Utafiti wa kitaaluma, lugha inayoeleweka

Verianla | Akademik Araştırmalardan Türkçe Ekonomi ve Bilim İçerikleri

27 Septemba 2026, Jumapili
VERİANLAUchapishaji huru wa sayansi
Fungua au funga menyu
...
Home / Sayansi Tumizi / Utafiti wa Nishati / Je, Mwako wa Kurudi Nyuma katika Injini ya Hidrojeni Unaweza Kugunduliwa Kabla ya Kilele? Onyo la Mapema Linalotegemea Shinikizo na Utaratibu wa Joto katika Injini ya Kazi Nzito
Utafiti wa Nishati

Je, Mwako wa Kurudi Nyuma katika Injini ya Hidrojeni Unaweza Kugunduliwa Kabla ya Kilele? Onyo la Mapema Linalotegemea Shinikizo na Utaratibu wa Joto katika Injini ya Kazi Nzito

Utafiti huu unachunguza ikiwa mwako wa kurudi nyuma unaotokea katika injini ya hidrojeni ya kazi nzito yenye uwashaji wa cheche na inayolishwa kwa kichanganyaji unaweza kugunduliwa ndani ya mzunguko huohuo kwa kutumia ishara ya shinikizo la kolekta ya ingizo pekee.

27/07/2026  Veri Anla Imetazamwa mara 35
Je, Mwako wa Kurudi Nyuma katika Injini ya Hidrojeni Unaweza Kugunduliwa Kabla ya Kilele? Onyo la Mapema Linalotegemea Shinikizo na Utaratibu wa Joto katika Injini ya Kazi Nzito

Utafiti huu unachunguza kama kurudi nyuma kunakotokea katika injini yenye kuwasha cheche za hidrojeni yenye kazi nzito, inayotumia mchanganyiko wa mchanganyiko wa mchanganyiko kunaweza kugunduliwa ndani ya mzunguko huo huo kwa kutumia ishara ya shinikizo la aina nyingi ya ulaji.Kurudi nyuma hutokea wakati mwali wa hidrojeni-hewa, ambao unapaswa kuwaka ndani ya silinda, unasafiri kwa mwelekeo wa nyuma wakati wa kiharusi cha ulaji, kufikia manifold ya ulaji na kuwasha mchanganyiko unaoweza kuwaka ndani ya manifold.Katika mifumo ya aina ya mchanganyiko, kwa kuwa hidrojeni na hewa huchanganywa kabla ya vali ya ulaji, sehemu kubwa ya manifold ina mchanganyiko unaoweza kuwaka kila mara;Kwa hivyo, kurudi nyuma kunaweza kutoa mizigo ya shinikizo kubwa ikilinganishwa na mifumo ya sindano ya bandari.

Watafiti walibadilisha injini ya dizeli nzito yenye silinda sita yenye uwezo wa kuhama kwa 11 kuwa injini moja ya majaribio ya kuwasha cheche za hidrojeni yenye silinda inayofanya kazi.Kiasi cha silinda inayofanya kazi ni 1.841 cm³, uwiano wa mgandamizo ni 13:1, na kasi ya majaribio ni 1.800 rpm.Kihisi cha shinikizo la piezoelectric chenye kipimo cha juu, kilichowekwa takriban 50 mm mbele ya mlango wa kuingiza, kilitumika kupima ishara ya kurudi nyuma kwa 200 kHz;ishara ya kurudi nyuma iliamuliwa kwa kutathmini ongezeko la haraka la shinikizo katika eneo la muda pamoja na ongezeko la nishati ya broadband katika eneo la masafa.

Katika matukio matano ya kurudi nyuma yaliyosomwa, shinikizo la kilele cha manifold ya ulaji lilitofautiana kati ya 251–635 kPa, na ongezeko la shinikizo lililohesabiwa lililingana na mwako wa takriban asilimia 79,6–89,3 ya chaji ya hidrojeni katika manifold.Mzunguko wa kurudi nyuma ulitofautishwa waziwazi na mizunguko ya kawaida kama thamani moja kali.Kengele ya kihisi cha CUSUM/Page–Hinkley inayoweza kubadilika ilitolewa ndani ya mzunguko huo huo na milisekunde 4–16 kabla ya shinikizo la manifold kufikia kiwango chake cha juu.

Joto la gesi iliyobaki wakati wa ufunguzi wa vali ya kutolea moshi, lililojengwa upya kutoka kwa alama ya shinikizo, liliongezeka kutoka takriban 600 K hadi 784–791 K kadri mchanganyiko ulivyozidi kuwa mwingi.Kiwango hiki cha joto kinalingana na kikomo cha mwako wa hiari wa hidrojeni-hewa kilichotumika katika utafiti, takriban 773–793 K. Watafiti hutafsiri matokeo haya kama ushahidi wa utaratibu wa joto ambapo gesi zilizobaki za moto, au maeneo yenye joto zaidi karibu na vali ya kutolea moshi na plagi ya cheche, huamsha tena mchanganyiko katika manifold ya ulaji.

Hata hivyo, matokeo yamepunguzwa kwa matukio matano ya kurudi nyuma, jiometri ya injini moja, na hali ya rpm ya 1.800 pekee.Mfumo uliopendekezwa wa kugundua haujatekelezwa katika kitengo cha kudhibiti injini cha aina ya uzalishaji, kiwango cha kengele ya uwongo hakijapimwa katika seti huru ya data ya uthibitishaji, na halijoto ya gesi iliyobaki haijathibitishwa moja kwa moja na kitambuzi cha halijoto.Utafiti huu ni uchapishaji wa awali ambao haujapitiwa na wenzao.

Kurudi nyuma ni nini?

Katika injini ya kawaida ya kuwasha cheche, mwako wa mchanganyiko wa hidrojeni-hewa lazima uanze kwenye silinda na kuwasha kwa plagi ya cheche na ukamilike kwenye chumba cha mwako.Hata hivyo, katika kurudi nyuma, chanzo cha mwali au moto husafiri upande mwingine kupitia vali ya kuingiza hadi kwenye mlango wa kuingiza na manifold.Ikiwa mchanganyiko unaoweza kuwaka upo kwenye manifold, mwako utaendelea nje ya silinda.

