INDICATION ERRORS OF ENGINE WITH TWO STAGE COMBUSTION SYSTEM

Transkrypt

1 Journal of KONES Powertran and Transport Vol 16 No INDICATION ERRORS OF ENGINE WITH TWO STAGE COMBUSTION SYSTEM Arkadusz Jamrozk Arkadusz Kocszewsk Wojcech Tutak Czestochowa Unversty of Technology Insttute of Internal Combuston Engnes and Control Engneerng Arm Krajowej Av Czestochowa Poland tel: tel/fax: e-mal: jamrozk@ mttspczczestpl kocsz@mttspczczestpl tutak@ mttspczczestpl Abstract Paper presents ndcaton results accuracy and accuracy of thermal processes analyss whch occurs n the nder of nternal combuston engne n partcular The characterstc values of thermal cycle of IC engne are: ndcated effcency and pressure and non-repeatablty factor of ndcated work Paper presents results of measurng errors analyss and uncertanty of above mentoned quanttes obtaned from ndcaton of spark gnton nternal combuston engne wth prechamber The analyss shows that results of ndcaton of pston engne should ncluded nformaton of measurement accuracy values and uncertanty of calculated quanttes Ths nformaton has sgnfcant nfluence on fnal measurement results No measurement regardless of accuracy of ts realzaton does not gve absolutely exact result The error of wellknown lmts s a part and parcel of the measurement result and the result of the measurement whose errors are not well-known results nothng referrng Indcaton of a combuston engne s at present standard- nvestgatve practcal method n the sphere of pston-combuston engnes allowng on the transent values regstraton of parameters processes occurrng n the nder of the engne and makng possble analyss of the nfluence of dfferent factors on ther courses Keywords: Indcaton engnes ndcated pressure ndcated effcency non-repeatablty factor of ndcated work BDY INDYKOWANIA SILNIKA ZI Z DWUSTOPNIOWYM SYSTEMEM SPALANIA Streszczene Wynk ndykowana slnka tokowego a w szczególnoc wynk analzy procesów termcznych zachodzcych w ndrze slnka s w rónym stopnu uzalenone od dokadnoc pomarów oraz nepewno uzyskanego wynku Welkocam charakteryzujcym prac slnka spalnowego pod wzgldem jego osgów s wskank pracy slnka take jak: sprawno cnene ndykowane oraz wspóczynnk nepowtarzalnoc pracy ndykowanej W pracy przedstawono analz bdów pomarowych nepewnoc uzyskanych wynków wyej wymenonych welkoc podczas ndykowana slnka spalnowego o zapone skrowym z komor wstpn W wynku przeprowadzonych oblcze mona stwerdz e aby mona byo warygodne nterpretowa wynk analzy ndykowana tokowego slnka spalnowego pownny one zawera wartoc bdów nepewnoc pomarowych gdy ch welko ma znaczcy wpyw na kocowy wynk pomaru aden pomar nezalene od starannoc jego wykonana ne daje cakowce dokadnego wynku Bd o znanych grancach jest neodczn czc wynku pomaru a wynk pomaru którego bdy ne s znane jest wynkem nc nemówcym Sowa kluczowe: ndykowane slnka cnene ndykowane sprawno ndykowana wspóczynnk nepowtarzalnoc pracy ndykowanej 1 Wstp Pomary eksperymentalne procesów roboczych slnka spalnowego s ródem wedzy pozwalajcej na optymalzacj udoskonalene pracy snka mog prowadz do ogranczena

