COMBUSTION ENGINES - ptnss

More documents

Recommendations

Info

Habilitacje Qualifying as assistant professor Habilitacje Dr hab. inż. Jacek Hunicz Kontrolowany samozapłon w silniku benzynowym Kolokwium habilitacyjne przeprowadzono w dniu 9 maja 2012 na Wydziale Mechanicznym Politechniki Lubelskiej. W pracy przedstawiono zagadnienia organizacji procesu roboczego silnika o kontrolowanym samozapłonie zasilanego bezpośrednim wtryskiem benzyny. W celu dostarczenia energii potrzebnej do zapłonu mieszanki wykorzystano wewnętrzną recyrkulację spalin uzyskaną dzięki ujemnemu współotwarciu zaworów. Badania obejmowały procesy wymiany ładunku w cylindrze, tworzenia mieszanki oraz spalania. Analiza wymiany ładunku pozwoliła na sformułowanie wniosków dotyczących istoty działania silnika i mechanizmów zapewniających powtarzalność cykliczną procesu roboczego. Na podstawie badań procesu tworzenia mieszanki w cylindrze określono zmiany składu frakcyjnego paliwa w wyniku jego reformowania. Dzięki częściowemu reformowaniu paliwa możliwe było rozszerzenie zakresu pracy silnika w kierunku mniejszych obciążeń przez spalanie uboższych mieszanek paliwowo-powietrznych. Zwrócono także uwagę na negatywne skutki tego procesu chemicznego, do których należą zwiększona emisja metanu oraz obniżenie sprawności cieplnej, ze względu na utlenianie paliwa w trakcie ujemnego współotwarcia zaworów. Wyznaczono zakres pracy silnika w polu określonym przez współczynnik wewnętrznej recyrkulacji spalin oraz współczynnik nadmiaru powietrza. Przedstawiono także sposób sterowania układem rozrządu oraz składem mieszanki przy zmiennych obciążeniach silnika. Dla zróżnicowanych warunków pracy przebadano różne sposoby sterowania bezpośrednim wtryskiem paliwa, aby zminimalizować emisję toksycznych składników spalin i jednostkowe zużycie paliwa. Na tej podstawie sformułowano zalecenia dotyczące sposobów sterowania procesem tworzenia mieszanki. Uzyskane własności obiektu badań zostały porównane z emisją spalin i sprawnością seryjnego silnika benzynowego z bezpośrednim wtryskiem paliwa do cylindra. W zakresie małych obciążeń zastosowanie kontrolowanego samozapłonu pozwoliło na osiągnięcie sprawności porównywalnej z silnikiem spalającym ładunek uwarstwiony oraz redukcję emisji tlenków azotu z cylindra w granicach 99%. Controlled auto-ignition in a gasoline engine The qualifying procedure was held on 9 May 2012 in the Faculty of Mechanical Engineering of Lublin University of Technology. In-cylinder processes in a gasoline direct injection controlled autoignition (CAI) engine were presented in the study. In order to provide the sufficient amount of thermal energy to the in-cylinder load, internal exhaust gas re-circulation utilizing a negative valve overlap technique was applied. The scope of the research included gas exchange processes, mixture formation and combustion. The analysis of gas exchange allowed the author to investigate into the fundamental principle of CAI engine operation and the mechanisms providing cycle-to-cycle stability. In-cylinder fuel reforming and resulting changes of its fractional composition was examined on the basis of mixture formation analysis. Partial fuel reforming allowed combustion of highly diluted air-fuel mixtures, thus expanding the engine low load limit. However, the negative effects of reformation were also observed. Among them was increased methane content in the exhaust gases and a decrease of combustion efficiency due to fuel oxidation during the negative valve overlap interval. The engine operating region, at variable airexcess ratio and variable exhaust gas re-circulation rate, was identified. The