HEAL DSpace

Επίδραση της μεθόδου δειγματοληψίας και επεξεργασίας της πίεσης καύσης στην εκτίμηση της λειτουργικής συμπεριφοράς κινητήρων Diesel

DSpace/Manakin Repository

Show simple item record

dc.contributor.author Κολοβού, Ευαγγελία el
dc.contributor.author Kolovou, Evangelia en
dc.date.accessioned 2016-01-27T09:34:28Z
dc.date.available 2016-01-27T09:34:28Z
dc.date.issued 2016-01-27
dc.identifier.uri https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/41869
dc.identifier.uri http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.9806
dc.rights Default License
dc.subject Μηχανές Diesel el
dc.subject Diesel engines en
dc.subject Πίεση καύσης el
dc.subject Δειγματοληψία el
dc.subject Διάγνωση el
dc.subject Κωδικοποιητής γωνίας στροφάλου el
dc.subject Καθορισμός άνω νεκρού σημείου el
dc.subject Combustion pressure en
dc.subject Sampling en
dc.subject Diagnosis en
dc.subject Crank angle encoder en
dc.subject Top dead center detection en
dc.title Επίδραση της μεθόδου δειγματοληψίας και επεξεργασίας της πίεσης καύσης στην εκτίμηση της λειτουργικής συμπεριφοράς κινητήρων Diesel el
dc.title Effect of sampling and processing of combustion pressure to Diesel engine' s operational behavior estimation en
heal.type bachelorThesis
heal.classification Μηχανές εσωτερικής καύσης el
heal.language el
heal.access free
heal.recordProvider ntua el
heal.publicationDate 2015-03
heal.abstract Η διαγνωστική διαδικασία στους κινητήρες Diesel είναι υψίστης σημασίας για την εύρυθμη λειτουργία τους. Η μέτρηση της πίεσης καύσης συμβάλλει καθοριστικά στη διαγνωστική διαδικασία καθώς η επεξεργασία της μπορεί να προσφέρει σημαντικές πληροφορίες όπως η μέγιστη πίεση, η ενδεικνύμενη ισχύς, η γωνία ανάφλεξης κ.α. Ωστόσο, μικρά σφάλματα στην εκτίμηση της πίεσης καύσης μπορούν να επιφέρουν σοβαρή αλλοίωση στα αποτελέσματα της διάγνωσης. Στην παρούσα διπλωματική εργασία μελετάται η επίδραση του τρόπου δειγματοληψίας και επεξεργασίας της πίεσης καύσης στα αποτελέσματα της διάγνωσης. Τα δεδομένα της πίεσης όπως προκύπτουν από τους πιεζοηλεκτρικούς αισθητήρες είναι απαραίτητο να αντιστοιχηθούν με την κατάλληλη γωνία στροφάλου. Για να πραγματοποιηθεί αυτό χρειάζεται να υπάρχει καθορισμένη θέση γωνίας στροφάλου, συνήθως το Aνω Νεκρό Σημείο (ΑΝΣ) και η δειγματοληψία να γίνει με σταθερό βήμα γωνίας. Η πιο διαδεδομένη μέθοδος δειγματοληψίας της πίεσης καύσης για πρακτικές δοκιμές είναι η δειγματοληψία σταθερού χρονικού βήματος. Σε αυτή την περίπτωση η αναφορά της μέτρησης σε γωνία στροφάλου γίνεται με γραμμική αναγωγή του χρόνου σε γωνία. Τα αποτελέσματα όμως αυτής της μεθόδου ενδέχεται να έχουν σφάλμα που οφείλεται στη διακύμανση της ταχύτητας κατά τη διάρκεια του κύκλου λειτουργίας. Μία άλλη ευρέως γνωστή μέθοδος είναι αυτή της δειγματοληψίας σταθερού βήματος γωνίας στροφάλου με χρήση κωδικοποιητή γωνίας, η οποία εγγυάται πιο αξιόπιστα αποτελέσματα καθώς δεν επηρεάζεται από το παραπάνω σφάλμα. Παρόλα αυτά η μέθοδος δεν ενδείκνυται για κινητήρες που λειτουργούν στο πεδίο, εφόσον προϋποθέτει παρεμβάσεις στη λειτουργία της μηχανής. Η ανίχνευση της θέσης του ΑΝΣ μπορεί να γίνει αυτόματα στην περίπτωση που διατίθεται κωδικοποιητής γωνίας στροφάλου. Σε αντίθετη περίπτωση, εφαρμόζονται υπολογιστικές μέθοδοι προσδιορισμού του ΑΝΣ οι οποίες επεξεργάζονται τις μετρήσεις της πίεσης με τη βοήθεια κώδικα προσομοίωσης. Στην τρέχουσα μελέτη γίνεται για πρώτη φορά εφαρμογή των δύο τεχνικών δειγματοληψίας της πίεσης καύσης καθώς και των δύο μεθόδων καθορισμού του ΑΝΣ σε δίχρονο ναυτικό κινητήρα εν πλω. Συγκεκριμένα πραγματοποιήθηκαν μετρήσεις σε κινητήρα που λειτουργεί στο πεδίο μέσω ειδικά διαμορφωμένου συστήματος, το οποίο διαθέτει οπτικό κωδικοποιητή για αναφορά των τιμών πίεσης σε γωνία στροφάλου και καθορισμό του ΑΝΣ. Ακόμα, στον ίδιο κινητήρα διεξήχθησαν μετρήσεις πίεσης από ολοκληρωμένο σύστημα λήψης και επεξεργασίας μετρήσεων που διαθέτει το εργαστήριο Μηχανών Εσωτερικής Καύσης του ΕΜΠ, για ίδια φορτία λειτουργίας. Το σύστημα αυτό δειγματοληπτεί τις πιέσεις με σταθερό χρονικό βήμα, καθώς δε διαθέτει κωδικοποιητή γωνίας στροφάλου. Η θέση του ΑΝΣ στο εν λόγω σύστημα υπολογίζεται με τη χρήση κώδικα προσομοίωσης που έχει αναπτυχθεί από το εργαστήριο του ΕΜΠ. Από την συγκριτική αξιολόγηση των δύο τεχνικών εξάγονται συμπεράσματα που φανερώνουν την επίδραση της διακύμανσης της ταχύτητας περιστροφής στο μετρούμενο διάγραμμα πίεσης. Σκοπός είναι να διερευνηθεί η αξιοπιστία των μετρήσεων πίεσης με σταθερό χρονικό βήμα δειγματοληψίας λόγω της ευκολίας που παρουσιάζουν για κινητήρες εν πλω. Παράλληλα εξάγονται συμπεράσματα για το σφάλμα εκτίμησης της ισχύος και τη διακύμανση της με τις συνθήκες λειτουργίας του κινητήρα. el