2 A Jamrozk A Kocszewsk W Tutak emsj szkodlwych skadnków spaln zmnejszena zuyca palwa Podstawow eksperymentaln metod bada procesów roboczych w ndrze slnka spalnowego jest ndykowane polegajce gówne na pomarze przebegu szybkozmennych chwlowych zman cnena w ndrze slnka Informacje uzyskane z ndykowana ndra slnka s podstaw do dagnozowana optymalzacj procesu spalana oraz pozwalaj na jakocow ocen jego pracy Wynk ndykowana slnka tokowego a w szczególnoc wynk analzy procesów termcznych zachodzcych w ndrze slnka s w rónym stopnu uzalenone od dokadnoc pomarów oraz nepewno uzyskanego wynku Obecne produkowane nowoczesne stacjonarne slnk gazowe duej mocy w celu ogranczena emsj skadnków toksycznych oraz poprawy sprawnoc wykorzystuj system dwustopnowego spalana meszanek ubogch w ramach dzelonej komory spalana W systeme tym komora spalana skada s z dwóch czc: gównej komory w ndrze slnka poczonej z n odpowednm kanaem komory wstpnej umeszczonej w gowcy Do ndra zasysana jest meszanka bardzo uboga ( = 15 30) wytworzona w ukadze dolotowym slnka natomast do komory wstpnej dostarczane jest meszanka bogata o skadze stechometrycznym ( = 10) W komorze wstpnej nastpuje zapon za pomoc wyadowana skrowego ulega zaponow bogata meszanka W wynku wzrostu cnena palca s zawarto komory wstpnej zostaje przez kana czcy wtoczona do wacwej komory spalana w ndrze W tej ostatnej powstaje bardzo wele przemeszczajcych s ognsk zaponu W wynku tego uboga meszanka palna która normalne ne ulegaby zaponow od skry elektrycznej zapalona w welu mejscach spala s dostateczne szybko aby zapewn du sprawno obegu unkn nedogodnoc zwzanych z dopalanem palwa podczas suwu rozprana Rys 1 Gowca slnka badawczego z komor wstpn: 1 - dwgna zaworowa - zawór dolotowy 3 - wygaszacz pomena 4 - gowca komory wstpnej 5 - nakadka ustalajca 6 - weca zaponowa 7 - perce uszczelnajcy 8 - korpus komory wstpnej 9 - tok Fg 1 Test engne head wth prechamber: 1 - valve rocker - nlet valve 3 - flame suppressor 4 - prechamber body 5 retanng cover 6 - spark plug 7 - sealng rng 8 - prechamber 9 - pston Slnk badawczy powsta na baze czterosuwowego slnka wysokoprnego S30ER wyprodukowanego przez Andrychowsk Wytwórn Slnków Wysokoprnych ANDORIA który po zmanach konstrukcyjnych dzk nowemu ukadow zaslana oraz wykonanu nstalacj 180

3 Indcaton Errors of Engne wth Two Stage Combuston System zaponowej zosta przystosowany do spalana zyny jako slnk z zaponem skrowym Dokonane zmany w konstrukcj gowcy slnka bazowego umolwy realzacj systemu spalana dwustopnowego w ramach dzelonej komory spalana Objto komory wstpnej stanowa 45% cakowtej objtoc nad tokem slnka w GMP Tab 1 Podstawowe parametry slnka badawczego Tab 1 Man engne parameters objto skokowa 1800 cm3 lczba ndrów 1 ukad ndrów prome wykora rednca ndra dugo korbowodu skok toka pozomy 80 mm 10 mm 75 mm 160 mm stope sprana 86 prdko obrotowa Metodyka pomarów na stanowsku badawczym 1000 obr/mn Badana slnka przeprowadzono przy penym obcenu staej prdkoc obrotowej 1000 obr/mn Komor gówn slnka zaslano zyn a komor wstpn gazem propan-butan LPG Badana slnka objy trzy sere pomarowe uwzgldnajce róny stosunek energ dostarczonej w palwe do komory wstpnej n do sumy energ dostarczonej w palwe do ukadu dolotowego do komory ca Przeprowadzono rejestracj cne wystpujcych w komorach spalana slnka dla n / ca = 5% dla n / ca = 5% oraz dla n / ca = 8% uwzgldnajc zman rednego wspóczynnka nadmaru powetrza w zakrese od 14 do 0 z krokem 0 a take zman kta wyprzedzena zaponu w zakrese od 6 do 18 OWK przed ZZP Rejestracj cne co 1 OWK dokonano dla trzech pomarów zawerajcych po 95 kolejnych cykl pracy slnka przy wykorzystanu specjalstycznego oprogramowana [1] Jednoczene dokonywano trzykrotnego pomaru nnych welkoc które s nezbdne do dalszej analzy wynków ndykowana programem SILNIK [] takch jak: prdko obrotowa zuyce powetrza zuyce palwa cekego zuyce palwa gazowego temperatura powetrza temperatura meszank palnej temperatura palwa gazowego temperatura spaln oraz cnene temperatura otoczena W pracy przeprowadzono analz bdu pomaru pracy ndykowanej sprawnoc ndykowanej Nastpne przeprowadzono analz nepewnoc wyznaczena pracy ndykowanej okrelajc rozrzut (rozproszene) wokó wartoc rednej wynków oblcze pracy ndykowanej w poszczególnych cyklach z trzech pomarów zawerajcych po 95 zarejestrowanych cykl pracy slnka a take analz nepewnoc wyznaczena sprawnoc ndykowanej z trzech pomarów prdkoc obrotowej czasu zuyca zyny w ndrze strumena objtoc propanu-butanu doprowadzanego do komory wstpnej oraz z trzech rednch wartoc pracy ndykowanej W pracy dokonano równe oblcze nepewno wyznaczena wspóczynnka nepowtarzalnoc pracy ndykowanej okrelajcego nepowtarzalno obegów slnka badawczego 3 Analza wynków pomarów Jednym z wskanków charakteryzujcych prac slnka spalnowego pod wzgldem jego osgów jest praca ndykowana L w MJ/m 3 równa lczbowo rednemu cnenu ndykowanemu w MPa Wykresy sporzdzone na podstawe analzy wynków pomarów pokazuj e zmana 181