method of load regulation, utilizing variable valves timings and engine fuelling, was proposed. Different in-cylinder mixture formation methods were examined at various operating conditions. It allowed the author to formulate the strategies of direct gasoline injection control, in order to reduce toxic exhaust components as well as specific fuel consumption. The obtained engine combustion characteristics were compared with emissions and thermal efficiency of a mass-produced spray-guided gasoline engine. In the low load range, the controlled auto-ignition showed benefits versus spark ignition combustion. Thermal efficiencies of both combustion systems were at similar level, while controlled autoignition allowed for 99% reduction of cylinder-out nitrogen oxides emission. Doctorates Doktoraty Dr inż. Robert Kozłowski Ocena emisyjności śmigłowców transportowych w aspekcie oddziaływania na środowisko Promotor: prof. dr hab. inż. Jerzy Merkisz – Politechnika Poznańska. Recenzenci: dr hab. inż. Franciszek Tomaszewski, prof. PP – Politechnika Poznańska, dr hab. inż. Stanisław W. Kruczyński, prof. PW – Politechnika Warszawska. Stopień naukowy doktora nauk technicznych nadała Rada Wydziału Maszyn Roboczych i Transportu Politechniki Poznańskiej 10.07.2012 roku. Ocena rzeczywistych warunków eksploatacji śmigłowców transportowych, ukierunkowana na analizę emisji związków szkodliwych zawartych w spalinach generowanych przez ich zespoły napędowe, jest zagadnieniem nowym zarówno w skali krajowej, jak i w światowej. Dążeniem autora było określenie oddziaływania śmigłowców transportowych na środowisko naturalne człowieka oraz wskazanie wpływu stosowania specyficznych warunków eksploatacji na ekologiczne i energetyczne aspekty ich pracy. W ramach prac związanych z rozprawą wykonano analizy histogramów obciążenia silników wybranych śmigłowców transportowych rejestrowanych w rzeczywistych warunkach eksploatacji, które dotyczyły losowo wybranych lotów, a zostały zarejestrowane przez pokładowe rejestratory parametrów lotu. Przeprowadzono badania stężenia związków szkodliwych zawartych w spalinach silników podczas realizowanych prób przedlotowych śmigłowców. Uzyskane wyniki z przeprowadzonych pomiarów poddano analizie porównawczej z wartościami obciążenia silników podczas prób, które zarejestrował rejestrator parametrów lotu. Zestawienie uzyskanych danych umożliwiło przypisanie wartości stężenia poszczególnych związków szkodliwych spalin odpowiednim stanom obciążenia silnika. Informacje te wykorzystano do oceny emisyjności wybranych śmigłowców podczas ich rzeczywistej eksploatacji. W wyniku przeprowadzonych analiz skonstruowano test badawczy, na podstawie którego może być dokonywana weryfikacja stanu eksploatacyjnego śmigłowca napędzanego silnikami turbinowymi. 86 COMBUSTION ENGINES, No. 4/2012 (151)
dr inż. Tomasz Ambrozik Proces spalania w silniku z wieloetapowym wtryskiem paliwa Promotor: dr hab. inż. Leszek Radziszewski prof. nadzw. Politechniki Świętokrzyskiej. Recenzenci: prof. dr hab. inż. Andrzej Niewczas – Politechnika Lubelska, dr hab. inż. Marek Idzior prof. nadzw. Politechniki Poznańskiej Stopień naukowy doktora nauk technicznych oraz wyróżnienie pracy nadała Rada Wydziału Mechatroniki i Budowy Maszyn Politechniki Świętokrzyskiej 14 czerwca 2012 roku. Inspiracją do realizacji pracy doktorskiej pt: „Proces spalania w silniku z wieloetapowym wtryskiem paliwa” były obecne tendencje rozwoju tłokowych silników spalinowych, dotyczące osiągania przez nie wymaganych i korzystnych wartości wskaźników ekonomiczno-energetycznych oraz spełnianie przez nie przepisów normatywnych w zakresie emisji