13 research outputs found
Evaluation of the influence of the opening pressure of a marine Diesel engine injector on the results of numerical simulation of the working cycle and their comparison with the results of the laboratory experiment
No full textThe article presents the results of a numerical simulation of the working process carried out in a diesel engine. In the applied utility program DIESEL-RK, the laboratory engine Farymann Diesel type D10 was implemented. A selected inoperability of its functional fuel supply system - reduced opening pressure of the injector pinj - was introduced. The values of adequate diagnostic parameters were determined: working gas temperature in the cylinder Tcyl, exhaust gas temperature Texh, combustion (flame) temperature Tcomb and concentration of nitrogen oxides in the exhaust gas NOx. Experimental tests were carried out on the experimental engine with the inoperative condition actually introduced, analogous to the numerical simulation, and the diagnostic parameters Texh and NOx were recorded. The results obtained by numerical simulation of the processes and during the active experiment on the experimental engine were compared
Wyniki symulacji numerycznej cyklu roboczego silnika o ZS w programie DIESEL-RK oraz ocena ich użyteczności w procesie planowania badań diagnostycznych okrętowego silnika tłokowego
No full textW artykule przedstawiono wyniki symulacji numerycznej procesu roboczego realizowanego w silniku tłokowym o zapłonie samoczynnym. W zastosowanym programie użytkowym DIESEL-RK zaimplementowano silnik laboratoryjny Farymann Diesel typ D10. Wprowadzono wybraną niesprawność jego układu funkcjonalnego zasilania paliwem - obniżone ciśnienie otwarcia wtryskiwacza pwtr. Wyznaczono wartości adekwatnych parametrów diagnostycznych: temperaturę i ciśnienie gazu roboczego w cylindrze Tcyl i pcyl, temperaturę i ciśnienie spalin wylotowych Tsp i psp, temperaturę spalania (płomienia) Tspal, prędkość spalin wylotowych vsp oraz stężenie cząsteczek NOx. Oceniono użyteczność wyników przeprowadzonej symulacji do wyboru analizowanych parametrów struktury konstrukcyjnej silnika oraz do selekcji parametrów, które mogą być wykorzystane w badaniach diagnostycznych silnika laboratoryjnego
Znaczenie mocy testu statystycznego w analizie diagnostycznej okrętowego silnika o ZS
No full textW artykule przedstawiono sposób interpretacji błędów pierwszego (α) i drugiego (β) rodzaju oraz wartości krytycznej Fkr rozkładu Fishera-Snedecora. Omówiono dwa sposoby weryfikacji istotności wpływu parametru wejściowego na wyjściowy. Przeanalizowano znaczenie mocy testu statystycznego M w diagnostyce parametrycznej okrętowych silników o ZS. Przeprowadzono analizę wpływu wartości poziomu istotności na wartość krytyczną statystyki i odwrotnie, z użyciem kalkulatorów statystycznych. Oceniono czy zwiększanie mocy testu statystycznego i poziomu istotności ma uzasadnienie podczas wnioskowania statystycznego
Identification of damages in the inlet air duct of a diesel engine based on exhaust gas temperature measurements
No full textThe temperature of the exhaust gas of a diesel piston engine, measured in the characteristic control sections of its thermo-flow system, can be a valuable source of diagnostic information about the technical condition of the elements limiting the working spaces thus separated, including the turbocharging system, but also its fuel supply system and replacement of the medium. In standard marine engine measurement systems equipped with an impulse turbocharging system, the exhaust gas temperature is measured at the outlet of individual cylinders and before and after the turbocharger turbine, using traditional thermocouples with high measurement inertia (time constant of tenths of a second and more). This means that for further diagnostic analyses, the average value of the periodically changing temperature of the exhaust stream leaving individual engine cylinders, the exhaust stream in the collective duct feeding the turbine and the exhaust stream in the exhaust duct of the turbine is used. This article proposes a new approach to the issue of diagnostic informationiveness of the exhaust gas temperature of a diesel engine, extending its observations with the dynamics of changes in the duration of one working cycle. The aim of the tests carried out on the laboratory stand of Farymann Diesel engine type D10 was to determine the diagnostic relations between the loss of permeability of the inlet air channel filter baffle and selected standards of the quick-changing signal of the exhaust gas temperature. On the basis of the calculations carried out, the following dynamic features of the recorded signal were determined: maximum amplitude of instantaneous exhaust gas temperature values (peak-to-peak value), its rate of increase and decrease, and the specific enthalpy of exhaust gases within one engine work cycle. Comparative analysis of numerical data characterizing the recorded quick-changing exhaust gas temperature courses clearly indicates obvious thermodynamic and energy consequences of partial loss of flow capacity of the air channel supplying the combustion chamber of the test engine. A further development of the experimental test programme is foreseen in order to determine a diagnostic matrix to support the diagnostic inference about the technical condition of the diesel engine on the basis of measurements and analysis of the quick-changing exhaust gas temperature
