IDENTIFICATION METHOD OF KNOCK COMBUSTION IN TWO-FUEL COMBUSTION IGNITION ENGINE

Podobne dokumenty
ANALYSIS OF HEAD VIBRATION IN THE DUAL-FUEL DIESEL ENGINE

Drgania głowicy silnika wysokoprężnego zasilanego dwupaliwowo

GRANICA SPALANIA STUKOWEGO W DWUPALIWOWYM SILNIKU O ZAPŁONIE SAMOCZYNNYM KNOCK COMBUSTION LIMIT IN A TWO-FUEL DIESEL ENGINE

KNOCK COMBUSTION IN DUAL FUEL TURBOCHARGED COMPRESSION IGNITION ENGINES

3. BADA IE WYDAJ OŚCI SPRĘŻARKI TŁOKOWEJ

Badanie bezszczotkowego silnika prądu stałego z magnesami trwałymi (BLDCM)

Załącznik Szczegółowy opis przedmiotu zamówienia na CZĘŚĆ II

UKŁAD ROZRUCHU SILNIKÓW SPALINOWYCH

PAŃSTWOWA WYŻSZA SZKOŁA ZAWODOWA W PILE INSTYTUT POLITECHNICZNY. Zakład Budowy i Eksploatacji Maszyn PRACOWNIA TERMODYNAMIKI TECHNICZNEJ INSTRUKCJA

Ćwiczenie: "Ruch harmoniczny i fale"

ANALYSIS OF POSSIBILITY OF DUAL FUELLING OF TURBOCHARGED CI ENGINE WITH ETHANOL AND DIESEL OIL

WPŁYW PRZEDWTRYSKU NA ZAJWISKA FALOWE W ZASOBNIKOWYM UKŁADZIE WTRYSKOWYM SILNIKA O ZAPŁONIE SAMOCZYNNYM

7. REZONANS W OBWODACH ELEKTRYCZNYCH

Dr inż. Andrzej Tatarek. Siłownie cieplne

PRAWA ZACHOWANIA. Podstawowe terminy. Cia a tworz ce uk ad mechaniczny oddzia ywuj mi dzy sob i z cia ami nie nale cymi do uk adu za pomoc

LABORATORIUM PRZYRZĄDÓW PÓŁPRZEWODNIKOWYCH

WPŁYW WŁAŚCIWOŚCI PALIW MINERALNYCH I ROŚLINNYCH NA PRĘDKOŚĆ NARASTANIA CIŚNIENIA W PRZEWODZIE WTRYSKOWYM I EMISJĘ AKUSTYCZNĄ WTRYSKIWACZA

DUAL FUEL TURBOCHARGED CI ENGINE EQUIPPED WITH COMMON RAIL SYSTEM FUELLED WITH NATURAL GAS AND DIESEL OIL

tel/fax lub NIP Regon

Projekt MES. Wykonali: Lidia Orkowska Mateusz Wróbel Adam Wysocki WBMIZ, MIBM, IMe

Sterowanie maszyn i urządzeń

11.1. Zale no ć pr dko ci propagacji fali ultrad wi kowej od czasu starzenia

SPOSOBY KORYGOWANIA CHARAKTERYSTYK ZAWORÓW PROPORCJONALNYCH

Harmonogramowanie projektów Zarządzanie czasem

LABORATORIUM STEROWANIE SILNIKA KROKOWEGO

Badanie silnika asynchronicznego jednofazowego

INSTRUKCJA OBSŁUGI WD2250A. WATOMIERZ 0.3W-2250W firmy MCP

PORÓWNANIE OBCI E UKŁADÓW KORBOWYCH W RÓ NYCH TYPACH SILNIKÓW TŁOKOWYCH

BADANIA NOWEGO SYSTEMU SPALANIA W SILNIKU DWUSUWOWYM MAŁEJ MOCY BADANIA NOWEGO SYSTEMU SPALANIA W SILNIKU DWUSUWOWYM MAŁEJ MOCY

40. Międzynarodowa Olimpiada Fizyczna Meksyk, lipca 2009 r. ZADANIE TEORETYCZNE 2 CHŁODZENIE LASEROWE I MELASA OPTYCZNA

Od redakcji. Symbolem oznaczono zadania wykraczające poza zakres materiału omówionego w podręczniku Fizyka z plusem cz. 2.

Lekcja 173, 174. Temat: Silniki indukcyjne i pierścieniowe.

Wzmacniacze. Rozdzia Wzmacniacz m.cz

Automatyka. Etymologicznie automatyka pochodzi od grec.

PL B BUP 19/04. Sosna Edward,Bielsko-Biała,PL WUP 03/10 RZECZPOSPOLITA POLSKA (12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11)

Transport Mechaniczny i Pneumatyczny Materiałów Rozdrobnionych. Ćwiczenie 2 Podstawy obliczeń przenośników taśmowych

Pomiar mocy pobieranej przez napędy pamięci zewnętrznych komputera. Piotr Jacoń K-2 I PRACOWNIA FIZYCZNA

Kto poniesie koszty redukcji emisji CO2?