4 A Jamrozk A Kocszewsk W Tutak udzau energetycznego palwa doprowadzanego do komory wstpnej n w cakowtej loc energ ca doprowadzonej w palwe maa znaczcy wpyw na prac sprawno ndykowan slnka badawczego W przypadku kedy udza ten by najmnejszy wynos 5% L malejc ze wzrostem wspóczynnka nadmaru powetrza zaweraa s w przedzale od 07 do 055 MJ/m 3 Dla n / ca = 5% przy podobnym spadku ze wzrostem przedza ten wynos od 07 do 053 MJ/m 3 a dla n / ca = 8% od 064 do 05 MJ/m L [MJ/m 3 ] n/ca / = 5% n/ca / = 50% n/ca / = 80% 046 Rys Praca ndykowana w funkcj wspóczynnka nadmaru powetrza Fg Indcated work versus excess ar factor Z praktycznym pomaram welkoc fzycznych nerozerwalne zwzany jest bd pomaru oraz nepewno uzyskanego wynku Na bd pomaru pracy ndykowanej skada s bd pomaru cnena w ndrze slnka oraz bd pomaru przyrostu chwlowej pojemnoc ndra Bd ten mona wyznaczy z zalenoc [3]: p - bd pomaru cnena w ndrze [%] V - bd pomaru przyrostu chwlowej pojemnoc ndra [%] Bd pomaru cnena jest sum bdu pezokwarcowego czujnka cnena bdu wzmacnacza oraz bdu karty pomarowej z przetwornkem a/c L p V (1) p cz w ( a / c ) cz 0 5% [4] w 3% [5] cz - bd pezokwarcowego czujnka cnena [%] w - bd wzmacnacza [%] ( a / c ) - bd karty pomarowej [%] Bd karty pomarowej jest bdem kwantowana przetwornka a/c o zakrese przetwarzana 10 V rozdzelczoc 1 btów [6]: ( a / c ) 100% (3) FSR FSR r ( a / c ) 0 04% () 18

5 Indcaton Errors of Engne wth Two Stage Combuston System - przedza kwantowana przetwornka a/c [V] FSR - zakres przetwarzana przetwornka a/c [V] r - rozdzelczo przetwornka a/c Bd pomaru przyrostu chwlowej pojemnoc ndra jest sum bdu wskaza znacznka kta obrotu wau korbowego oraz bdu karty pomarowej z przetwornkem a/c V k ( a / c ) (4) k - bd znacznka kta obrotu wau korbowego [%] ( a / c ) - bd karty pomarowej [%] Bd znacznka kata obrotu wau korbowego oblczono przy prostopadym pooenu korbowodu wzgldem ramena wykora wau korbowego jako stosunek zmany pojemnoc ndra odpowadajcy 05 OWK czyl poowe wartoc kroku ktowego znacznka do pojemnoc skokowej ndra V k 100% 0 45% (5) Vs V - zmana pojemnoc ndra odpowadajca czasow trwana mpulsu przebegu prostoktnego znacznka kta obrotu wau korbowego [m 3 ] V s - pojemno skokowa [m 3 ] Bd karty pomarowej (3): ( a / c ) 0 04% Wedug zalenoc (1) bd pomaru pracy ndykowanej wynos L 3 1% Przyjto e nepewno wyznaczena pracy ndykowanej okrelajca rozrzut (rozproszene) wokó wartoc rednej wynków oblcze pracy ndykowanej w poszczególnych cyklach z trzech pomarów zawerajcych po 95 zarejestrowanych cykl pracy slnka ma rozkad normalny oblczono j z zalenoc [3]: L t s L (6) t s - wspóczynnk rozkadu t-studenta dla N-1 stopn swobody dla przyjmowanego najczcej w technce 95% pozomu ufnoc N - lczba pomarów Odchylene standardowe pracy ndykowanej: 1 L L L (7) N 1 N - lczba pomarów L - wartoc pracy ndykowanej w poszczególnych cyklach [MJ/m 3 ] L - redna warto pracy ndykowanej z trzech pomarów zawerajcych po 95 zarejestrowanych cykl pracy slnka [MJ/m 3 ] Dokadno wyznaczena wartoc rednej okrelonej welkoc jest uzalenona od lczby przeprowadzonych pomarów nazywana jest nepewnoc granczn wartoc rednej Dla pracy ndykowanej nepewno wyznaczena wartoc rednej oblczono z zalenoc [3]: L L ts (8) N Na Rys 3 przedstawono przedzay nepewnoc wyznaczena pracy ndykowanej L oraz nepewnoc wyznaczena wartoc rednej pracy ndykowanej L nanesone na charakterystyce 183