Tukio hili linaweza kusababisha matokeo yafuatayo:

  • Mkusanyiko wa ghafla na wa shinikizo kubwa katika sehemu ya kuingiza,
  • Mkazo wa kiufundi kwenye sehemu ya kaba, kichanganyaji, vitambuzi, na vipengele vya mifereji ya maji,
  • Kuhamishwa kwa mchanganyiko mpya katika sehemu ya kuingiza na kupungua kwa ufanisi wa ujazo.
  • Kuongezeka kwa hatari ya kubisha hodi au kubisha hodi katika mizunguko inayofuata,
  • Kupunguza mzigo na msongamano wa nguvu ambayo motor inaweza kufikia,
  • Matukio yanayorudiwa huleta hatari ya uharibifu wa maunzi na usalama.

Nishati ya chini ya hidrojeni ya kuwasha, kasi ya juu ya moto na safu pana ya kuwaka huongeza hatari hii.Katika utafiti, kiwango cha chini cha nishati ya kuwasha hidrojeni kinatolewa kama 0,02 mJ, kasi ya mwali wa stoichiometric laminar kama 3,51 m/s, na safu ya kuwaka kama asilimia ya ujazo 4,7–75.

Kwa nini mifumo ya aina ya kichanganyaji ni nyeti zaidi?

Kuna mifumo mitatu ya msingi ya usambazaji wa mafuta katika injini za hidrojeni:

  1. Sindano ya moja kwa moja: Hidrojeni inatumwa moja kwa moja kwenye silinda.
  2. Sindano ya mafuta kwenye bandari: Hidrojeni hunyunyiziwa kwenye mlango wa kutolea maji na karibu na vali ya kuingiza.
  3. Mchanganyiko wa nje au ufyonzaji uliochanganywa awali: Haidrojeni huchanganywa na hewa juu ya vali ya kumeza.

Muda wa kunyunyuzia katika sindano ya mlango unaweza kufupisha muda ambao hidrojeni iko kwenye mlango wa kutolea maji.Katika mfumo wa mchanganyiko wa nje, mchanganyiko wa hidrojeni-hewa hupo mara kwa mara katika sehemu kubwa ya aina nyingi.Kwa kuwa ujazo wa mchanganyiko unaoweza kuwaka unaofikiwa na mwali wa nyuma ni mkubwa, mpigo wa shinikizo unaweza pia kuwa mzito zaidi.

Mifumo hii inasalia kuwa muhimu katika kubadilisha injini za gesi asilia zenye nguvu nzito hadi hidrojeni kwa sababu ni rahisi na za bei ya chini.Umuhimu wa viwanda wa utafiti unatokana na ukweli kwamba inachunguza usanifu huu, ambapo hatari ya kurudi nyuma ni ya juu, katika vipimo halisi vya injini ya kazi nzito.

Ni pengo gani katika fasihi linalolengwa?

Kurudi nyuma katika utafiti uliopita;Ilichunguzwa kwa kutumia shinikizo la aina mbalimbali, shinikizo la silinda, mtetemo wa injini, mawimbi ya akustisk, mkondo wa ioni na mbinu za upigaji picha za OH/OH*.Mbinu za macho zinaweza kuonyesha eneo halisi la kuwasha, lakini zinahitaji madirisha ya ufikiaji wa uwazi na vifaa vya maabara.Ingawa vitambuzi vya shinikizo la piezoelectric ndani ya silinda hutoa usahihi wa hali ya juu, vinaweza kuwa ghali na vidhibiti kudumu kwa uzalishaji wa wingi na matumizi ya muda mrefu ya shambani.

Ingawa vitambuzi vya kawaida vya shinikizo la aina mbalimbali vinatumika katika injini za uzalishaji, kipimo data chao kinaweza kisitoshe kurekodi mshtuko wa haraka na vipengele vya akustisk kwa undani.Watafiti walilenga kuchanganya sifa za saa na masafa ya kurudiana na shinikizo la mara nyingi lililotolewa kwa 200 kHz katika mzunguko mmoja.

Madai matatu makuu ya mchango wa utafiti ni kama ifuatavyo:

  • Kugundua hali ya nyuma katika kitanzi kimoja na kihisi kimoja cha namna nyingi,
  • Kukokotoa ukali wa tukio kutoka kwa ongezeko la shinikizo na kiwango kisichotegemea sauti,
  • Ili kuonyesha utaratibu wa joto unaohusiana na kikomo cha kurudi kwa joto la mabaki ya gesi.

Je, injini ya majaribio ilitayarishwa vipi?

Msingi wa jukwaa la majaribio ni 11.046 cm³ injini ya dizeli ya kazi nzito yenye silinda sita, turbocharging na sindano ya moja kwa moja ya mstari.Moja tu ya silinda sita imesalia hai.Mashimo yalitobolewa kwenye pistoni nyingine tano na vali za kutolea moshi za mitungi hii zilitolewa ili kuzuia mchanganyiko mpya usiingie kwenye mitungi iliyozimwa.