KLAUZULE ARBITRAŻOWE

Sterownik Silnika Krokowego GS 600

FORUM ZWIĄZKÓW ZAWODOWYCH

SPRAWOZDANIE Z REALIZACJI XXXII BADAŃ BIEGŁOŚCI I BADAŃ PORÓWNAWCZYCH HAŁASU W ŚRODOWISKU Warszawa kwiecień 2012r.

LABORATORIUM TECHNOLOGII NAPRAW WERYFIKACJA TULEJI CYLINDROWYCH SILNIKA SPALINOWEGO

INFLUENCE OF DIESEL ENGINE FUELLING WITH FAEE AND FAME ON STREAM SPRAY AND IGNITION DELAY ANGELS

ZAANGA OWANIE PRACOWNIKÓW W PROJEKTY INFORMATYCZNE

EFFECT OF LOAD AND FUEL TYPE ON FAST-CHANGING QUANTITIES IN SELF-IGNITION ENGINE

Eksperyment,,efekt przełomu roku

dodatki do oleju napędowego

Effect of dual fuelling on selected operating parameters and emission of a turbocharged compression ignition engine

Demontaż. Uwaga: Regulacja napięcia paska zębatego może być wykonywana tylko przy zimnym silniku.

Dobór nastaw PID regulatorów LB-760A i LB-762

NAP D I STEROWANIE PNEUMATYCZNE

2.Prawo zachowania masy

2. Przyk ad zadania do cz ci praktycznej egzaminu dla wybranych umiej tno ci z kwalifikacji E.20 Eksploatacja urz dze elektronicznych

Dwupaliwowy silnik o zapłonie samoczynnym zasilany wtryskowo paliwem LPG w fazie ciekłej

Stanowisko Rzecznika Finansowego i Prezesa Urzędu Ochrony Konkurencji i Konsumentów w sprawie interpretacji art. 49 ustawy o kredycie konsumenckim

Ustawienie wózka w pojeździe komunikacji miejskiej - badania. Prawidłowe ustawienie

URZĄD OCHRONY KONKURENCJI I KONSUMENTÓW

Tester pilotów 315/433/868 MHz

Projekty uchwał dla Zwyczajnego Walnego Zgromadzenia

(13) B1 PL B1 RZECZPOSPOLITA POLSKA (12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11)

1. Brak wystawiania faktur wewnętrznych dokumentujących WNT lub import usług.

WYMAGANIA EDUKACYJNE SPOSOBY SPRAWDZANIA POSTĘPÓW UCZNIÓW WARUNKI I TRYB UZYSKANIA WYŻSZEJ NIŻ PRZEWIDYWANA OCENY ŚRÓDROCZNEJ I ROCZNEJ

PROCEDURA OCENY RYZYKA ZAWODOWEGO. w Urzędzie Gminy Mściwojów

Techniczne nauki М.М.Zheplinska, A.S.Bessarab Narodowy uniwersytet spożywczych technologii, Кijow STOSOWANIE PARY WODNEJ SKRAPLANIA KAWITACJI

ARKUSZ EGZAMINACYJNY ETAP PRAKTYCZNY EGZAMINU POTWIERDZAJ CEGO KWALIFIKACJE ZAWODOWE CZERWIEC 201

art. 488 i n. ustawy z dnia 23 kwietnia 1964 r. Kodeks cywilny (Dz. U. Nr 16, poz. 93 ze zm.),

Keywords: compression ratio, dual-fuel engine, combustion process, natural gas

Przykłady oszczędności energii w aplikacjach napędowych

Wyznaczenie sprawności grzejnika elektrycznego i ciepła właściwego cieczy za pomocą kalorymetru z grzejnikiem elektrycznym

Projektowanie bazy danych

Prezentacja dotycząca sytuacji kobiet w regionie Kalabria (Włochy)

ANALOGOWE UKŁADY SCALONE

2) Drugim Roku Programu rozumie się przez to okres od 1 stycznia 2017 roku do 31 grudnia 2017 roku.