6 A Jamrozk A Kocszewsk W Tutak zman rednej wartoc L w funkcj wspóczynnka nadmaru powetrza dla n / ca = 5% Warto nepewnoc L meca s w grancach od 00 MPa dla = 16 co stanow 8% rednej wartoc pracy ndykowanej do 003 MPa dla = 0 co stanow 55% wartoc L Warto nepewnoc L zaweraa s w przedzale od 0001 MPa dla = 16 co stanow 017% rednej wartoc pracy ndykowanej do 000 MPa dla = 0 co stanow 033% wartoc L 078 L [MJ/m 3 ] DL L DL L Rys 3 Praca ndykowana oraz przedzay nepewno wyznaczena pracy ndykowanej L jej wartoc rednej L dla n / ca = 5% Fg 3 Indcated work wth uncertanty ranges determnaton ndcated work L and ts average value L for n / tot = 5% Gdy n / ca = 5% warto nepewnoc L meca s w grancach od 00 MPa dla = 16 co stanow 36% rednej wartoc pracy ndykowanej do 005 MPa dla = 0 co stanow 10% wartoc L Warto nepewnoc L zaweraa s w przedzale od 0001 MPa dla = 16 co stanow 01% rednej wartoc pracy ndykowanej do 0003 MPa dla = 0 co stanow 06% wartoc L 078 L [MJ/m 3 ] L DL DL L Rys 4 Praca ndykowana oraz przedzay nepewno wyznaczena pracy ndykowanej L jej wartoc rednej L dla n / ca = 5% Fg 4 Indcated work wth uncertanty ranges determnaton ndcated work L and ts average value L for n / tot = 5% Gdy n / ca = 8% warto nepewnoc L meca s w grancach od 00 MPa dla = 16 co stanow 9% rednej wartoc pracy ndykowanej do 003 MPa dla = 0 co stanow 63% wartoc L Warto nepewnoc L zaweraa s w przedzale od 0001 MPa dla = 16 co stanow 017% rednej wartoc pracy ndykowanej do 000 MPa dla = 0 co stanow 037% wartoc L 184

7 Indcaton Errors of Engne wth Two Stage Combuston System DL L DL L L [MJ/m 3 ] Rys 5 Praca ndykowana oraz przedzay nepewno wyznaczena pracy ndykowanej L jej wartoc rednej L dla n / ca = 8% Fg 5 Indcated work wth uncertanty ranges determnaton ndcated work L and ts average value L for n / tot = 8% Najwysz sprawno ndykowan slnk badawczy osgn kedy udza palwa wzbogacajcego meszank w komorze wstpnej wynos 5% Dla caego zakresu skadu meszank palnej utrzymywaa s na prawe staym pozome - 345% Maksymalne wartoc sprawnoc ndykowanej dla 5% 8% udzau adunku wzbogacajcego uzyskwane byy przy rónych wartocach wspóczynnków nadmaru powetrza Kedy n / ca = 5% najwksz sprawno ndykowan slnk osgn przy = 16 wynosa ona 34% dla n / ca = 8% sprawno 335% uzyskano przy = [%] n/ca / ca = 5% n/ca / = 50% n/ca / = 80% 30 Rys 6 Sprawno ndykowana w funkcj wspóczynnka nadmaru powetrza Fg 6 Indcated effcency versus excess ar factor Sprawno ndykowana jest stosunkem pracy ndykowanej wykonanej w cyklu pracy slnka do cepa doprowadzonego do slnka w tym cyklu W czase bada pomar cepa doprowadzonego w pojedynczym cyklu ne by molwy ponewa merzono lo cepa sumaryczn doprowadzon w czase klkuset cykl (okoo 500) Sprawno ndykowan okrelono jako stosunek pracy ndykowanej urednonej w czase trwana pomaru zuyca palwa do rednej loc cepa Praca ndykowana jest loczynem pracy ndykowanej pojemnoc skokowej ndra Bd pomaru rednej sprawnoc ndykowanej jest wc sum bdu pomaru rednej pracy ndykowanej bdu pomaru cakowtego cepa dostarczonego do slnka redna warto sprawnoc ndykowanej wyraona w % wynos: L Vs 100% ca L V (9) s 100% n 185

