of the hot and cold flames).

19

Termodynamiczne wskaźniki pracy silnika spalinowego z obiegiem Atkinsona w warunkach nieustalonych

Pielecha I., Czajka J., Borowski P., Wisłocki K.

Combustion Engines

|

2013

|

R. 52, nr 3

517--524

PL

W artykule omówiono wyniki badań indykatorowych nieustalonych warunków pracy silnika spalinowego pracującego z wykorzystaniem obiegu Atkinsona. Warunki takie w znacznym stopniu odpowiadają za pracę jednostki napędowej i stanowią obecnie jeden z głównych kierunków prac badawczych. Badania wykonano wykorzystując układ do akwizycji sygnałów szybkozmiennych z wykorzystaniem czujników prędkości obrotowej wału korbowego oraz czujnika ciśnienia zamontowanego w świecy zapłonowej. Analizę wykonano w warunkach rozruchu silnika, a także podczas zmiany prędkości obrotowych przy zróżnicowanych obciążeniach. Określono podstawowe termodynamiczne wskaźniki procesu w warunkach nieustalonych i zestawiono je ze wskaźnikami wynikającymi z warunków ustalonych.

EN

The paper discusses the results of indicator research of transient states of an engine operating in the Atkinson cycle. Such states are the most frequently observable ones during engine operation and are a subject of many research and development works. The investigations were carried out using a fast varying data acquisition system using engine speed sensor and the pressure sensors fitted in the spark plug. The analysis was performed under the conditions of engine start and its changing speeds at different loads. The basic thermodynamic indexes of the process under transient states were determined and compared with the indexes obtained under steady states.

20

Optical infrared-sensor inside the cylinder to determine the EGR- and residual gas rate in diesel engine

Vanhaelst R., Thiele O., Berg T., Hahne B., Stellet H.-P., Wildhagen F., Hentschel W., Joerdens Ch., Czajka J., Wisłocki K., Pielecha I.

Combustion Engines

|

2013

|

R. 52, nr 3

3--11

EN

To meet the increased demands of new exhaust and CO2 limits a research project of Volkswagen R&D, the Technical University of Poznan and the Ostfalia University of Applied Sciences has been initiated; its main target was the development and adaptation ICOS (Internal Combustion Optical Sensor) – an infrared sensor of LaVision for on-line measurements of EGR-rate in cylinder of an engine under operation. The objective of the project was to determine by different optical signals the CO2 concentration, the EGR rate and residual gas which are cycle-resolved in the cylinder. In this paper the principle of measurement of optical indication has been described. The infrared sensor was validated by a one-cylinder diesel engine and compared to a synchronously running fast gas sampling system (CSV). Finally the practical application of various parameter variations is illustrated in the determination of the EGR and residual gas rate. Thus a new measurement technique for the development of future generations of engines introduced.

PL

Aby umożliwić spełnienie wymagań nowych norm emisji spalin oraz spełnić limity emisji CO2 podjęto projekt badawczy z udziałem: Volkswagen R&D, Politechniki Poznańskiej i Ostfalia University of Applied Sciences; jego głównym celem był rozwój i adaptacja ICOS (Internal Combustion Optical Sensor) – czujnika podczerwieni firmy LaVision dla bieżących pomiarów stopnia recyrkulacji spalin w cylindrze pracującego silnika. Celem projektu było określenie na podstawie różnych sygnałów optycznych wartość stężenia CO2, stopnia recyrkulacji spalin (EGR – rate) oraz ilości spalin, które znajdują się w cylindrze przed rozpoczęciem procesu spalania. W artykule przedstawiono zasadę pomiaru zawartości spalin z wykorzystaniem czujnika optycznego. Możliwość zastosowania czujnika podczerwieni została potwierdzona przez badania na jednocylindrowym silniku wysokoprężnym, a otrzymane wyniki porównano z systemem do szybkiego pobierania próbek gazu (CSV). Przedstawiono również wyniki pozwalające na określenie recyrkulacji spalin oraz reszty spalin przy różnych parametrach pracy silnika. Nowa technika pomiarowa pozwala na dostosowanie nowoczesnych silników spalinowych do przyszłych norm ochrony środowiska i tworzy podstawę dla rozwoju przyszłych generacji silników spalinowych.