LABORATORIUM DIAGNOSTYKI UKŁADÓW PODWOZIA SAMOCHODU Instrukcje do ćwiczeń

wiat o mo e by rozumiane jako strumie fotonów albo jako fala elektromagnetyczna. Najprostszym przypadkiem fali elektromagnetycznej jest fala p aska

Strategia rozwoju sieci dróg rowerowych w Łodzi w latach

UMOWA korzystania z usług Niepublicznego Żłobka Pisklęta w Warszawie nr../2013

Bielsko-Biała, dn r. Numer zapytania: R WAWRZASZEK ISS Sp. z o.o. ul. Leszczyńska Bielsko-Biała ZAPYTANIE OFERTOWE

Obciążenie dachów wiatrem w świetle nowej normy, cz. 1

KOMISJA WSPÓLNOT EUROPEJSKICH. Wniosek DECYZJA RADY

PODSTAWY METROLOGII ĆWICZENIE 4 PRZETWORNIKI AC/CA Międzywydziałowa Szkoła Inżynierii Biomedycznej 2009/2010 SEMESTR 3

Przygotowały: Magdalena Golińska Ewa Karaś

wzór Załącznik nr 5 do SIWZ UMOWA Nr /

Olej rzepakowy, jako paliwo do silników z zapłonem samoczynnym

13. Subsydiowanie zatrudnienia jako alternatywy wobec zwolnień grupowych.

Rekompensowanie pracy w godzinach nadliczbowych

USTAWA. z dnia 26 czerwca 1974 r. Kodeks pracy. 1) (tekst jednolity)

Dynamika wzrostu cen nośników energetycznych

Krótkoterminowe planowanie finansowe na przykładzie przedsiębiorstw z branży 42

Wyznaczanie współczynnika sprężystości sprężyn i ich układów

Uwarunkowania rozwoju miasta

Grupa bezpieczeństwa kotła KSG / KSG mini

Opinia do ustawy o zmianie ustawy Prawo ochrony środowiska. (druk nr 1035)

SPRZĄTACZKA pracownik gospodarczy

EMISJA SPALIN Z WOZÓW BOJOWYCH ROSOMAK W WARUNKACH POLIGONOWYCH

U S T A W A. z dnia. o zmianie ustawy o ułatwieniu zatrudnienia absolwentom szkół. Art. 1.

Wykład 10. Urządzenia energoelektroniczne poprzez regulację napięcia, prądu i częstotliwości umoŝliwiają

P 0max. P max. = P max = 0; 9 20 = 18 W. U 2 0max. U 0max = q P 0max = p 18 2 = 6 V. D = T = U 0 = D E ; = 6

COMPARISON OF COMBUSTION PROCESS FOR DIESEL FUEL AND RAPE SEED OIL METHYL ESTERS IN THE CONSTANT VOLUME CHAMBER

Transkrypt:

Journal of KONES Powertrain and Transport, Vol. 1, No. 8 IDENTIFICATION METHOD OF KNOCK COMBUSTION IN TWO-FUEL COMBUSTION IGNITION ENGINE Andrzej Ró ycki Radom Technical University Institute of Maintenance of Vehicles and Machines Al. Chrobrego, 6-6 Radom, Poland tel.: +8 8 361766, fax: +8 8 36176 e-mail: andrzej.rozycki@pr.radom.pl Abstract The article presents the research method by the use of which the identification of gas fuel limit participation in the charge delivered to the cylinder would be possible. The research, on the basis of which the criterion has been worked out, was carried on one-cylinder combustion ignition engine. The results of the research proved that too big gas fuel participation leads to the rise of the knock combustion phenomenon. This phenomenon strongly affects the head vibrations causing the rapid growth of the vibration amplitude during the combustion period. The results of the research as well as their further analysis showed that a high correlation of the head vibration amplitude with the variables of pressure during the knock combustion occur regardless of the applied power system. Performed research of bi-fuel CI engine affirmed the possibility of occurrence of the knock combustion. Awareness of this is so much essential, that with conventional engine fueling the knock combustion does not exists. In accordance with above, essential was the selection of research method, which allows the analysis of this occurrence. From considerations carried out in the article, results that: the utilization of the measurements of the head vibrations is possible for identifying the knock combustion in CI bi-fuel engine, most convenient for the identification is the use the amplitude values of the head vibrations occurring in the combustion period, the correlation coefficient of maximum amplitudes of the pressure pulsation and maximum amplitudes of the head vibrations was equal to.99, the change of the fueling system from the standard one to the common rail system does not change correlation between the amplitudes of the pressure pulsation in engine cylinder and the head vibrations. Keywords: knock combustion, dual fueling of CI engine, alternative fuel, head vibration METODA IDENTYFIKACJI SPALANIA STUKOWEGO W DWUPALIWOWYM SILNIKU O ZAP ONIE SAMOCZYNNYM Streszczenie W artykule opisano metod badawcz przy pomocy, której mo liwe b dzie zdefiniowanie granicznego udzia u paliwa gazowego w adunku dostarczanym do cylindra. Badania na podstawie, których opracowano kryterium zosta y przeprowadzone na jednocylindrowym silniku o zap onie samoczynnym. Wyniki bada wykaza y, e zbyt du y udzia paliwa gazowego prowadzi do powstawania w procesie roboczym silnika zjawiska spalania stukowego. Zjawisko to silnie oddzia uje na drgania g owicy, powoduj c gwa towny wzrost amplitudy drga w okresie spalania. Wyniki bada i ich dalsza analiza wykaza y wysok korelacj amplitudy drga g owicy z pulsacjami ci nienia w czasie spalania stukowego niezale nie od zastosowanego uk adu zasilania. Przeprowadzone badania silnika o ZS zasilanego dwupaliwowo potwierdzi y mo liwo wyst powania zjawiska spalania stukowego. Spostrze enie to jest na tyle istotne, e przy konwencjonalnym sposobie zasilania silnika o zap onie samoczynnym spalanie stukowe nie wyst puje. W zwi zku z powy szym istotne by o wytypowanie metody badawczej umo liwiaj cej analiz tego zjawiska. Z przeprowadzonych w powy szym artykule rozwa a wynika, e: mo liwe jest wykorzystanie pomiarów drga g owicy do identyfikowania spalania stukowego w dwupaliwowym silniku o ZS, do identyfikacji najwygodniej jest wykorzysta warto ci amplitudy drga g owicy wyst puj ce w okresie spalania, wspó czynnik korelacji maksymalnych amplitud pulsacji ci nienia i maksymalnych amplitud drga g owicy by równy,99, zmiana uk adu zasilania ze standardowego na common rail nie zmienia korelacji pomi dzy amplitudami pulsacji ci nienia w cylindrze a drganiami g owicy. S owa kluczowe: spalanie stukowe, silnik o zap onie samoczynnym, amplituda drga g owicy, paliwo gazowe