8 V - pojemno skokowa ndra [m 3 ] s ca A Jamrozk A Kocszewsk W Tutak - cakowte cepo dostarczone do slnka [MJ] - cepo dostarczone do ndra slnka [MJ] n - cepo dostarczone do komory wstpnej [MJ] Bd pomaru rednej wartoc sprawnoc ndykowanej: ca L ca n ca ca ca ca L n L - bd pomaru pracy ndykowanej [%] n ca n ca n n n ca n n n n n n n ca - bd pomaru cakowtego cepa dostarczonego do slnka [%] - bd pomaru cepa dostarczonego do ndra slnka [%] n - bd pomaru cepa dostarczonego do komory wstpnej [%] Bd pomaru pracy ndykowanej (1): L 3 1% Cepo dostarczone do ndra slnka: V W (11) 0 5 n t V - objto zyny doprowadzonej do ndra slnka [m 3 ] - gsto zyny [kg/m 3 ] W - warto opaowa zyny [MJ/kg] n t - prdko obrotowa slnka [1/mn] - czas zuyca zyny doprowadzonej do ndra slnka [mn] Bd pomaru cepa dostarczonego do ndra slnka: n (10) V W n t (1) V - bd pomaru objtoc zyny doprowadzonej do ndra slnka [%] - szacunkowy bd gstoc zyny [%] 186

9 Indcaton Errors of Engne wth Two Stage Combuston System W - szacunkowy bd wartoc opaowej zyny [%] n - bd pomaru prdkoc obrotowej slnka [%] t - bd pomaru czasu zuyca zyny w ndrze slnka [%] Bd pomaru objtoc zyny doprowadzonej do ndra slnka wyraono w % oblczono jako stosunek dzak elementarnej merncy objtocowej palwa do wartoc zmerzonej objtoc zyny: dzelem V 100% 5% (13) V Szacunkowy bd gstoc zyny [7]: 4 8% Szacunkowy bd wartoc opaowej zyny [8]: W 1% Bd pomaru prdkoc obrotowej slnka wyraono w % oblczono jako stosunek dzak elementarnej ukadu pomaru prdkoc obrotowej do jej wartoc zmerzonej: dzelem n 100% 0 1% (14) n Bd pomaru czasu zuyca zyny w ndrze slnka wyraono w % oblczono jako stosunek dzak elementarnej stopera do wartoc zmerzonego czasu: dzelem t 100% 0 % (15) t Cepo dostarczone do komory wstpnej slnka: V n W LPG LPG (16) n 0 5 n V strume objtoc propanu-butanu doprowadzonego do komory wstpnej [m 3 n - /mn] - gsto propanu-butanu [kg/m 3 LP G ] W LPG - warto opaowa propanu-butanu [MJ/kg] Bd pomaru cepa dostarczonego do komory wstpnej slnka: n V n LPG WLPG n (17) V n -bd pomaru strumena objtoc propanu-butanu doprowadzonego do komory wstpnej [%] - szacunkowy bd gstoc propanu-butanu [%] LPG W LPG - szacunkowy bd wartoc opaowej propanu-butanu [%] Bd pomaru strumena objtoc propanu-butanu doprowadzonego do komory wstpnej slnka wyraono w % oblczono jako stosunek dzak elementarnej rotametru gazowego do wartoc zmerzonej strumena objtoc gazu: dzele V m 100% % n V 5 (18) n Szacunkowy bd gstoc propanu-butanu [9]: LPG 68% Szacunkowy bd wartoc opaowej propanu-butanu [9]: W LPG 1 8% 187