Vipimo vya injiniThamani
Injini ya msingiDizeli nzito yenye silinda ya ndani ya 6, yenye turbocharged
Silinda inayotumika6 silindirden 1’i
Sauti ya silinda inayotumika1.841 cm³
Kiasi cha jumla cha injini kuu11.046 cm³
Bomba la silinda123 mm
Kiharusi155 mm
Kuunganisha urefu wa fimbo275 mm
Uwiano wa mgandamizo13:1; 17:1 katika injini asilia
Mpangilio wa valves1 ulaji na 1 valve ya kutolea nje kwa silinda
Mtindo wa mwakoImegeuzwa kutoka kuwasha kwa mgandamizo wa dizeli hadi kuwasha cheche
Chumba cha mwakoBakuli la bastola lenye umbo la beseni lililofanyiwa kazi upya
Nafasi ya kuziba cheche3,8 mm imepunguzwa kutoka kwa mhimili wa silinda
MafutaHidrojeni ya gesi yenye usafi wa angalau asilimia 99,9
Ugavi wa mafutaKabla ya kuchanganya na hewa kabla ya vali ya ulaji

Injector ya awali ya dizeli ilitolewa na nafasi yake kuchukuliwa na plagi ya cheche.Uwiano wa mbano umepunguzwa kutoka 17:1 hadi 13:1 kwa kutengeneza tena bakuli la bastola.Halijoto ya sehemu ya kupozea injini iliwekwa kwa 80°C na kibadilisha joto cha nje.

Je, usanidi wa majaribio ulikuwa na mikondo na vihisi vipi?

Katika mchoro unaoonyesha usanidi wa majaribio, silinda ya hidrojeni, kidhibiti shinikizo, kidhibiti cha mtiririko wa wingi, chujio cha hewa, throttle ya umeme, ulaji mwingi, injini ya silinda moja, mfumo wa uchambuzi wa kutolea nje, kidhibiti cha injini na kompyuta ya kupata data huonyeshwa kwenye mtiririko huo.Haidrojeni na hewa huchanganyika kabla ya wingi wa ulaji.

KipimoKifaa au mbinuKipengele cha msingi
Shinikizo la silindaKistler 6043ACP piezoelectric sensorIko kwenye kichwa cha silinda
Shinikizo la maana nyingi kabisaKihisi 4045A5 kitambuzi cha piezoresistiveKipimo cha RAMANI cha kasi ya chini
Shinikizo la haraka la aina mbalimbaliKistler 6052C kihisi cha piezoelectricTakriban. 50 mm mbele ya bandari ya kunyonya, 200 kHz
Upataji wa data ya kasi ya juuAVL IndicomKipimo cha shinikizo kwa wakati mmoja na angle ya crank
Kutolea nje hidrojeni na oksijeniECOM MK6000H₂: 0–20.000 ppm;O₂: asilimia 0–21
NOxkichanganuzi cha chemiluminescence cha AVL i600–10.000 ppm
HCKigunduzi cha ionization ya moto0–10.000 ppm
CO na CO₂Wachambuzi wa NDIRCO: 0–10.000 ppm;CO₂: asilimia 0–25
Exhaust O₂Kigunduzi cha oksijeni ya Paramagneticλ uthibitishaji usiotegemea aina ya mafuta

Kiwango cha sampuli cha 200 kHz cha sensor ya haraka nyingi kilitoa masafa ya 100 kHz Nyquist.Bandwidth hii ilichaguliwa ili kuchunguza sio tu kupanda kwa shinikizo la polepole lakini pia vipengele vya mbele vya acoustic na mshtuko wa mshipa wa shinikizo la rebound.

Hewa ya kuingiza ilipimwaje?

Kifurushi cha chemichemi muhimu za mtiririko hutumika kuweka kiwango kinacholengwa cha mtiririko wa hewa kiwe thabiti licha ya mabadiliko makubwa ya shinikizo yanayotokea wakati wa mwako.Mashimo yalirekebishwa kwa kipima mtiririko wa marejeleo na uhusiano ufuatao wa urejeshaji ulipatikana kwa kasi ya mtiririko wa hewa:

\[ \dot{m}_a = 4.444\times10^{-7}\left(\frac{P_0}{T_0^{0.5}}\right)+1.189\times10^{-5} \]

  • \(\dot{m}_a\): Kiwango cha mtiririko wa hewa, kg/s,
  • \(P_0\): Shinikizo kabisa kabla ya orifice, Pa,
  • \(T_0\): Halijoto kamili kabla ya shimo, K.

Ni hali gani za uendeshaji zimejaribiwa?

Kasi ya injini iliwekwa kwa 1.800 rpm katika majaribio yote.Seti nne za majaribio zilitumiwa, mzigo wa kufunika, mgawo wa ziada wa hewa na muda wa kuwasha.

Seti ya majaribioKasi ya injiniJumla ya IMEPλ mbalimbaliMuda wa checheMadhumuni ya kimsingi
Weka 11.800 dev/dak210–830 kPa2,05–4,40−32 ila −14 °aTDCKuchanganua kwa mzigo, ufanisi na uthibitishaji λ
Weka 21.800 dev/dak400 kPa1,80–2,05−22 ila +10 °aTDCDirisha la kuwasha kati ya kubisha na kurudi nyuma
Weka 31.800 dev/dak500–820 kPa1,69–3,00−24 ila −1 °aTDCKikomo cha rebound na risasi ya joto wakati wa uboreshaji
Weka 41.800 dev/dak210–410 kPa2,05–4,40−32 ila −15 °aTDCλ athari wakati unashikilia CA50 kwa takriban 5 °aTDC

Pembe hasi za cheche kwenye jedwali hurejelea kuwasha kabla ya kituo cha juu kilichokufa, maadili chanya hurejelea kuwasha baada ya kituo cha juu kilichokufa.Thamani ya λ kubwa kuliko 1 inaonyesha kuwa mchanganyiko ni konda kuliko mchanganyiko wa stoichiometric.Katika utafiti, "utajiri" ni kupunguzwa kwa thamani ya λ, kwa mfano, kutoka 3,0 hadi 2,2;Mchanganyiko bado ni konda kulingana na stoichiometry.

Je, thamani ya λ iliyoamriwa inathibitishwaje?