A. Ró ycki 1. Wst p Zmniejszaj ce si zasoby ropy naftowej oraz coraz bardziej restrykcyjne normy zwi zane z ochron rodowiska powoduj, e rozwój silników spalinowych jest ukierunkowany na dostosowywanie ich konstrukcji do zasilania paliwami alternatywnymi. W ród ró nych rodzajów paliw alternatywnych coraz wi kszego znaczenia nabieraj paliwa gazowe LPG (liquefied petroleum gas) i CNG (compressed natural gas). Ze wzgl du na zbli one w a ciwo ci fizykochemiczne paliw gazowych do benzyny zasilanie tymi paliwami silników o ZI nie stwarza wi kszych problemów. W chwili obecnej szeroko stosowane s ju instalacje pozwalaj ce zasila silniki o ZI paliwem gazowym LPG. Powstaje równie coraz wi cej rozwi za dostosowuj cych silnik o ZI do zasilania paliwem CNG. Znacznie wi ksze trudno ci wyst puj przy zasilaniu paliwami gazowymi silników o ZS. Ze wzgl du na du e stopnie spr ania zasilanie silnika o ZS czystym paliwem gazowym jest niemo liwe ze wzgl du na spalanie stukowe, które mo e doprowadzi do uszkodzenia silnika. Od dawna znane s rozwi zania, które umo liwiaj zasilanie silnika o ZS paliwami gazowymi. Polegaj one na zainicjowaniu procesu spalania dawk pilotuj c w atmosferze powietrza i paliwa gazowego. Z dotychczasowych bada nad tym sposobem zasilania wynika, e w miar wzrostu obci enia, udzia paliwa gazowego w mieszance paliwowo-powietrznej powinien si zmniejsza, poniewa zbyt du y jego udzia powoduje pojawianie si w kolejnych cyklach pracy spalania stukowego. Wyeliminowanie tego zjawiska mo e by realizowane przez zwi kszanie w mieszance udzia u oleju nap dowego lub opó nianie pocz tku wtrysku dawki oleju nap dowego inicjuj cej proces spalania. Omawiane zjawisko stuku by o g ówn przyczyn zmniejszenia trwa o ci silnika o ZS zasilanego olejem nap dowym i LPG. Prace nad tego typu zasilaniem prowadzone by y w Zak adzie Silników Spalinowych i Pojazdów Politechniki Radomskiej [1]. Podobne uszkodzenia t oka zwi zane ze spalaniem stukowym przedstawiono w pracy []. Z powy szych rozwa a wynika, e ten typ spalania powinien by uwzgl dniony w procesie dostosowania silnika o zap onie samoczynnym do zasilania dwupaliwowego. W pierwszej kolejno ci nale y opracowa metod identyfikacji wyst powania spalania stukowego w czasie spalania adunku sk adaj cego si z par: oleju nap dowego i paliwa gazowego. Wielko ciami, którymi mo na opisa te pulsacje s : cz stotliwo, intensywno oraz g sto widmowa [3]. W zwi zku z powy szym, do rozpoznania podstawowych w a ciwo ci mog cych mie praktyczne zastosowanie w procesie sterowania silnikiem, zastosowano jednocze nie pomiary zmian ci nienia w cylindrze silnika oraz pomiary drga g owicy.. Stanowisko pomiarowe Badania przeprowadzono na stanowisku hamulcowym, wyposa onym w badawczy silnik wysokopr ny 1HC1 i hamulec elektrowirowy Wibrometer 3WB1. W pierwszym etapie bada silnik wyposa ony by w tradycyjny uk ad zasilania (pompa rz dowa, wtryskiwacz jednootworkowy) oraz w typowy uk ad zasilania gazem LPG firmy LOVATO. W drugim etapie silnik wyposa ono w wysokoci nieniowy uk ad wtryskowy typu common rail oraz we wtryskowy uk ad zasilania gazem LPG. Do pomiaru parametrów szybkozmiennych cyklu roboczego u yto system pomiarowy, którego g ównym elementem by a karta przetwornika analogowo-cyfrowego KPCI 311 o szybko ci próbkowania równej 1, MHz firmy Keythley []. W obydwu etapach bada podstawowym torem pomiarowym by tor, za pomoc którego mierzono drgania g owicy. G ównym elementem toru by czujnik spalania stukowego DR 1989 firmy OPEL. Miejsce zamontowania czujnika na g owicy przedstawiono na Fot. 1. W celu porównania widma drga g owicy ze zjawiskami zachodz cymi w cylindrze silnika i w jego uk adzie zasilania mierzone by y równie zmiany: - ci nienia w cylindrze silnika za pomoc czujnika piezokwarcowego 8Qpc firmy AVL, - ci nienia w przewodzie wtryskowym za pomoc czujnika piezokwarcowego QL61B firmy AVL, - wzniosu iglicy wtryskiwacza za pomoc czujnika CL8 firmy ZEPWN Marki. 8

