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

• Autorzy: Mendera, K. Z. , Smereka, M.

Warianty tytułu

PL

Badania wpływu rodzaju paliwa na optymalne położenie 50% udziału masowego ładunku spalonego

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

EN

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

PL

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

Słowa kluczowe

PL

silnik spalinowy; proces spalania; udział masowy ładunku spalonego; położenie wypalenia 50% ładunku

EN

internal combustion engine; combustion process; mass fraction burned; MFB; 50%MFB location

• Czasopismo: Journal of KONES
• Rocznik: 2006
• Tom: Vol. 13, No. 4
• Strony: 333-342
• Opis fizyczny: Bibliogr. 32 poz., rys.

Twórcy

autor

Mendera, K. Z.

autor

Smereka, M.

• Częstochowa University of Technology Institute of Internal Combustion Engines and Control Engineering Al. Armii Krajowej 21, 42-200 Czqstochowa tel. [phone],

Bibliografia

• [1] Assanis, D.N. et al., A methodology for cycle-by-cycle transient heat release analysis in a turbocharged direct injection diesel engine, SAE Technical Paper 2000-01-1185.
• [2] Bargende, M., Schwerpunkt-Kriterium und automatische Klingelerkennung, MTZ 10/1995.
• [3] Brown, B. R., Combustion data acquisition and analysis, http://www.xarin.co.uk/FinalProjectReport.pdf.
• [4] Brunt, M. F. J., Harjit, A., Emtage, A. L., The calculation of heat release energy from engine cylinder pressure data, SAE Technical Paper 981052.
• [5] Brunt, M.F.J., Platss, K. C., Calculation of heat release in direct injection diesel engine, SAE Technical Paper 199-01-0187.
• [6] Cheung, H. M., and Heywood, J. B., Evaluation of a one-zone burn-rate analysis procedure using production SI engine pressure data, SAE Technical Paper 932749.
• [7] Cupiał, K., SILNIK – wersja 2001.5 – program do opracowywania wykresów indykatorowych. Instytut Maszyn Tłokowych i Techniki Sterowania, Częstochowa 2002.
• [8] Eriksson, L., Spark advance modeling and control. Printed by Linus & Linnea AB, Linkoping, Sweden 1999, ISBN 91-7219-479-0 ISSN 0345-7524.
• [9] Gatowski, J.A., Balles, E. N., Chun, K. M., Nelson, F. E., Ekchian, J. A., and Heywood, J. B., Heat release analysis of engine pressure data, SAE Technical Paper 841359.
• [10] Gruca, M., LCT - program do rejestracji i analizy harmonicznej sygnałów, Politechnika Czestochowska 2006.
• [11] Gruca, M., Mendera, K. Z., Wyznaczanie GMP tłoka, Kones 2005.
• [12] Heywood, J. B., Internal Combustion Engine Fundamentals, McGraw-Hill series in mechanical engineering, McGraw-Hill, 1988.
• [13] Isermann, R., Műller, N., Modeling and adaptive control of combustion engines with fast neural networks. http://www.eunite.org/eunite/events/eunite2001/look_back/13373_P_Isermann.pdf.
• [14] Isermann, R., Műller, N., Nonlinear identification and adaptive control of combustion engines, http://w3.rt.e-technik.tu-darmstadt.de/~mueller/pdf/ifac_2.pdf.
• [15] Kuhl, A.L., Oppenheim, A.K., Life of fuel in engine cylinder, SAE Technical Paper 980780.
• [16] Kuo, P., Cylinder pressure in a spark-ignition engine, a computational model. Engineering Sciences J. Undergrad. http://hcs.harvard.edu/~jus/0303/kuo.pdf.
• [17] Leonhardt, S., Műller, N., Isermann, R., Methods for engine supervision and control based on cylinder pressure information, http://w3.rt.e-technik.tu-armstadt.de/~mueller/pdf/asme99.pdf.
• [18] McCuiston, F.D., Lavoie, G.A., Kauffman, C.W., Validation of a turbulent flame propagation model for a spark ignition engine, SAE Technical Paper 770045.
• [19] Mendera, K. Z., Pasternak, M., Smereka, M., Sobiepański, M., Sosnowski, M., Calibration of spark ignition engine model, PTNSS Kongres, Szczyrk 2005.
• [20] Mendera, K. Z., Spyra, A., Smreka, M., Wpływ nastaw regulacyjnych silnika gazowego na profil udziału spalonego ładunku, VII Międzynarodowa Konferencja Naukowa SILNIKI GAZOWE 2006.
• [21] Mendera, K. Z., Spyra, A., Smereka, M., Mass fraction burned algorithm based on the pV product, Journal of Kones Internal Combustion Engines 2002, vol. 9.
• [22] Mendera, K.Z., Spyra, A, Smereka, M., Mass Fraction Burned Analysis. Journal of Kones Internal Combustion Engines 2002, vol. 9.
• [23] Mendera, K. Z., Thermodynamic analysis of spark ignition engine pressure data, Journal of Kones Internal Combustion Engines 2004, vol. 11.
• [24] Műller, N., Nelles, O., Isermann, R., Closed-loop ignition control using on-line learning of locally-tuned Radial Basis Function Networks, http://w3.rt.e-technik.tudarmstadt.de/~mueller/pdf/acc99.pdf.
• [25] Műller, N., Ullrich, T., Adaptive ignition control using on-line learning of delaunay networks, http://w3.rt.e-technik.tu-darmstadt.de/~mueller/pdf/ecc99.pdf.
• [26] Rassweiler, G.M., Withrow, L.: Motion picture of engine flames correlated with pressure cards, SAE Technical Paper 800131.
• [27] Sellnau, M., Matekunas, F.A., Battiston, P., Chen-Fang Chang: Cylinder-pressure-based engine control using pressure-ratio-management and low-cost non-intrusive cylinder pressure sensors, SAE Technical paper 2000-01-0932.
• [28] Smereka, M., Analiza procesu wydzielania ciepła w tłokowym silniku spalinowym, Praca doktorska w przygotowaniu.
• [29] Smereka, M., ANALIZA – program do analizy wynikow indykowania.,Częstochowa 2006.
• [30] Stone, R., Introduction to internal combustion engines, Palgrave, 3rd edition, 1999.
• [31] AVL IndiCom.http://tec.avl.com
• [32] WAVE v5 Engine, Reference manual, Ricardo 2002.