Zastosowanie statystyki F rozkładu Fishera-Snedecora do oceny istotności wpływu zmian stopnia kompresji silnika o ZS na średnią wartość międzyszczytową temperatury spalin wylotowych
No full textW artykule omówiono wpływ zmian stopnia kompresji na parametry pracy silnika o ZS, m.in. na temperaturę spalin wylotowych. Przedstawiono budowę stanowiska laboratoryjnego, na którym przeprowadzono badania eksperymentalne. Scharakteryzowano, w jaki sposób w istniejącym silniku wprowadzano faktyczne zmiany stopnia kompresji. Zaprezentowano program badań eksperymentalnych uwzględniający dostępne stanowisko badawcze i jego możliwości pomiarowe. Dokonano analizy statystycznej i merytorycznej uzyskanych wyników pomiarów. Zaproponowano zastosowanie statystyki F rozkładu Fishera-Snedecora do oceny istotności wpływu zmian stopnia kompresji silnika o ZS na średnią wartość międzyszczytową temperatury spalin wylotowych. Analizowano średnią wartość międzyszczytową temperatury spalin w obrębie jednego cyklu pracy silnika o ZS, wyznaczoną na podstawie przebiegu szybkozmiennej temperatury spalin wylotowych. Omówiono wyniki tych analiz oraz przedstawiono utylitarny cel tego typu badań w diagnostyce parametrycznej silników tłokowych
Application of the F-statistic of the Fisher-Snedecor distribution to analyze the significance of the effect of changes in the compression ratio of a diesel engine on the value of the specific enthalpy of the exhaust gas flow
No full textThe paper discusses the impact of changes in the compression ratio on the operating parameters of a diesel engine, e.g. on the temperature of exhaust gases. It presents the construction of the laboratory test stand, on which experimental measurements were realized. It is characterized how the actual changes of the compression ratio were introduced to the existing engine. The program of experimental investigations taking into account the available test stand and measurement possibilities was described. A statistical and qualitative analysis of the obtained measurement results was made. The use of F statistics of the Fisher-Snedecor distribution was proposed to assess the significance of the effect of compression ratio changes on the specific enthalpy of the exhaust gas stream. The specific enthalpy of exhaust gases was analysed for one cycle of diesel engine work, determined on the basis of the course of quickly varying temperature of exhaust gases. The results of these analyses are discussed and the utilitarian purpose of this type of evaluation in parametric diagnostics of piston engines is presented
Poszukiwanie relacji dignostycznych pomiędzy uszkodzeniami wkanale spalin wylotowych silnika o ZS a szybkozmienną temperaturą spalin
No full textTemperatura spalin wylotowych tłokowego silnika spalinowego o zapłonie samoczynnym, mierzona w charakterystycznych przekrojach kontrolnych jego układu cieplno-przepływowego, może stanowić cenne źródło informacji diagnostycznej o stanie technicznym elementów ograniczających wydzielone w ten sposób przestrzenie robocze, wraz z układem turbodoładowania, ale także jego układu zasilania paliwem i wymiany czynnika roboczego. W standardowych układach pomiarowych silników okrętowych wyposażonych w impulsowy układ turbodoładowania temperaturę spalin mierzy się na wylocie z poszczególnych cylindrów oraz przed i za turbiną turbosprężarki, stosując do tego celu tradycyjne termopary o znacznej inercyjności pomiarowej (stałe czasowe rzędu dziesiątych części sekundy i więcej). Oznacza to, że do dalszych analiz diagnostycznych przyjmuje się wartość uśrednioną okresowo zmiennego przebiegu temperatury strumienia spalin wylotowych opuszczających poszczególne cylindry silnika, strumienia spalin w kanale zbiorczym zasilającym turbinę i strumienia spalin w kanale wylotowym turbiny. W niniejszym artykule zaproponowano nowe podejście do zagadnienia informacyjności diagnostycznej temperatury spalin wylotowych silnika o ZS, rozszerzając jej obserwacje o dynamikę zmian w zakresie czasu trwania jednego cyklu roboczego. Celem badań realizowanych na stanowisku laboratoryjnym silnika Farymann Diesel typu D10 było określenie relacji diagnostycznych pomiędzy stanem drożności kanału spalin wylotowych i wytypowanymi wzorcami miar szybkozmiennego sygnału temperatury spalin wylotowych. Na podstawie przeprowadzonych obliczeń wyznaczono następujące cechy dynamiczne zarejestrowanego sygnału: maksymalną amplitudę chwilowych wartości temperatury spalin wylotowych (wartość międzyszczytowa), szybkość jej wzrostu i spadku oraz jednostkową entalpię spalin wylotowych w obrębie jednego cyklu pracy silnika. Analiza porównawcza danych liczbowych charakteryzujących zarejestrowane szybkozmienne przebiegi temperatury spalin wylotowych jednoznacznie wskazuje oczekiwane konsekwencje termodynamiczne częściowej utraty drożności kanału wylotu spalin silnika badawczego. Przewiduje się dalsze rozwinięcie programu badań eksperymentalnych, w celu wyznaczenia macierzy diagnostycznej wspomagającej wnioskowanie diagnostyczne o stanie technicznym silnika o ZS, na podstawie pomiarów i analizy szybkozmiennej temperatury spalin wylotowych