10 A Jamrozk A Kocszewsk W Tutak Bd pomaru prdkoc obrotowej slnka (14): n 0 1% Wedug zalenoc (10) bd pomaru rednej sprawnoc ndykowanej wynos 6% Na warto nepewnoc wyznaczena sprawnoc ndykowanej ma wpyw nepewno wyznaczena pracy ndykowanej prdkoc obrotowej czasu zuyca zyny w ndrze slnka oraz strumena objtoc propanu-butanu doprowadzonego do komory wstpnej Nepewno wyznaczena sprawnoc ndykowanej okrelono z trzech pomarów prdkoc obrotowej czasu zuyca zyny w ndrze slnka strumena objtoc propanu-butanu doprowadzonego do komory wstpnej oraz z trzech rednch wartoc pracy ndykowanej Nepewno wyznaczena sprawnoc ndykowanej oblczono z zalenoc [3]: L L 0 5LV s n(v t n n t t 0 5Vs nt L V W V W 0 5 LVs t n V W V n n W LPG V V n t LPG W VnWLPGt ) 0 5 V W V W t n LPG t n LV ntv W s n LPG (19) V n 0 5 LV nt V W V W t Nepewno wyznaczena prdkoc obrotowej slnka: n t s n (0) n - odchylene standardowe pomaru prdkoc obrotowej slnka [1/mn] Nepewno wyznaczena czasu zuyca zyny w ndrze slnka: t t s t (1) g dze t - odchylene standardowe wartoc czasu zuyca dawk zyny [mn] Nepe wno wyznaczena strumena objtoc propanu-butanu dostarczonego do komory wstpnej slnka: V n t s () Vn - odchylene standardowe wartoc strumena objtoc propanu-butanu doprowadzonego do V n komory wstpnej [m 3 /mn] Nepewno wyznaczena wartoc rednej sprawnoc ndykowanej oblczono z zalenoc [3]: s L n t Vn L n t (3) V n Nepewno wyznaczena wartoc rednej pracy ndykowanej: L L t s (4) 3 W n LPG LPG 188

11 Indcaton Errors of Engne wth Two Stage Combuston System Nepewno wyznaczena wartoc rednej prdkoc obrotowej slnka: n n ts (5) 3 Nepewno wyznaczena wartoc rednej czasu zuyca zyny: t t ts (6) 3 Nepewno wyznaczena wartoc rednej strumena objtoc propanu-butanu doprowadzonego do komory wstpnej slnka: Vn V n t s (7) 3 Na Rys 7 przedstawono przedzay nepewnoc wyznaczena sprawnoc ndykowanej oraz nepewnoc wyznaczena wartoc rednej sprawnoc ndykowanej nanesone na charakterystyce zman rednej wartoc w funkcj wspóczynnka nadmaru powetrza dla n / ca = 5% Warto nepewnoc meca s w grancach od 16% dla = 16 co stanow 47% rednej wartoc sprawnoc ndykowanej do 7% dla = 0 co stanow 78% wartoc Warto nepewnoc zaweraa s w przedzale od 09% dla = 16 co stanow 7% wartoc do 16% dla = 0 co stanow 45% wartoc rednej [%] 33 9 DL DL 5 Rys 7 Sprawno ndykowana oraz przedzay nepewno wyznaczena sprawnoc ndykowanej jej wartoc rednej dla n / ca = 5% Fg 7 Indcated effcency wth uncertanty ranges determnaton ndcated effcency and ts average value for n / tot = 5% Gdy n / ca = 5% warto nepewnoc meca s w grancach od % dla = 16 co stanow 64% rednej wartoc sprawnoc ndykowanej do 44% dla = 0 co stanow 14 1% wartoc Warto nepewnoc zaweraa s w przedzale od 13% dla = 16 co stanow 37% wartoc do 5% dla = 0 co stanow 81% wartoc rednej [%] 33 9 DL DL 5 Rys 8 Sprawno ndykowana oraz przedzay nepewno wyznaczena sprawnoc ndykowanej jej wartoc rednej dla n / ca = 5% Fg 8 Indcated effcency wth uncertanty ranges determnaton ndcated effcency and ts average value for n / tot = 5% 189