szkodliwych składników spalin. Obiektem badań był turbodoładowany silnik FIAT Multijet 1.3 SDE o mocy nominalnej 90 KM wyposażony w zasobnikowy układ zasilania common rail realizujący jedno-, dwu- i trzyetapowy wtrysk paliwa oraz układ recyrkulacji schładzanych spalin. Do rozprawy doktorskiej opracowanej na 163 stronach dołączono załącznik, w którym przedstawiono szczegółowe wyniki pomiarów i obliczeń. W pracy obok stanu wiedzy dotyczącej modelowania cykli pracy tłokowych silników spalinowych oraz budowy i działania współcześnie stosowanych systemów wtrysku paliwa przedstawiono metodykę wyznaczania podstawowych wskaźników ekonomiczno-energetycznych i ekologicznych silnika. Po sformułowaniu celu i tez pracy scharakteryzowano obiekt badań i określono zakres i program badań analityczno- eksperymentalnych oraz opisano stanowisko badawcze wraz z urządzeniami i aparaturą kontrolnopomiarową wykorzystywaną podczas badań. Przedstawiono samodzielnie opracowany system wykorzystywany do indykowania ciśnienia w cylindrze wraz z układem do pomiarów natężenia prądu sterującego pracą wtryskiwacza elektromagnetycznego. Badania procesu wtrysku paliwa przeprowadzono na stanowisku do wizualizacji tego procesu, które jest własnością Politechniki Rzeszowskiej. Wszystkie wyniki badań eksperymentalnych przeprowadzonych na hamowni silnikowej i stanowisku do wizualizacji procesu wtrysku paliwa były poddane analizie z zastosowaniem programów opracowanych na Politechnice Świętokrzyskiej. Rzeczywiste, eksperymentalnie sporządzone wykresy indykatorowe wykorzystano do wyznaczania charakterystyk wydzielania ciepła podczas procesu spalania. Charakterystyki te wyznaczano, opierając się na zmodyfikowanym i zweryfikowanym programie obliczeń opracowanym z zastosowaniem I zasady termodynamiki, równaniach stanu i liniowej zależności ciepeł właściwych czynnika roboczego od temperatury oraz zależności opisującej wielkość chwilowej objętości cylindra. W pracy wyznaczono także zależności korelacyjne wybranych, istotnych parametrów pracy silnika z wartościami maksymalnej szybkości wydzielania ciepła i kątem obrotu wału korbowego jej występowania. Pracę zakończono podsumowaniem i sformułowaniem wniosków. W opinii autora dysertacji, realizacja pracy przyczyniła się do: – udoskonalenia opracowanego w Zakładzie Silników Cieplnych Politechniki Świętokrzyskiej algorytmu i programu obliczeń do sporządzania charakterystyk wydzielania ciepła podczas procesu spalania, opierając się na rzeczywistych wykresach indykatorowych, – wyznaczenia wartości okresu opóźnienia początku i końca wtrysku paliwa przy stosowaniu wizualizacji tego procesu, – opracowania i zweryfikowania metodyki wyznaczania początków zapłonów poszczególnych części wieloetapowo wtryskiwanego paliwa, – wykazania możliwości kształtowania przebiegu procesu spalania, wykorzystując wieloetapowy wtrysk paliwa, – potwierdzenia, że recyrkulacja schłodzonych spalin powoduje zmniejszenie maksymalnej temperatury w cylindrze i tym samym zmniejszenie ilości tlenków azotu w spalinach. Dr inż. Jacek Mądry Ocena rozpylenia paliwa z wtryskiwaczy silników o zapłonie samoczynnym z wykorzystaniem procesów wibroakustycznych Promotor: dr hab. inż. Marek Idzior, prof. PP – Politechnika Poznańska. Recenzenci: prof. dr hab. inż. Jerzy Merkisz – Politechnika Poznańska, dr hab. inż. Kazimierz Lejda, prof. PRz – Politechnika Rzeszowska. Stopień naukowy doktora nauk technicznych nadała Rada Wydziału Maszyn Roboczych i Transportu Politechniki Poznańskiej 29.05.2012 roku. W pracy przedstawiono wyniki badań weryfikujących koncepcję oceny procesu rozpylenia paliwa z rozpylaczy wtryskiwaczy silnika o zapłonie