Diagnostic analysis of exhaust gas with a quickchanging temperature from a marine diesel engine part II / two factor analysis
No full textThe article presents a continuation of research carried out to determine the effect of input parameters (changes in engine structure parameters) on selected output parameters (diagnostic measures), based on quickly changing exhaust gas temperature. A method of determining the simultaneous influence of two input factors (the structure parameter and the engine load) on one output factor was presented, as well as an evaluation of which of the analysed input factors has a stronger influence on the output parameter. The article presents the stages of the experimental research conducted and statistical inference based on the results. Three changing parameters for the structure were reviewed: the active cross-sectional area of the inlet air channel, the injector opening pressure and the compression ratio. Based on the quickly changing temperatures of the exhaust gases, three diagnostic measures were defined and subjected to statistical tests. The following data were averaged over one cycle for a 4-stroke engine operation: the intensity of changes, the specific enthalpy and the peak-to-peak value of the exhaust gas temperature. The results of the two-factor analysis are presented. Conclusions on the analysis are given and a criterion for the selection of a diagnostic measure, depending on the analysed parameter of the structural design of the diesel engine, is proposed.
The previous part of the article presented the results of the first stage of the elimination study: the one-factor statistical analysis (randomised complete plan). This paper presents the results of the second stage of the studies: two-factor analysis (block randomised plan), where the significance of the effect of changing the values of the structural parameters on the diagnostic measures were analysed in the background of a variable engine load. The next (third) part will present the results of the calculations and analysis of the interaction coefficient of significance
Satystyka F rozkładu Fishera-Snedecora jako narzędzie do oceny istotności wpływu mocy silnika o ZS na wybrane miary diagnostyczne
No full textW niniejszym opracowaniu przedstawiono zastosowanie statystyki F rozkładu Fishera-Snedecora do oceny istotności wpływu obciążenia silnika o ZS, na obserwowany parametr diagnostyczny, wyznaczany na podstawie pomiarów szybkozmiennej temperatury spalin w kanale wylotowym, jakim jest entalpia właściwa strumienia spalin wylotowych w zakresie jednego cyklu pracy silnika. Przedstawiono plan badań eksperymentalnych przeprowadzonych na jednocylindrowym silniku laboratoryjnym Farymann Diesel typ D10, jak również scharakteryzowano metodę wyznaczania wartości statystyki F dla uzyskanych wyników pomiarowych. Przedstawiono wyniki przeprowadzonych obliczeń oraz dokonano oceny siły oddziaływania parametru wejściowego (Pobc) na mierzony parametr diagnostyczny (hspal). Przedstawiono metodę wyznaczania strumienia entalpii spalin, jako składnika bilansu energii w silniku w postaci wykresu strumieniowego Sankey'a. Planuje się dalsze rozwinięcie programu badań eksperymentalnych, mających na celu określenia istotności wpływu zmian wartości wytypowanych parametrów struktury konstrukcyjnej silnika na inne zdefiniowane parametry diagnostyczne, jakimi są: średnia wartość międzyszczytową, a także szybkość (intensywność) wzrostu oraz spadku jej wartości dla pojedynczych cykli pracy
Evaluation of the significance of the effect of the active cross-sectional area of the inlet air channel on the specific enthalpy of the exhaust gas of a diesel engine using statistics F of the Fisher-Snedecor distribution
No full textThis paper presents the application of Fisher-Snedecor distribution F statistics to assess the significance of the influence of changes in the active cross-sectional area of the inlet air channel (Adol) flow in a diesel engine on the observed diagnostic parameter determined on the basis of measurements of the quick changing exhaust gas temperature in the outlet channel, which is the specific enthalpy of the exhaust gas stream within one engine operating cycle (hspal). A plan of experimental tests carried out on the laboratory stand of a single-cylinder Farymann Diesel type D10 laboratory engine was presented and the method of determination of F statistics values for the obtained measurement results was characterized. Representative results of calculations were presented and the strength of Adol input parameter influence on the determined diagnostic parameter hspal simplified physical model of the working process of a compression ignition engine as the object of diagnosis was evaluated. It is planned to further develop the experimental research program to determine the significance of the influence of changes in the values of selected parameters of the engine structure on other diagnostic measures determined from the exhaust gas temperature signal, i.e. the mean peak-to-peak value as well as the rate (intensity) of increase and decrease in its value for individual engine cycles