Katika usanidi wa majaribio, λ ilikokotolewa kutoka kiwango muhimu cha mtiririko wa hewa kwenye mashimo na kidhibiti cha mtiririko wa hidrojeni.Hesabu ya mstari ya kitambuzi cha oksijeni ya bendi pana inaweza kuegemea kwa hidrojeni kwa sababu imerekebishwa kwa ajili ya mafuta ya hidrokaboni.Watafiti kwa hivyo waliunda usawa wa atomiki wa kujitegemea kwa kutumia oksijeni kavu ya kutolea nje na kuvuja kwa hidrojeni:

\[ A=x_{O_2}-0.5x_{H_2} \]

\[ B=1-1.5x_{H_2} \]

\[ \lambda=\frac{0.5(A-B)}{cA-0.5B} \]

\[ c=\frac{K+1}{2}=2.3866,\qquad K=\frac{1-\phi}{\phi},\qquad \phi=0.2095 \]

  • \(x_{O_2}\): Sehemu ya molekuli ya oksijeni kwenye moshi kavu,
  • \(x_{H_2}\): Sehemu ya mole ya hidrojeni ambayo haijachomwa kwenye moshi kavu,
  • \(\phi\): Sehemu ya molekuli ya oksijeni hewani,
  • \(\lambda\): Ni uwiano wa hewa halisi na mahitaji ya hewa ya stoichiometric.

rms tofauti kati ya λ iliyokokotwa na kuamriwa λ na oksijeni ya kutolea nje katika Weka 2 na data safi 0,03;Seti ni 3 katika 0,10.Tofauti zinazolingana za sensor ya UEGO iliyosawazishwa kwa mafuta ya hidrokaboni ni 0,07 na 0,66.Kwa kuwa unyeti wa oksijeni ya kutolea nje kwa λ hupungua katika hali duni sana, tofauti katika Set 4 iliongezeka hadi 1,09.Watafiti walitumia amri λ kama rejeleo kuu, kwa kuzingatia usawa wa oksijeni λ chini ya takriban 3,5 kama udhibiti huru.

Ufanisi wa injini hubadilikaje kulingana na mzigo?

Katika safu ya takriban λ = 3,05–3,25, huku muda wa cheche ukirekebishwa kwa kila mzigo, ufanisi wa joto halisi ulioonyeshwa uliongezeka kutoka asilimia 45,5 katika mzigo mdogo, ukaunda kiwango cha juu kipana cha asilimia 48,1–48,2 karibu na IMEP halisi ya 264–372 kPa, kisha ukashuka hadi asilimia 44,7 katika mzigo wa 815 kPa.

Thamani hapa wavu ulionyesha ufanisi wa joto;Haiwakilishi nguvu ya breki ya injini, hasara zote za mfumo msaidizi au ufanisi wa gari.Kwa mzigo wa chini kabisa, uwiano wa hasara za joto na mwako kwa kazi zinazozalishwa ni za juu.Athari ya jamaa ya hasara hizi hupungua kadri mzigo unavyoongezeka.Katika mizigo ya juu, shinikizo la silinda, halijoto, upotezaji wa joto la ukuta na hitaji la kuchelewesha muda wa kuwasha hupunguza ufanisi tena.

Kwa kuwa mgawo wa tofauti za IMEP ulibaki katika anuwai ya asilimia 2,4–3,0, ilitafsiriwa kuwa kupungua kwa ufanisi katika mzigo wa juu kulihusiana na hasara za thermodynamic badala ya kutokuwa na utulivu wa mwako.

Je, mwako hubadilikaje kadiri mchanganyiko unavyopungua?

Kadiri λ ilivyoongezeka na mchanganyiko kuwa konda, kasi ya kuenea kwa mwali wa hidrojeni ilipungua. Plagi ya cheche iliwashwa mapema zaidi ili CA50 iweze kudumishwa karibu na 5 °aTDC. Katika mzigo mdogo, λ ilipoongezeka kutoka 3,20 hadi 4,40, muda wa cheche uliendelezwa kutoka −25 hadi −32 °aTDC na muda wa mwako wa asilimia 10–90 ukaongezeka kutoka digrii 37,4 hadi digrii 52,6 za pembe ya kranki.

λShinikizo la kilele la silindaKiwango cha juu cha kupanda kwa shinikizoAsilimia 10–90 wakati wa kuchomaCA50Wakati wa checheNOx
3,202,20 MPa5,83 MPa/°CA37,4°5,43 °aTDC−25 °aTDC1 ppm
3,452,29 MPa6,08 MPa/°CA42,4°5,04 °aTDC−27 °aTDC0 ppm
4,042,48 MPa6,51 MPa/°CA48,6°5,19 °aTDC−30 °aTDC0 ppm
4,402,59 MPa6,79 MPa/°CA52,6°5,10 °aTDC−32 °aTDC1 ppm

Mchanganyiko ulipoimarishwa na λ kupunguzwa hadi takriban 2, mwako uliharakishwa na kasi ya kupanda kwa shinikizo na NOx iliongezeka.Kwa mzigo wa juu, λ iliongezeka hadi takriban 2,55 NOx 87–158 kiwango cha ppm, wakati λ ilibakia 3,2 na zaidi ya 1 ppm au chini katika hali dhaifu.

Mipaka kwa kila upande wa muda wa kuwasha

Kuchanganua kwa cheche chini ya upakiaji usiobadilika na λ imeonyesha kuwa kidirisha cha kuwasha kinachoweza kutumika kinadhibitiwa na aina mbili tofauti za mwako usio wa kawaida:

  • Kuwasha mapema sana: Mzunguko wa masafa ya juu na kugonga kwa sababu ya kilele cha shinikizo la silinda,
  • Umechelewa kuwasha: Kurefusha mwako hadi wakati wa kufyonza na kurudi nyuma.

Katika uchunguzi wa sampuli, kugonga kulionekana wakati wa cheche −22 °aTDC, huku mshtuko ulitokea karibu na −2 °aTDC.Matokeo haya yanaonyesha kuwa rebound inahusiana sio tu na utajiri wa mchanganyiko lakini pia jinsi mwako wa mzunguko uliopita ulikamilishwa.

Saini ya shinikizo la kurudi nyuma ni ipi?

