The aim of the article is to present the concept of an indirect diagnostic method using the assessment of the variability of the amount of released heat (mass fraction burn) and the heat release rate. The Wiebe function for the assessment of variability has been used. The Wiebe function parameters from the course of the high-pressure indication in the cylinder of internal combustion engine using linear regression have been calculated. From a sufficiently large number of measured samples, the upper and lower limits of the Wiebe function parameters have been statistically determined. Lower and upper limits characterize variability of the heat release process not only in terms of quantity but also in terms of heat release rate. The assessment of variability is thus more complicated than using one integral indicator, typically the mean value of amount of the released heat. The procedure enabling a more accurate estimation of heat generation beginning has been shown. For the combustion process variability assessment of the engine, statistical test of relative frequencies has been used.
The ionization signal, which is a result the presence of ions and electrons in the cylinder space of the internal combustion engine, is affected by many factors, including: temperature, pressure, fuel mixture composition, fuel type, presence of exhaust gases and others. The shape of the signal changes to a large extent from cycle to cycle, which indicates the stochastics of the combustion process. Nevertheless, its analysis provides a lot of useful information, such as the location of the maximum pressure or the maximum heat release rate. Using these signals allows supplementing the limited engine control systems of the combustion process in internal combustion engines. The paper presents a comparative analysis of the gas ionization current signal in the cylinder and the variable pressure at fixed operating points of a single-cylinder, four-stroke engine powered by natural gas. The analysis allowed to determine the relationship between the positions of the maximum thermal ionization signal value and of the maximum combustion pressure value. Additionally the relationship between the position of the maximum thermal fraction derivative and the maximum heat release rate was established.
PL
Sygnał jonizacji wynikający z obecności jonów oraz elektronów w przestrzeni cylindra silnika spalinowego jest składową wielu czynników, między innymi: temperatury, ciśnienia, składu mieszanki, rodzaju paliwa, obecności reszty spalin oraz innych. Kształt sygnału zmienia się w znacznym stopniu z cyklu na cykl, co świadczy o stochastyce procesu spalania. Mimo tego, jego analiza dostarcza wielu przydatnych informacji, takich jak położenie maksymalnego ciśnienia czy maksymalnej szybkości wywiązywania się ciepła. Ich wykorzystanie pozwala uzupełnić ograniczone systemy kontroli procesu spalania w silnikach spalinowych. W artykule przedstawiono analizę porównawczą sygnału prądu jonizacji gazów w cylindrze oraz ciśnienia szybkozmiennego przy ustalonych punktach pracy jednocylindrowego, czterosuwowego silnika zasilanego gazem ziemnym. W wyniku analizy uzyskano zależność położenia maksymalnej wartości sygnału jonizacji termicznej od położenia maksymalnej wartości ciśnienia spalania, uzależniono również położenie maksimum pochodnej członu termicznego od położenia maksimum szybkości wywiązywania się ciepła.
3
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
The paper presents investigation results of the engine AD3.152 fuelled with mineral oil EKODIESEL PLUS-50 and vegetable oil BIODIESEL D-FAME that allows determining injection rate and injected fuel stream disintegration. The tests were made basing on extremal speed characteristic of engine using engine test bench with measurement system of high-speed pressure parameters and lift of injector needle. The aim of the tests was to comparison influence of self-ignition feeding mineral fuel Ekodiesel Plus 50B with select vegetable fuel BIODIESEL D-FAME. Using fuels of different physicochemical properties to compression-ignition engines requires high accuracy of diagnostic parameters measurements in order to learn differences in processes of injection and combustion. Necessity of fulfilling more and more strong standards, concerning emission of toxic components of exhaust gases, forces users of diesel engines to posses quick and precision methods of their technical state assessment and particularly of a combustion process and of injection equipment technical state. Analysis of the obtained diagrams of fuel pressure in the injection pipe and injection needle lift allows determining fuel outlaw rate from the atomizer and fuel stream disintegration info drops. Experimentally obtained indicator diagrams of cylinder pressure were also applied.
PL
Wyczerpywanie się zasobów ropy naftowej, węgla oraz gazu ziemnego wymusza intensywne badania nad zasilaniem tłokowych silników spalinowych paliwami alternatywnymi. Ze względu na nieograniczone zasoby oraz korzystne własności energetyczne jednym z przyszłościowych paliw alternatywnych jest wodór. W referacie przedstawiono schemat energetyczny tłokowego silnika spalinowego zasilanego wodorem pracującego wg cyklu Otta. W oparciu o obliczenia termodynamiczne wyznaczono ilość i skład czynnika roboczego oraz parametry termodynamiczne w charakterystycznych punktach cyklu. Efektywność wykorzystania depta w rozważanym silniku wodorowym oceniono w oparciu o obliczone wartości sprawności indukowanej i sprawności efektywnej oraz inne podstawowe wskaźniki cyklu pracy. Obliczenia przeprowadzono dla różnych wartości współczynnika nadmiaru powietrza A i różnych wartości stopnia sprężania E. Otrzymane wyniki potwierdzają celowość i potrzebę prowadzenia zarówno numerycznych, symulacyjnych obliczeń cykli pracy silnika zasilanego wodorem, jak i eksperymentalnych badań takiego silnika ze szczególnym uwzględnieniem zdejmowania wykresów indykatorowych i ich analizy ukierunkowanej na wyznaczenie charakterystyk wydzielania ciepła.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.