12 A Jamrozk A Kocszewsk W Tutak Gdy n / ca = 8% warto nepewnoc meca s w grancach od 15% dla = 16 co stanow 46% rednej wartoc sprawnoc ndykowanej do 8% dla = 0 co stanow 83% wartoc Warto nepewnoc zaweraa s w przedzale od 09% dla = 16 co stanow 7% wartoc do 16% dla = 0 co stanow 48% wartoc rednej [%] 33 9 DL DL 5 Rys 9 Sprawno ndykowana oraz przedzay nepewno wyznaczena sprawnoc ndykowanej jej wartoc rednej dla n / ca = 8% Fg 9 Indcated effcency wth uncertanty ranges determnaton ndcated effcency and ts average value for n / tot = 8% Jednym z podstawowych kryterów oceny poprawnoc dzaana slnka spalnowego jest nepowtarzalno obegów jego pracy Jako mar nepowtarzalnoc obegu slnka przyjto wspóczynnk nepowtarzalnoc pracy ndykowanej COV L wyraony w % oblczany jako stosunek odchylena standardowego pracy ndykowanej slnka do jej wartoc rednej z trzech pomarów zawerajcych po 95 zarejestrowanych cykl pracy slnka L COVL 100% (8) L Praca slnka konwencjonalnego realzujcego jednostopnowy system spalana zaslanego meszank homogenczn w zakrese wysokch wartoc we s z pogorszenem stablnoc jego pracy objawajcym s znaczn nepowtarzalnoc kolejnych cykl oraz wypadanem zaponów Wedug lteratury [10] granca poprawnej pracy slnka spalnowego wyraona maksymaln wartoc wspóczynnka nepowtarzalnoc pracy ndykowanej COV L wynos 10% Najmnejsze wartoc wspóczynnka COV L wynoszce od 145% dla n / ca = 5 8% do 186% dla n / ca = 5% uzyskano dla kadego z trzech rozpatrywanych udzaów adunku wzbogacajcego w komorze wstpnej przy równym okoo 16 9 COV L [%] n/ca / = 5% 5% n/ca / = 50% 50% n/ca / = 80% 80% 1 Rys 10 Wspóczynnk nepowtarzalnoc pracy ndykowanej w funkcj wspóczynnka nadmaru powetrza Fg 10 Non-repeatablty factor of ndcated work versus excess ar factor 190

13 Indcaton Errors of Engne wth Two Stage Combuston System Przyjto e nepewno wyznaczena wspóczynnka nepowtarzalnoc pracy ndykowanej COV L ma rozkad normalny oblczano j z zalenoc [3]: COVL t s COVL (9) COVL - odchylene standardowe wartoc wspóczynnka COV L [%] Na warto odchylena standardowego wspóczynnka nepowtarzalnoc pracy ndykowanej COV L skada s nepewno wyznaczena odchylena standardowego pracy ndykowanej L oraz nepewno wyznaczena rednej wartoc pracy ndykowanej L Odchylene standardowe wartoc wspóczynnka COV L oblczono wykorzystujc zaleno na warancj funkcj dwóch zmennych [11]: COV L COVL COVL L L L L (30) L - odchylene standardowe odchylena standardowego pracy ndykowanej [MJ/m 3 ] L - odchylene standardowe wartoc redn ej prac y ndykowanej [MJ/m 3 ] Po zrónczkowanu odchylene standardowe wartoc wspóczynnka nepowtarzalnoc pracy ndykowanej COV L wynos: 1 L COVL 100% L L L (31) L Odchylene standardowe odchylena standardowego pracy ndykowanej (wzgldna nepewno L ) wynos [3]: 1 L (3) L ( N 1) Odchylene standardowe wartoc rednej pracy ndykowanej: L (33) N Nepewno wyznaczena wspóczynnka nepowtarzalnoc pracy ndykowanej bdze male ze wzrostem lczby pomarów N Im wcej powtórze pomarów tym L oraz L bd mnejsze bardzej warygodne a tym samym nepewno okrelena wspóczynnka COV L bdze mnejsza Na Rys 11 przedstawono przedzay nepewnoc wyznaczena wartoc wspóczynnka nepowtarzalnoc pracy ndykowanej COV L nanesone na charakterystyce zman COV L w funkcj wspóczynnka nadmaru powetrza dla n / ca = 5% Dla caego zakresu warto nepewnoc COV L stanowa 83% wartoc wspóczynnka nepowtarzalnoc pracy ndykowanej COV L meca s w grancach od 01% dla = 16 do 03% dla = 0 5 L 4 [%] COV L 3 1 Rys 11 Wspóczynnk nepowtarzalnoc pracy ndykowanej COV L oraz przedzay nepewno wyznaczena wspóczynnka COV L dla n / ca = 5% Fg 11 Non-repeatablty factor of ndcated work COV L wth uncertanty ranges determnaton COV L for n / tot = 5% 191