Katika mizunguko ya kawaida, shinikizo la aina mbalimbali la ulaji hubakia katika mkanda mwembamba.Katika mzunguko wa kurudi nyuma, shinikizo liliongezeka ghafla wakati wa kunyonya na kuunda pigo kubwa la mzunguko mmoja.

Katika grafu inayolinganisha mizunguko mitano mfululizo, shinikizo nyingi la mzunguko wa kurudi nyuma huongezeka hadi takriban 460 kPa, ilhali shinikizo la silinda la mzunguko huo si la juu sana.Tofauti hii inaonyesha kuwa jambo hilo sio kugonga kwa kawaida kwenye silinda, lakini mwako unaotokea kwenye upande wa ulaji.

Wakati mzunguko wa 300 umepangwa juu ya sehemu mbili tofauti za uendeshaji, mzunguko mmoja wa kurudi nyuma uko nje ya usambazaji wa kawaida:

  • Kilele cha 251 kPa dhidi ya takriban shinikizo la msingi la 46 kPa katika tukio,
  • Nyingine ilionyesha kilele cha 458 kPa dhidi ya shinikizo la msingi la takriban 100 kPa.

Katika jedwali la kiwango lililo na matukio yote matano, kilele cha juu zaidi kilifikia 635 kPa.

Alama ya muda–masafa inaonyesha nini?

Rebound inatofautiana na mizunguko ya kawaida si tu kwa amplitude ya shinikizo lakini pia kwa maudhui yake ya spectral.Wakati mwanzo mkali na kupanda kwa shinikizo la amplitude kubwa kulitokea katika kikoa cha wakati, msongamano wa taswira ya nguvu uliongezeka katika bendi ya masafa mapana.

Katika spectrogramu, nishati ya juu hujilimbikizia katika safu nyembamba ya pembe inayolingana na muda wa kumeza.Jambo hilo halijumuishi masafa mahususi ya resonance;Inaonyesha asili ya mkondo mpana na mapigo ya muda mfupi yaliyojanibishwa kwa muda.

Katika sehemu tofauti za utafiti, kikomo cha chini cha bendi ya masafa ya juu kinaonyeshwa tofauti kama 50 Hz, 200 Hz na takriban 500 Hz.Katika takwimu kikomo cha juu ni takriban 26–27 kHz.Tofauti katika ufafanuzi huu wa bendi inapaswa kufafanuliwa kabla ya maombi.

Kigunduzi chenye kihisi kimoja hufanyaje kazi?

Kihisi kikuu kinachopendekezwa huanza kwa kupitisha shinikizo la njia mbalimbali la haraka kupitia kichujio cha upitishaji wa hali ya juu cha Butterworth chenye kasi ya kukatika ya 500 Hz.Nishati ya masafa ya juu huundwa kwa kuchuja sampuli iliyochujwa:

\[ e_n=\left(x_n^{HP}\right)^2 \]

Wastani wa uendeshaji wa nishati hii na kuenea kwake hufuatiliwa kwa wastani wa kusonga ulio na uzani mkubwa.Katika kifungu hicho, nishati sanifu imeandikwa katika muundo ufuatao:

\[ z_n=\frac{e_n-\mu_n}{v_n} \]

  • \(e_n\): Mawimbi mbalimbali ya pasi ya juu yenye mraba,
  • \(\mu_n\): Kuendesha wastani wa nishati,
  • \(v_n\): Neno lililofafanuliwa katika makala kama tofauti ya kufanya kazi,
  • \(z_n\): Thamani inayoitwa nishati sanifu.

Kisha kikusanyiko cha CUSUM katika umbizo la Page–Hinkley kinatumika:

\[ g_n=\max\left(0,\;g_{n-1}+z_n-k\right) \]

\[ g_n>h\quad \Rightarrow\quad alarm \]

Katika utafiti, kigezo cha mkataji kisicho na kipimo kilichaguliwa kama \(k=1\) na kiwango cha juu cha kengele kilichaguliwa kama \(h=10\).Wakati mkusanyiko unabaki karibu na sifuri katika ishara ya kawaida, huongezeka kwa kasi kwenye makali ya kuongezeka ya rebound na hupita kizingiti.

Sifa za kikoa cha wakati zisizo na kipimo

Kiwango cha amplitude ya shinikizo na kiwango cha kupanda hurekebishwa kuwa mkengeuko wa kawaida wa ndani badala ya vizingiti kamili kuhusiana na hatua ya uendeshaji:

\[ \Pi_{swing}=\frac{P_{max}-P_{min}}{\sigma_P} \]

\[ \Pi_{grad}=\frac{\max\left|dP/dt\right|}{\sigma_P} \]

Utoaji wa shinikizo wa kawaida na upanuzi wa shinikizo katika mizunguko ya kurudi nyuma ulipatikana kuwa mkengeuko wa kawaida wa 23 juu ya wastani wa kawaida wa ndani.

Ukokotoaji wa ulaini wa spektra

Usawa wa spectral wa mzunguko mmoja ni uwiano wa wastani wa kijiometri wa thamani za spectral kwa maana yao ya hesabu:

\[ SFM=\frac{\exp\left(\frac{1}{N}\sum_k\ln S_k\right)}{\frac{1}{N}\sum_k S_k} \]

Spectral kurtosis nyeti kwa ishara za msukumo na zisizo za kusimama pia ilitumika katika utafiti.Ili kuashiria mzunguko kuwa unarudiwa, jaribio la shinikizo/kiwango cha kupanda katika kikoa cha saa na jaribio katika kikoa cha masafa yanalenga kukubaliana juu ya mzunguko sawa.

Uhalali wa hali hii ya kawaida ni kama ifuatavyo:

  • Hata kama mabadiliko ya mzigo wa polepole yataleta mabadiliko makubwa ya shinikizo, yanaweza yasipitishe kiwango cha juu cha kupanda na jaribio la nishati ya utandawazi.
  • Hata kama sampuli moja ya mipigo ya umeme au inayotokana na kihisi itapita kipimo cha muda, inaweza isiwe na muundo wa spectral unaotarajiwa.
  • Kutumia vipengele viwili vinavyojitegemea kwa wakati mmoja kunaweza kupunguza uwezekano wa kengele za uwongo.