samoczynnym z wykorzystaniem wibroakustycznych procesów towarzyszących. Zagadnienie dotyczy technicznej weryfikacji koncepcji oceny jakości rozpylenia paliwa, na podstawie której można wnioskować o zdatności eksploatacyjnej wtryskiwacza. Umiejscawiając rozpatrywane zagadnienie w zakresie tematyki silnikowej, zwrócono uwagę na rolę silnika o zapłonie samoczynnym we współczesnym przemyśle motoryzacyjnym i na problemy, z jakimi związany jest jego dalszy rozwój. Wykazano, że ważne jest ograniczenie emisji substancji szkodliwych zawartych w spalinach silnika, będących produktem ubocznym w procesie zamiany energii zachodzącym w silniku spalinowym. Przedstawiono analizę teoretyczną procesu spalania w silniku o zapłonie samoczynnym z wtryskiem bezpośrednim oraz procesów przygotowania paliwa do spalenia, mających duży wplyw na jego przebieg. Zwrócono uwagę na rozpylenie strugi paliwa w aspekcie przebiegu spalania i na jego zależność od stanu eksploatacyjnego wtryskiwacza. W pracy przedstawiono koncepcję weryfikacji stanu eksploatacyjnego wtryskiwacza, której cechą charakterystyczną jest wykorzystanie do oceny jakości pracy wtryskiwacza procesów wibroakustycznych towarzyszących rozpyleniu paliwa. Na podstawie przeprowadzonych analiz teoretycznych zjawisk fizycznych towarzyszących rozpyleniu paliwa i dynamiki procesu rozpylenia stwierdzono zasadność technicznej weryfikacji koncepcji. Weryfikacji koncepcji oceny rozpylenia paliwa z rozpylaczy silników o zapłonie samoczynnym z wykorzystaniem wibroakustycznych procesów towarzyszących procesowi wtrysku paliwa dokonano w trzech etapach badań. Przeprowadzono badania wstępne, mające na celu identyfikację wibroakustycznych procesów towarzyszących procesowi rozpylenia paliwa, nastepnie badania zasadnicze, składające się z dwóch etapów. Pierwszy to badania wizualizacyjne wtrysku paliwa. Ich celem było uzyskanie obrazów rozpylonego paliwa jako materiału optycznego, który poddano analizie parametrów makroskopowych strug. Dzięki temu otrzymano parametry odniesienia dla wyników uzyskanych w drugim etapie badań zasadniczych. Były nimi badania procesu rozpylenia paliwa w komorze reakcyjnej, podczas których dokonano rejestracji sygnału przyspieszeń drgań na tulei reakcyjnej wymuszanych rozpyloną strugą paliwa, docierającą do tulei. Wyniki badań poddano analizie, na podstawie której dokonano oceny porównawczej zmian zachodzących w wibroakustycznych procesach towarzyszących w wyniku zmiany procesu rozpylenia paliwa. Podsumowaniem pracy są wnioski dotyczące wyników badań oraz sformułowanie kierunków dalszych prac, wskazujących możliwości wykorzystania weryfikowanej koncepcji. COMBUSTION ENGINES, No. 4/2012 (151) 87
Page 1:
4/2012 (151) COMBUSTION ENGINES SIL
Page 4 and 5:
Contents/Spis treści Contents/Spis
Page 6 and 7:
Fiber optic-based in-cylinder press
Page 8 and 9:
Page 10 and 11:
Page 12 and 13:
Źródła zanieczyszczeń i uszkodz
Page 14 and 15:
Page 16 and 17:
Page 18 and 19:
Page 20 and 21:
Page 22 and 23:
Możliwości spełnienia norm emisj
Page 24 and 25:
Page 26 and 27:
Page 28 and 29:
Page 30 and 31:
Page 32 and 33:
Page 34 and 35:
Page 36 and 37:
Badania możliwości poprawy równo
Page 38 and 39: Badania możliwości poprawy równo
Page 46 and 47: Symulacja procesu spalania w dwupal
Page 58 and 59: Badania modelowe wtrysku benzyny i
Page 66 and 67: Badania symulacyjne wpływu nieszcz
Page 74 and 75: Badania symulacyjne wybranych chrak
Page 80 and 81: Wykorzystanie modeli wielorównanio
Page 90: Dr inż. Mirosław Jakubowski Param
show all

COMBUSTION ENGINES - ptnss

You also want an ePaper? Increase the reach of your titles

Delete template?

Save as template?