heal.abstract The procedure of diagnosis for Diesel engines is of high importance for their proper functioning. Measurements regarding combustion pressure play significant role in the diagnostic procedure since their processing can lead to information such as maximum pressure, efficiency power, ignition angle etc. However, minor errors in estimating combustion pressure can result in significant distortion of the diagnosis results. In this thesis we examine the effects caused to the diagnosis results by changing the sampling method and the method of processing the cylinder pressure. It is necessary that the pressure data captured from the piezoelectric transducers are synchronized to the crank angle. For this to happen, we need a predefined crank angle position (usually the top dead center) and sampling in fixed angle steps. The most known method of sampling combustion pressure for practical applications is sampling in fixed temporal steps. In this case, the crank angle information results from linear reduction of the time to angle. The results of this method, however, are affected by the fluctuation of speed inside the operating cycle. Another well known method uses sampling in fixed crank angle steps by a crank angle encoder, which leads to more reliable results since it is not affected by fluctuation of the speed. Nevertheless, this is not suitable for engines functioning in the field, since it presupposes interventions inside the engine. Detection of the top dead center can be achieved automatically if we possess a crank angle encoder. In the opposite case, computational methods are applied for detecting the top dead center. These methods process the pressure measurements with the help of simulation codes. The novelty of this thesis regards the application of the two combustion pressure sampling methods and the two methods for defining the top dead center to a two-stroke marine engine operating in the field, for the first time. Specifically, we acquired measurements from an engine operating in the field by a specially arranged system, that employs an optical encoder for referring the pressure values in crank angle and detecting the top dead center. Furthermore, we made pressure measurements in the same engine, using the complete measurement capturing and processing system of the Internal Combustion Engines Laboratory, for the same operating points. This system samples the pressure in fixed temporal steps, without using any crank angle encoder. The position of the top dead center in this particular system is computed by simulation codes. Comparing the techniques mentioned above leads to conclusions that clarify the effects of the rotation speed fluctuations to the pressure diagrams. Our aim is to research the reliability of the pressure measurements using sampling in fixed temporal steps, because it is easy to employ for engines operating in the field. In addition, conclusions are also drawn about the power estimation error and its fluctuation depending on the operating conditions of the engine. en
heal.advisorName Χουντάλας, Δημήτριος el
heal.committeeMemberName Ρακόπουλος, Κωνσταντίνος el
heal.committeeMemberName Γιακουμής, Ευάγγελος el
heal.academicPublisher Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Μηχανολόγων Μηχανικών el
heal.academicPublisherID ntua
heal.numberOfPages 128 σ. el
heal.fullTextAvailability true


Files in this item

This item appears in the following Collection(s)

Show simple item record