Identification Method of Knock Combustion in Two-Fuel Combustion Ignition Engine Czujnik stuku DR 19 89-F Fot. 1. Miejsce zamontowania czujnika stuku na g owicy Photo 1 The place of mounting of knock sensor on the engine head wielokana owy nadajnik adresacji k towej blok wzmacniaczy syggna ów interfejs ` sygna y z nadajnika kata sygna ci nienia w cylindrze ` Uk ad sterowania systemem Common rail Uk ad sterowania systemem wtrysku LPG sygna y z czujnika stuku 1. Nm karta A/C KPCI311 hamulec elektrowirowy Wibrometer 3WB1 silnik 1HC1 Rys.1. Schemat stanowiska pomiarowego Fig. 1. Diagram of the test stand Ze wzgl du na zmian uk adu zasilania silnika, w drugim etapie bada system pomiarowy wyposa ono w trzy tory pomiarowe umo liwiaj ce jednoczesny pomiar: - ci nienia w cylindrze silnika za pomoc czujnika piezokwarcowego 8Qpc firmy AVL, - napi cia steruj cego wtryskiwaczem oleju nap dowego, - drga g owicy za pomoc czujnika DR 19 89-F. Schemat stanowiska pomiarowego przedstawiono na Rys. 1. 3. Przebieg bada identyfikuj cych zjawisko spalania stukowego Badania stanowiskowe umo liwi y okre lenie w a ciwo ci widma drga g owicy silnika w pe nym cyklu roboczym. Polega y one na jednoczesnych pomiarach ci nienia w cylindrze, ci nienia w przewodzie wtryskowym, wzniosu iglicy wtryskiwacza oraz drga g owicy. Czas cyklu pomiarowego 81

