Experimental Verification of the Performance of the Improved Method of Choosing the Discretization Step of Indicator Diagrams

Authors

  • Yu. O. Smolin National Technical University “Kharkiv Polytechnic Institute”

DOI:

https://doi.org/10.31649/1997-9266-2024-172-1-138-145

Keywords:

internal combustion engine, indicator diagram, discretization step, experimental studies, error, approximation

Abstract

It is shown that the most important component of scientific research is the experiment. One of the most important purposes of its conduct is the verification of theoretical provisions (confirmation of the working hypothesis). It has been proven that together with perfect measuring tools, rational methods of conducting tests and processing the obtained results should be used. It was noted that when indicating the ICE, it is important to take into account the peculiarities of the course of rapidly changing and non-stationary processes in the ICE: high rates of change of processes, wide frequency spectrum, non-identity of the course of processes from cycle to cycle. This determines the specific requirements of the methodical plan and to the measuring devices themselves in terms of speed, frequency of recording, and the rationality of the methods of conducting experimental research. It has been proven that when researching engines, it is necessary to have both single-cycle indicator diagrams and an averaged, over several hundred, indicator diagram. It is shown that when registering the pressure ordinates of the indicator diagram, it is necessary to have a scientifically based method of their measurements. The general features of the experiment when obtaining the indicator diagram are determined, which ensure the desired accuracy and reliability of its receipt. It is shown that the purpose of the work is to experimentally verify the performance of the improved method of choosing the discretization step and choosing the number of registered ordinates of the indicator diagram of the ICE in one working cycle, depending on the approximation error and the pressure build-up rate. The general method of determining the frequency of discretization of indicator diagrams depending on the required accuracy of its approximation and the improved expression for its determination are presented. The scheme for determining the sampling frequency by the angle of rotation of the crankshaft is presented. The essence of the improved method of choosing the discretization step of the indicator diagram is considered, by dividing it into zones and choosing different discretization steps in each zone. The use of a digital microprocessor complex for the study of working processes of a specific diesel engine is considered. The initial data and the results of the calculations of the discretization angles, necessary for conducting the experiment, were determined. Options for changing the discretization step are considered. The validity of the given expressions for the indicator diagram with a smoothed polytrope is proved. The scheme for determining the error of restoration of the indicator diagram by the method of piecewise linear approximation is given. Approximation errors were calculated based on experimental data, which confirmed the correctness and acceptability of both the proposed expression for finding the necessary discretization step and the proposed method of obtaining indicator diagrams using digital methods and means of controlling the parameters of the internal combustion engine.

Author Biography

Yu. O. Smolin, National Technical University “Kharkiv Polytechnic Institute”

Cand. Sc. (Eng.), Associate Professor, Professor of the Chair of Computer and Radio-Electronic System

References

С. Е. Важинський, і Т. І. Щербак, Методика та організація наукових досліджень. Суми, Україна: СумДПУ імені А. С. Макаренка, 2016, 260 с.

Г. Б. Параска, Д. В. Прибега, і П. С. Майдан, Методи та засоби експериментальних досліджень. Київ, Україна: Кондор-Видавництво, 2017, 138 с.

Р. А. Варбанец, «Диагностический контроль рабочего процесса судовых дизелей в эксплуатации.» дис. докт. техн. наук: 05.05.03, Одесская нац. морск. акад., Одесса, 2010, 314 с.

Є. І. Крижанiвський, С. І. Криштопа, Л. І. Криштопа, М. М. Гнип, і І. М. Микитiй, «Експериментальні дослідження показників дизельного двигуна за умови його роботи на біометанолі,» Вісник Харківського національного автомобільно-дорожнього університету, вип. 86, т. 1, с. 90-100, 2019.

Г. С. Гудз, М. В. Глобчак, О. Й. Коцюмбас, і О. Р. Клипко, «Експериментальні дослідження теплових режимів гільзи циліндрів та охолодника ДВЗ,» Наукові нотатки, вип. 36, с. 73-77, 2012.

М. І. Міщенко, В. Л. Супрун, і В. В. Шинкаренко, «Теоретичні дослідження робочого процесу механізму зміни ступеня стиску в бензиновому двигуні,» Двигатели внутреннего сгорания, № 2, с. 60-64, 2008.

О. В. Орисенко, і А. І. Криворот, «Дослідження індикаторних та ефективних показників двигуна ЗМЗ-4026 при роботі на традиційному й альтернативному паливі,» Збірник наукових праць (галузеве машинобудування, будівництво) Полтавського національного технічного університету імені Юрія Кондратюка, вип. 1 (29), с. 53-56, 2011.

А. Н. Пойда «Основные принципы индицирования двигателей дискретными устройствами,» Двигателестроение, № 8, с. 24-27, 1982.

А. П. Марченко, і А. Ф. Шеховцо в, Двигуни внутрішнього згоряння: Серія підручників у 6 т., т. 3. Комп’ютерні системи керування ДВЗ. Харків, Україна: Видавн. центр НТУ «ХПІ», 2004.

Ф. І. Абрамчук, Ю. Ф. Гутаревич, К. Є. Долганов, і І. І. Тимченко, Автомобільні двигуни Київ, Україна: Арістей, 2006, 476 с.

В. Г. Григорьев, і Е. И. Беспалова, «Статические исследования колебаний максимальных давлений сгорания,» Двигателестроение, № 6, с. 17-18, 1986.

Д. В. Левченко, «Усереднення індикаторних діаграм ДВЗ, знятих сучасними цифровими системами реєстрації,» Автомобильный транспорт, вип. 41, с. 71-76, 2017.

Є. В. Білоусов, А. П. Марченко, М. Є. Рибальченко, В. П. Савчук, і Г. Я. Тулученко, «Розробка методів оцінки технічного стану двигунів за результатами індиціювання робочого процесу на режимах відмінних від номінальних,» Двигуни внутрішнього згоряння, № 1, с. 51-59, 2022.

Ю. О. Смолін «Методика вибору кроку дискретизації індикаторних діаграм при цифрових методах контролю параметрів ДВЗ,» Вісник Вінницького політехнічного інституту, № 2 (167), с. 119-124, 2023.

Downloads

Abstract views: 24

Published

2024-02-27

How to Cite

[1]
Y. O. Smolin, “Experimental Verification of the Performance of the Improved Method of Choosing the Discretization Step of Indicator Diagrams”, Вісник ВПІ, no. 1, pp. 138–145, Feb. 2024.

Issue

Section

Mechanical engineering and transport

Metrics

Downloads

Download data is not yet available.