Je, kiwango cha kurudi nyuma kinahesabiwaje?

Watafiti walifafanua ukali wa tukio kama uwiano wa kipimo cha ongezeko la shinikizo la mara kwa mara na ongezeko la shinikizo la kinadharia ambalo lingetokea ikiwa chaji ya aina mbalimbali itachomwa kabisa, kwa sauti ya chini, kwa kiwango kisichobadilika:

\[ \eta=\frac{\Delta P_{meas}}{\Delta P_{pred}} \]

  • \(\ eta\): Kiwango cha kukamilisha mwako,
  • \(\Delta P_{meas}\): Kuongezeka kwa shinikizo kwa njia nyingi,
  • \(\Delta P_{pred}\): Kupanda kwa shinikizo lililotabiriwa kwa mwako kamili.

Dari kamili ya shinikizo la mwako huhesabiwa kwa mlinganyo ufuatao:

\[ \Delta P_{pred}=P_0\left(\frac{N_bT_{ad}}{N_uT_0}-1\right) \]

  • \(P_0\): Shinikizo la mara kwa mara la awali,
  • \(N_u\): Idadi ya fuko za mchanganyiko ambao haujachomwa,
  • \(N_b\): Idadi ya fuko za bidhaa zilizochomwa,
  • \(T_0\): Joto la mchanganyiko wa awali,
  • \(T_{jina}\): Ni joto la mwali wa adiabatic.

Nambari za mole na halijoto ya mwali wa adiabatic zilikokotolewa kwa kutumia polynomia za thermodynamic za NASA-7.Kwa kuwa uwiano wa shinikizo hutumiwa, kiasi kikubwa hupungua kutoka kwa equation.Kipengele hiki hutoa kiashirio cha kiwango cha kulinganisha katika hali ambapo kiasi halisi cha aina mbalimbali hakijulikani kwa usahihi.

Hata hivyo, \(\eta\) si sehemu halisi ya hidrojeni iliyochomwa inayopatikana kutokana na kipimo cha moja kwa moja cha spishi za kemikali.Ni proksi ya shinikizo inayotegemea modeli kulingana na dhana kama vile sauti isiyobadilika, uchovu wa adiabatic, hali ya awali sare, na uwakilishi wa wimbi la shinikizo katika hatua ya kipimo.

Ukali wa matukio matano ya kurudisha nyuma

JaribioλShinikizo la juu la namna mbalimbaliKuongezeka kwa shinikizo lililopimwaMakadirio ya ongezeko la kuchoma kamiliHalijoto ya mwali wa AdiabaticKukamilika kwa mwako
Weka 1, fanya kazi 0172,30458 kPa361 kPa454 kPa1.929 K%79,6
Weka 2, fanya kazi 0112,05251 kPa205 kPa230 kPa2.066 K%89,3
Weka 3, fanya kazi 0042,275455 kPa366 kPa426 kPa1.942 K%85,9
Weka 3, fanya kazi 0082,20547 kPa442 kPa509 kPa1.981 K%86,7
Weka 3, fanya kazi 0152,03635 kPa513 kPa616 kPa2.078 K%83,3

Katika visa vitano, sehemu kubwa ya mizigo mingi ilichomwa.Walakini, kiwango cha ukamilishaji hakitofautiani kimonotoni na λ.Badala ya unyanyasaji unaodhibitiwa, haya ni matukio matano huru yanayotokea katika hali tofauti.

Je, joto la gesi iliyobaki huhesabiwaje?

Ili kuchunguza kitangulizi cha joto cha kurudi nyuma, halijoto mbili zilijengwa upya kutoka kwa ufuatiliaji wa shinikizo la silinda.Misa iliyonaswa kwenye silinda ilihesabiwa kutoka kwa hali ya kufunga ya vali ya ulaji:

\[ mR=\frac{P_{IVC}V_{IVC}}{T_{IVC}} \]

Halijoto ya gesi iliyoungua kwa shinikizo la kilele:

\[ T_b=T_{IVC}\frac{P_{max}V\left(\theta_{P_{max}}\right)}{P_{IVC}V_{IVC}} \]

Wastani wa joto la mabaki ya gesi wakati wa ufunguzi wa vali ya kutolea nje:

\[ T_{EVO}=T_{IVC}\frac{P_{EVO}V_{EVO}}{P_{IVC}V_{IVC}} \]

  • \(T_b\): halijoto ya gesi iliyochomwa ya kanda mbili kwa shinikizo la kilele,
  • \(T_{EVO}\): Wastani wa joto la mabaki ya gesi kwenye silinda wakati vali ya kutolea nje inafunguliwa;
  • \(T_{IVC}\): Joto la mchanganyiko wakati valve ya ulaji inafungwa,
  • \(P\) na \(V\): Shinikizo la silinda na sauti kwenye pembe inayohusika ya kishindo.

Hesabu rahisi bora ya gesi imekaguliwa kwa kutenganisha kanda mbili na hesabu ya NASA-7 iliyosahihishwa.Ingawa matokeo ya NASA-7 ni takriban asilimia chini kuliko yale ya 10, mwelekeo wa mabadiliko na λ ni sawa.

Matokeo yaliyopatikana kwa utaratibu wa joto

Jumla ya IMEPλJoto rahisi la gesi iliyochomwajoto la NASA-7EVO joto la mabaki ya gesiKickback
510 kPa3,001.730 K1.563 K601 KHapana
525 kPa2,601.905 K1.715 K704 KHapana
520 kPa2,501.959 K1.764 K723 KHapana
500 kPa2,2752.070 K1.858 K791 KNdiyo
602 kPa2,801.753 K1.586 K647 KHapana
608 kPa2,601.832 K1.656 K687 KHapana
614 kPa2,401.940 K1.750 K767 KHapana
610 kPa2,202.034 K1.828 K784 KNdiyo

Mchanganyiko ulipozidi kuwa tajiri, gesi iliyochomwa na joto la gesi iliyobaki iliongezeka kwa kasi.Katika matukio ya kurudi nyuma, wastani wa thamani ya \(T_{EVO}\) ilifikia 784–791 K. Kiwango cha chini cha joto cha kuwasha kiotomatiki kwa hidrojeni-hewa iliyotolewa katika utafiti ni takriban 773–793 K.