A. Ró ycki wynosi 1 s. W ka dym cyklu pomiarowym zadawano cz stotliwo próbkowania równ khz. Badania porównawcze przeprowadzono w wybranych punktach czterech charakterystyk obci eniowych, sporz dzonych dla k tów pocz tku dawki pilotuj cej wynosz cych ºOWK i 3ºOWK przed GMP i dla pr dko ci obrotowych silnika 1 obr/min i 18 obr/min. Parametry te obejmuj zakres pracy silnika, w którym osi ga on najwi kszy moment obrotowy. Dawka inicjuj ca oleju nap dowego umo liwia a osi ganie przez silnik momentu obrotowego wynosz cego Nm. Dalsze zwi kszanie momentu obrotowego silnika a do wyst pienia wyra nie s yszalnego zjawiska spalania stukowego, odbywa o si poprzez wzrost udzia u paliwa gazowego w mieszance. Zarejestrowane w trakcie pomiarów wielko ci pos u y y do okre lenia warto ci podstawowych parametrów drga g owicy (cz stotliwo ci, amplitudy) i faz cyklu pracy, w których one wyst puj. Badania silnika w drugim etapie polega y na pomiarach parametrów pracy silnika w wybranych punktach charakterystyk obci eniowych. Charakterystyki wykonywane by y dla sze ciu pr dko ci obrotowych i dwóch k tów pocz tku wtrysku: 1ºOWK i ºOWK przed GMP. Wybór powy szych warto ci k tów pocz tku wtrysku by wynikiem analiz wykonanych w pierwszym etapie bada. Wnioski z przeprowadzonych analiz wykaza y, e najwi ksz sprawno silnik uzyskuje przy k cie pocz tku wtrysku wynosz cym ºOWK przed GMP. Jednak trwa o silnika jest niewielka (oko o h pracy w próbie trwa o ciowej) z powodu du ej intensywno ci wyst powania spalania stukowego. Obni enie intensywno ci spalania stukowego osi gano poprzez zmniejszenie k ta pocz tku wtrysku. Z tego powodu do bada przyj to drug warto k ta pocz tku wtrysku wynosz c 1ºOWK przed GMP. Mniejsze warto ci k ta pocz tku wtrysku mog jednak prowadzi do nadmiernych strat cieplnych silnika. Zwi kszanie obci enia, przy ustalonej pr dko ci obrotowej, realizowane by o poprzez zwi kszanie udzia u paliwa gazowego w mieszance. W ka dym punkcie charakterystyki wykonywane by y pomiary ci nie w cylindrze i drgania g owicy w 3 kolejnych cyklach roboczych.. Wyniki analiz drga g owicy i oscylacji ci nienia w cylindrze w pierwszym etapie bada Na Rys.. przedstawiono wykresy zarejestrowanych w pojedynczym cyklu pracy: zmiany ci nienia w cylindrze, zmiany ci nienia w przewodzie wtryskowym, wzniosy iglicy wtryskiwacza i drgania g owicy. Z wykresu przedstawiaj cego przebieg drga g owicy mo na wyodr bni przedzia y czasowe: 16- ms, 36- ms i 9-6 ms, w których amplituda drga wyra nie wzrasta. Wyra ne zwi kszenie poziomu drga g owicy pojawiaj ce si w zakresach: 16- ms, 36- ms jest spowodowane zjawiskami wyst puj cymi w okresach: przekrycia zaworów i zamykania zaworu dolotowego. Drgania widoczne w zakresie 9-6 ms spowodowane s procesem wtrysku paliwa i pulsacjami ci nienia w cylindrze w okresie spalania..1. Analiza widmowa drga g owicy Dok adn analiz zarejestrowanych sygna ów opisano w []. Procedura obliczania w a ciwo ci drga g owicy polega a na obliczaniu, przy pomocy szybkiej transformaty Fouriera (FFT) cz stotliwo ci i amplitudy pulsacji wyst puj cych w czasie zamykania zaworów dolotowego i wylotowego oraz w okresie od pocz tku wtrysku do po owy suwu pracy. Wykresy przedstawiaj ce te analizy zamieszczono na Rys. 3. Wykresy na Rys. - przedstawiaj analizy obejmuj ce tylko przedzia czasowy obejmuj cy faz wtrysku paliwa do cylindra i okres pocz tku spalania. Wnioski, jakie mo na wysnu z analizy ww. wykresów s nast puj ce: - istniej dwie charakterystyczne cz stotliwo ci drga g owicy w okresie jednego cyklu roboczego, które zawieraj si w granicach 7-8 khz i -3 khz (Rys. ), - cz stotliwo drga g owicy odpowiadaj ca zakresowi 7-8 khz jest cz stotliwo ci dominuj c w okresie spalania (Rys. 3 i Rys. ), 8

Identification Method of Knock Combustion in Two-Fuel Combustion Ignition Engine - cz stotliwo w zakresie -3 khz zwi zana jest z prac wtryskiwacza w fazie wtrysku, - nast puje gwa towny wzrost amplitudy drga g owicy o cz stotliwo ci 7-8 khz odpowiadaj cej okresowi spalania w chwili pojawiania si spalania stukowego (Rys. ). napi cie na wyj ciu ze wzmacniaczy sygna ów, [V] 6 3 1-1 - -3 ci nienie w cylindrze ci nienie w przewodzie wtryskowym wznios iglicy wtryskiwacza drgania g owicy 16 8 3 36 8 6 6 6 68 7 76 8 czas, [ms] Rys.. Przyk adowy przebieg zmian ci nienia w cylindrze, ci nienia w przewodzie wtryskowym, zmian wzniosu wtryskiwacza i sygna u z czujnika stuku obejmuj ce pe ny cykl roboczy silnika spalinowego pracuj cego pod obci eniem Nm i z pr dko ci obrotow 18 obr/min. K t pocz tku wtrysku oleju nap dowego ºOWK przed GMP Fig.. An exemplary course of: pressure in the cylinder and in the injection pipe, injector needle lift changes as well as signal from knock sensor during the whole work cycle of a combustion engine working under the load of Nm and with the engine speed of 18 rpm. Injection timing deg BTDC a) b).6. napi cie na wyj ciu ze wzmacniaczy sygna ów, [V] 6 3 1-1 - ci nienie w cylindrze ci nienie w przewodzie wtryskowym wznios iglicy wtryskiwacza drgania g owicy 8 1 16 8 3 36 8 czas, [ms].6.6 c) d)....3...3...3..1.1.1 1 3 67 8 91 1 3 67 8 91 1 3 67 8 91 Rys. 3. Wykresy przedstawiaj ce zarejestrowane przy pr dko ci obrotowej silnika 18 obr/min i obci eniu Nm: a) zmiany ci nienia w cylindrze, zmiany ci nienia w przewodzie wtryskowym, przebieg wzniosu iglicy wtryskiwacza i drgania g owicy; oraz analiz widmow drga g owicy: b) w zakresie 3- ms - okres przekrycia zaworów, c) w zakresie - ms - okres zamkni cia zaworu wylotowego, d) w zakresie 36- ms - okres wtrysku i spalania Fig. 3. Diagrams registered at the engine speed of 18 rpm and under the load of Nm displaying: a) pressure changes in the cylinder and in the injection pipe, injector needle lift changes as well as cylinder head vibrations and cylinder head spectroscopic analysis: b) in the range 3 - ms valve overlap period, c) in the range - ms closing exhaust valve period, d) in the range 36 - ms injection and combustion period 83