14 A Jamrozk A Kocszewsk W Tutak Gdy n / ca = 5% warto nepewnoc COV L stanowa 83% wartoc wspóczynnka nepowtarzalnoc pracy ndykowanej COV L meca s w grancach od 015% dla = 16 do 043% dla = COV L [%] Rys 1 Wspóczynnk nepow tarzalnoc pracy ndykowanej COV L oraz przedzay nepewno wyznaczen a wspóczynnka COV L dla n / ca = 5% Fg 1 Non-repeatablty factor of ndcated work COV L wth uncertanty ranges determnaton COV L for n / tot = 5% Gdy n / ca = 8% warto nepewnoc COV L stanowa 83% wartoc wspóczynnka nepowtarzalnoc pracy ndykowanej COV L meca s w grancach od 01% dla = 16 do 06% dla = COV L [%] 3 1 Rys 13 Wspóczynnk nepowtarzalnoc pracy ndykowanej COV L oraz przedzay nepewno wyznaczena wspóczynnka COV L dla n / ca = 8% Fg 13 Non-repeatablty factor of ndcated work COV L wth uncertanty ranges determnaton COV L for n / tot = 8% 4 Podsumowane Jak wykazuje praktyka aden pomar nezalene od starannoc jego wykonana ne daje cakowce dokadnego wynku Bd o znanych grancach jest neodczn czc wynku pomaru a wynk pomaru którego bdy ne s znane jest wynkem nc nemówcym Indykowane slnka spalnowego jest obecne standardow metod badawcz stosowan w dzedzne tokowych slnków spalnowych pozwalajc na rejestracj chwlowych wartoc parametrów procesów zachodzcych w ndrze slnka umolwajc analz wpywu rónych czynnków na ch przebeg Powszechna opna o precyzj wykorzystywanych podczas ndykowana systemów komputerowych oraz czujnków pomarowych prowadz do przekonana e ndykowane jest bardzo dokadn warygodn powtarzaln procedur badawcz oraz e spena wymagana stawane w zakrese dokadnoc pomarów umolwa otrzymane stotnych welkoc ocenajcych prac slnka [1] Na podstawe przeprowadzonej analzy bdów nepewnoc pomarowych wynków procesu ndykowana slnka spalnowego mona stwerdz e wyznaczone gówne parametry charakteryzujce prace slnka s obarczone do znacznym bdem nepewnoc pomaru Bd 19

15 Indcaton Errors of Engne wth Two Stage Combuston System pomaru pracy ndykowanej slnka badawczego: L = 31% Maksymalna warto nepewnoc wyznaczena pracy ndykowanej: L = 10% Bd pomaru sprawnoc ndykowanej slnka badawczego: = 6% Maksymalna warto nepewnoc wyznaczena sprawnoc ndykowanej: = 141% Nepewno wyznaczena wspóczynnka nepowtarzalno pracy ndykowanej slnka: COV L = 83% Wydaje s e aby mona byo warygodne nterpretowa wynk analzy ndykowana tokowego slnka spalnowego pownny one zawera wartoc bdów nepewnoc pomarowych a wykrelone charakterystyk zman wynków pomarów pownny by uzupenane o supk bdów lub pola nepewnoc pomarowych Lteratura [1] Gruca M LCTXR program do rejestracj analzy sygnaów Instytut Maszyn Tokowych Technk Sterowana Czstochowa 001 [] Cupa K SILNIK wersja 0015 program do opracowywana wykresów ndykatorowych Instytut Maszyn Tokowych Technk Sterowana Czstochowa 00 [3] Taylor J R Wstp do analzy bdu pomarowego PWN Warszawa 1995 [4] Kstler Instructon Manual Water-Cooled ThermoCOMP Pressure Sensors Type 7061B 7063A 6061B 6067C1 6041A 6043A [5] [6] AMBEX Instrukcja karty LC [7] Norma PN-C-9605 Przetwory naftowe Benzyny slnkowe Benzyny etylzowane 1999 [8] Golec K Stpe Z Palwa oleje slnkowe Skrypt dla studentów wyszych szkó techncznych Poltechnka Krakowska 1993 [9] Jakóbec J Jank R Gardysk L Wpyw paketu dodatku uszlachetnajcego na wacwoc fzykochemczne uytkowe auto-gazu VI Mdzynarodowa Konferencja Naukowa Slnk Gazowe 003 Konstrukcja - Badana - Eksploatacja - Palwa odnawalne 003 [10] Heywood J B Internal combuston engne fundamentals McGraw Hll Book Company 1988 [11] Volk W Statystyka stosowana dla nynerów WNT Warszawa 1973 [1] Ambrozk A Kurczysk D Analza szybkoc szybkozmennych slnka AD315 UR zaslanego palwem mneralnym palwem pochodzena rolnnego ch meszannam MOTROL [13] Cupa K Duysk A Gruca M Grzelka J Some errors of gas engne ndcaton Journal of KONES Combuston Engnes Vol 8 No

16