Sehemu za moto za karibu karibu na vali ya kutolea nje au plagi ya cheche zinaweza kuwa 100–200 K moto zaidi kuliko wastani wa wingi;Inaelezwa kuwa hizi zinaweza kufikia kikomo cha mtandao-hewa cha takriban 950 K. Kwa hivyo, utaratibu unaopendekezwa ni kama ifuatavyo:

  1. Kadiri λ inavyopungua, mchanganyiko huwa tajiri na joto la mwako huongezeka.
  2. Mwishoni mwa mwako, gesi iliyobaki kwenye silinda inakuwa moto zaidi.
  3. Wakati wa kubadilishana gesi kati ya kutolea nje na mipigo ya ulaji, gesi ya mabaki ya moto au sehemu ya moto ya ndani hufikia upande wa ulaji.
  4. Mchanganyiko wa hidrojeni-hewa uliopo kwenye manifold huwaka moja kwa moja.
  5. Mwali wa moto husogea kuelekea upande mwingine kando ya manifold na kuunda mpigo mkubwa wa shinikizo.

Matokeo haya yanaunga mkono sana utaratibu;hata hivyo, sehemu ya moto haikupigwa picha moja kwa moja au kupimwa kwa kipimajoto cha haraka.Kwa kuwa hakuna rekodi ya upataji wa polepole wa data katika mizunguko inayorudishwa, misa iliyonaswa hupimwa kwa λ kutoka sehemu thabiti ya uendeshaji iliyo karibu zaidi.Kwa hivyo halijoto si kipimo cha moja kwa moja bali ni ujenzi wa msingi wa shinikizo.

Utendaji wa kigunduzi

Seti ya kigezo kimoja inatumika kwa tafiti tano za marudio. Kuna mzunguko wa 300 katika kila utafiti.Mzunguko wa kurudi nyuma ulitoa alama za juu zaidi katika CUSUM na kurtosis ya spectral.

KiashiriaMizunguko ya KawaidaMzunguko wa kurudi nyuma
Thamani ya kilele cha CUSUMKawaida kuhusu agizo la 10Takriban.570–1.100
Spectral kurtosisTakriban. 0–5Takriban.16–20
Kuteleza kwa shinikizo kwa kawaida na upinde wa mvuaUsambazaji wa kawaida wa ndaniTakriban juu ya 23 mkengeuko wa kawaida
Kuongezeka kwa nguvu za SpectralMsingi wa kawaidaTakriban 20–40 dB sauti zaidi kwenye ukanda mpana

Kiwango cha juu cha CUSUM kimepitwa wakati wa kunyonya kwa mzunguko wa kurudi nyuma, kati ya −273 na −214 °aTDC. Kengele huzalishwa ms 4–16 kabla ya shinikizo la aina mbalimbali kufikia kilele, ambacho ni takriban digrii 44–172 za pembe ya mchezo kwa kila 1.800 rpm.

Kipindi hiki kinadharia kinaweza kuruhusu afua zifuatazo:

  • Kukata mtiririko wa hidrojeni,
  • Kukatizwa kwa cheche au kuweka upya wakati,
  • Kusimamia throttle au valve ya usalama,
  • Kufungua njia ya misaada ya shinikizo nyingi,
  • Kupunguza mzigo wa injini.

Hata hivyo, hatua hizi hazijatumiwa kwa majaribio na hazijaonyeshwa kwa kweli kupunguza uharibifu wa kurudi nyuma.Utafiti huamua dirisha la saa ambalo linaweza kutumika kutambuliwa.

Mchakato wa kimwili ambao michoro inaelezea kwa pamoja

  • Mchoro wa usanidi wa majaribio: Inaonyesha kuwa hidrojeni na hewa huchanganyika kabla ya wingi wa ulaji, shinikizo la aina mbalimbali la haraka na shinikizo la silinda hunakiliwa kulingana na pembe ya kishindo sawa.
  • chati ya uthibitishaji λ: Inaonyesha kwamba thamani λ zilizokokotwa na oksijeni ya kutolea nje ziko karibu na thamani zilizoamriwa katika seti safi za majaribio.
  • Chati ya mavuno: Takriban katika λ = 3, inaonyesha kwamba ufanisi wa wavu ulioonyeshwa ni wa juu zaidi katika eneo la upakiaji wa sehemu kati ya mizigo ya chini na ya juu sana.
  • Vitambulishi vya mwako: Inaonyesha kwamba wakati wa mwako huongezeka kwa umaskini na cheche lazima iwekwe mapema.
  • Grafu ya shinikizo la mizunguko mitano: Inaonyesha kwamba mtiririko wa nyuma hutoa ongezeko kubwa la shinikizo kwa upande wa njia nyingi katika mzunguko mmoja tu.
  • Mkusanyiko wa mizunguko 300: Inaonyesha kwamba mzunguko wa kurudi nyuma uko nje ya usambazaji wa kawaida, bila kujali mzigo.
  • Uchanganuzi wa kuwasha: Kugonga hutokea wakati wa kuwasha mapema na kurudi nyuma hutokea wakati wa kuwasha marehemu, na kuzuia dirisha la saa salama kutoka pande zote mbili.
  • PSD na taswira: Inaonyesha kwamba kurudi nyuma ni mpigo wa bendi pana uliojanibishwa wakati wa kunyonya badala ya mlio wa bendi nyembamba.
  • Chati ya halijoto: Inaonyesha kuwa kadiri λ inavyopungua, \(T_b\) na \(T_{EVO}\) maadili huongezeka na sehemu za kurudisha nyuma hufikia mkanda wa kuwasha otomatiki wa hidrojeni.
  • Michoro ya CUSUM: Inaonyesha kwamba katika matukio yote matano mzunguko wa kurudi nyuma ulizidi kizingiti cha kengele kwa ukingo mkubwa na kengele ilitokea kabla ya kilele cha shinikizo.