A. Ró ycki Z powy ej sformu owanych wniosków wynika, e w przypadku silnika o zap onie samoczynnym analiza sygna u z czujnika stuku powinna si ogranicza tyko do okresu spalania. a) b).6. napi cie na wyj ciu ze wzmacniaczy sygna ów, [V] 8 ci nienie w cylindrze wznios iglicy wtryskiwacza 6 drgania g owicy - 6 8 3 3 3 36 38 czas, [ms].6 c)...3...3..1.1 1 3 67 8 91 1 3 67 8 91 Rys.. Wykresy przedstawiaj ce zarejestrowane przy pr dko ci obrotowej silnika 18 obr/min i obci eniu Nm: a) zmiany ci nienia w cylindrze, przebieg wzniosu iglicy wtryskiwacza i drgania g owicy; oraz analiz widmow drga g owicy: b) w zakresie 3-33 ms - okres wtrysku paliwa, c) w zakresie 33-3 ms - faza pocz tkowa spalania Fig.. Diagrams registered at the engine speed of 18 rpm and under the load of Nm displaying: a) pressure changes in the cylinder, injector needle lift changes as well as cylinder head vibrations and cylinder head spectroscopic analysis: b) in the range 3-33 ms fuel injection period period, c) in the range 33-3 ms initial phase of combustion Z powy szych wykresów wynika równie, e amplituda drga g owicy jest na sta ym (niskim poziomie), a do pojawienia si spalania stukowego. Wyst pienie spalania stukowego skutkuje oko o dziesi ciokrotnym wzrostem poziomu amplitudy drga. Wskazuje to na wysoki poziom korelacji mi dzy pulsacjami ci nienia w cylindrze i drganiami g owicy. Zale no powy sza jest ju od dawna wykorzystywana w silnikach o ZI do korekty osi gów za pomoc czujnika stuku. Charakterystyczn cech przebiegu sygna u z czujnika stuku jest wyst powanie zjawiska wygaszania drga w fazie pomi dzy ko cem wtrysku a pocz tkiem spalania. Wynika z tego, e za pomoc czujnika stuku mo na równie okre la pocz tek spalania.. Wyniki analiz drga g owicy i oscylacji ci nienia w cylindrze w drugim etapie bada Analiza drga g owicy w skrajnych punktach charakterystyk obci eniowych wykonanych dla pr dko ci 1 obr/min i obr/min oraz k tów zap onu 1 º OWK i º OWK, które zosta y przedstawione na Rys. 6 potwierdzi y wcze niejsze wnioski dotycz ce wysokiej korelacji amplitudy drga g owicy wyst puj cej w okresie spalania ze zjawiskiem spalania stukowego. Poziom amplitudy drga g owicy jest sta y w szerokim zakresie zmian parametrów pracy silnika. Dopiero nadmierne zwi kszenie udzia u paliwa gazowego w adunku przy du ym k cie wyprzedzenia wtrysku dawki pilotuj cej i wysokiej pr dko ci obrotowej, prowadzi do wyst pienia spalania stukowego i w konsekwencji do gwa townego wzrostu poziomu amplitudy drga g owicy 8

(Rys. 6d). a) b) Identification Method of Knock Combustion in Two-Fuel Combustion Ignition Engine.6...3..1 napi cie na wyj ciu ze wzmacniaczy sygna ów, [V] 1 9 8 7 6 3 1-1 ci nienie w cylindrze drgania g owicy wznios iglicy wtryskiwacza - 6 66 68 7 7 7 76 78 8 czas, [ms] 1 3 67 8 9 c) 3. 3. 1. 1. 1 3 67 8 91 Rys.. Wykresy przedstawiaj ce zarejestrowane przy pr dko ci obrotowej silnika 18 obr/min i obci eniu, przy którym wyst puje zjawisko stuku: a) zmiany ci nienia w cylindrze, zmiany ci nienia w przewodzie wtryskowym, przebieg wzniosu iglicy wtryskiwacza i drgania g owicy; oraz analiz widmow drga g owicy: b) w zakresie 69-71 ms - okres wtrysku paliwa, c) w zakresie 71-73 ms - faza pocz tkowa spalania Fig.. Diagrams registered at the engine speed of 18 rpm and under the load when knock occurs displaying: a) pressure changes in the cylinder and in the injection pipe, injector needle lift changes as well as cylinder head vibrations and cylinder head spectroscopic analysis: b) in the range 69-71 ms fuel injection period, c) in the range 71 73 ms initial phase of combustion Wysoki poziom korelacji tych dwóch wielko ci (wspó czynnik korelacji równy,99) przedstawiono na Rys. 7. Do obliczenia wspó czynnika korelacji u yto warto ci liczbowych maksymalnych amplitud pulsacji ci nienia w cylindrze i maksymalnych amplitud drga g owicy. Do oblicze wykorzystano warto ci maksymalnych amplitud przedstawionych na wykresach (Rys. 6). 6. Wnioski Przeprowadzone badania silnika o ZS zasilanego dwupaliwowo potwierdzi y mo liwo wyst powania zjawiska spalania stukowego. Spostrze enie to jest na tyle istotne, e przy konwencjonalnym sposobie zasilania silnika o zap onie samoczynnym spalanie stukowe nie wyst puje. W zwi zku z powy szym istotne by o wytypowanie metody badawczej umo liwiaj cej analiz tego zjawiska. Z przeprowadzonych w powy szym artykule rozwa a wynika, e: - mo liwe jest wykorzystanie pomiarów drga g owicy do identyfikowania spalania stukowego w dwupaliwowym silniku o ZS, - do identyfikacji najwygodniej jest wykorzysta warto ci amplitudy drga g owicy wyst puj ce w okresie spalania, wspó czynnik korelacji maksymalnych amplitud pulsacji ci nienia i maksymalnych amplitud drga g owicy by równy,99, - zmiana uk adu zasilania ze standardowego na common rail nie zmienia korelacji pomi dzy amplitudami pulsacji ci nienia w cylindrze a drganiami g owicy. 8

A. Ró ycki a) Napi cie, V 1 - n = 1obr/min f w =1 OWK M o = 7Nm b) Napi cie, V -1 1-1 3 Numer punktu pomiarowego, - n = 1obr/min f w =1 OWK M o = Nm c) Napi cie, V -1 1-1 3 Numer punktu pomiarowego, - n = obr/min f w = OWK M o = 6Nm d) Napi cie, V -1 1-1 3 Numer punktu pomiarowego, - n = obr/min f w = OWK M o = Nm -1 1 3 Numer punktu pomiarowego, - Rys. 6. Zmiany ci nienia w cylindrze i odpowiadaj ce mu drgania g owicy dla skrajnych punktów charakterystyk obci eniowych Fig. 6. Engine pressure diagrams and related vibration diagrams for the low and high load from two load characteristics performed for two different injection timing (1 deg BTDC and deg BTDC) Maksymalna amplituda pulsacji ci nienia [MPa].3..1 maksymalna amplituda pulsacji ci nienia w cylindrze maksymalna amplituda drga g owicy Wspó czynnik korelacji,99 6 3 1 Maksymalna amplituda drga g owicy [V] 1obr/min; 1 o OWK;7Nm 1obr/min; 1 OWK;Nm obr/min; OWK;6Nm obr/min; OWK;Nm Rys. 7. Zmiany warto ci maksymalnych amplitud pulsacji ci nienia w cylindrze i maksymalnych amplitud drga g owicy zarejestrowane w skrajnych punktach dwóch charakterystyk obci eniowych sporz dzonych dla k tów pocz tku wtrysku dawki pilotuj cej oleju nap dowego wynosz cych 1ºOWK i ºOWK. Fig. 7. The change of amplitude of pressure oscillation during combustion in one cycle and maximum amplitude of head vibration for the low and high load from two load characteristics performed for two different injection timing (1 deg BTDC and deg BTDC 86

Identification Method of Knock Combustion in Two-Fuel Combustion Ignition Engine Literatura [1] Luft, S., Dwupaliwowy silnik o zap onie samoczynnym zasilany mieszanin gazów propan-btan (LPG) i olejem nap dowym, Politechnika Radomska, Wydawnictwo,. [] Schelling, H., Freier, R., Geisselbrecht, M., Measurement of Various Influencing Factors on Piston Load During Knocking Combustion, Technical Information. MAHLE GMBH, Stuttgart. [3] Kowalewicz, A., Wybrane zagadnienia samochodowych silników spalinowych. Wy sza Szko a In ynierska, Wydawnictwo, Radom 1996. [] Ró ycki, A., Analiza drga g owicy silnika wysokopr nego zasilanego dwupaliwowo, Journal of KONES Internal Combustion Engines, Warsaw 6. 87