Nguvu za utafiti

  • Inachunguza kurudi nyuma katika jiometri ya injini ya kazi nzito badala ya utaratibu mdogo ulioundwa kwa njia bandia.
  • Hutathmini moja kwa moja mzigo mkubwa wa aina mbalimbali katika malisho ya hidrojeni ya aina ya kichanganyaji.
  • Inatumia taarifa za muda na masafa kwa pamoja kutokana na shinikizo la kolekta la 200 kHz.
  • Inachanganya utambuzi, kipimo cha ukubwa na uchunguzi wa utaratibu katika mkusanyiko wa data wa majaribio.
  • Inakusudiwa kutumia vipengele vilivyorekebishwa na vinavyobadilika badala ya kizingiti cha shinikizo kabisa.
  • Inaripoti sio tu mzunguko wa kitambuzi lakini pia wakati wa kengele ndani ya mzunguko.
  • Kiwango cha kukamilisha mwako hutoa kiashirio cha ukubwa ambacho hakitegemei aljebra kwa wingi wa wingi.
  • Inaonyesha mwelekeo sawa kati ya halijoto ya gesi iliyobaki na kikomo cha kurudishwa tena katika mafagia mawili tofauti ya upakiaji.
  • Inaonyesha kuwa kihisi hutoa ubaguzi mkubwa na vigezo sawa katika matukio matano tofauti ya kurudi nyuma.
  • Hukagua kipimo cha UEGO kinachotegemea aina ya mafuta kwa kusawazisha atomu ya oksijeni ya kutolea nje.

Mapungufu makuu ya utafiti

  • Matukio matano pekee ya kickback yalitathminiwa kwa kina.
  • Majaribio yote yaliendeshwa kwa 1.800 rpm;Hakuna uthibitishaji katika enzi tofauti.
  • Injini ni toleo la maabara la injini ya uzalishaji ya silinda sita na silinda moja tu amilifu.
  • Aina ya mchanganyiko wa jiometri ya aina moja, uwiano wa mgandamizo mmoja na nafasi ya kuziba cheche moja hutumiwa.
  • Sensor haijatekelezwa kwa wakati halisi katika kitengo cha kudhibiti injini ya uzalishaji.
  • Muda wa kukokotoa na mzigo wa kichakataji hauripotiwi kiidadi.
  • Urefu wa dirisha la STFT, aina ya dirisha na uwiano wa mwingiliano haujabainishwa.
  • Hakuna unyeti, umaalumu, usahihi, kasi ya kengele ya uwongo, au mkunjo wa ROC hutolewa kwa kitambuzi.
  • Viwango havijathibitishwa kwenye mkusanyiko huru wa majaribio.
  • Licha ya taarifa "Hakuna calibration", kizingiti kinachaguliwa kulingana na alama mbaya zaidi ya mzunguko wa kawaida katika kipindi cha uendeshaji.
  • Joto la mabaki la gesi halikupimwa moja kwa moja.
  • Misa iliyonaswa katika mizunguko ya kurudi nyuma hupunguzwa kutoka kwa hali ya uthabiti iliyo karibu zaidi.
  • Kukamilika kwa mwako kunategemea mawazo ya kiasi cha mara kwa mara na mwako kamili wa adiabatic.
  • Kiashiria cha ukali kulingana na shinikizo hakijaunganishwa na uharibifu halisi wa sehemu, dhiki au vipimo vya uchovu.
  • Data ghafi ya kasi ya juu na msimbo wa uchanganuzi haujashirikiwa;Imeelezwa kuwa itatolewa kwa ombi tu.
  • Utafiti haujapitiwa na rika.

Utafiti unasaidia nini?

  • Inaauni kwamba urejeshaji nyuma katika injini ya hidrojeni ya kazi nzito ya aina ya mchanganyiko huunda mpigo mkubwa wa mzunguko mmoja katika shinikizo la aina mbalimbali la ulaji.
  • Inaonyesha kwamba recoil ina ukanda mpana na sahihi ya spectral iliyojanibishwa kwa wakati.
  • Inaonyesha kuwa njia ya CUSUM inayobadilika ya masafa ya juu ya nishati inaweza kugundua kurudi nyuma kabla ya kilele cha shinikizo katika kesi tano zilizochunguzwa.
  • Inaauni kwamba kupanda kwa shinikizo nyingi kunaweza kutumika kama seva mbadala ya ukali wa tukio.
  • Inaonyesha kuwa kadiri mchanganyiko unavyozidi kuwa tajiri, joto la gesi iliyobaki hupanda na kufikia eneo la kuwasha otomatiki kwa hidrojeni.
  • Inaonyesha kuwa cheche ambayo ni mapema sana huleta kubisha, na cheche ambayo imechelewa hutengeneza kikomo cha kurudi nyuma.
  • Takriban λ = 3 na inaonyesha kuwa eneo la upakiaji wa kati linaweza kutoa utendakazi usio na msukosuko na ufanisi wa hali ya juu ulioonyeshwa katika motor iliyochunguzwa.

Utafiti hauthibitishi nini?

  • Haidhibitishi kwamba sensor itafanya kazi na kizingiti sawa katika injini zote za hidrojeni.
  • Haionyeshi kuwa kizingiti kinategemea kasi tofauti za injini.
  • Haionyeshi kuwa kihisishi cha kawaida cha MAP cha uzalishaji kwa wingi kitatoa mafanikio ya ugunduzi sawa na kihisi cha maabara cha 200 kHz.
  • Haithibitishi kuwa blowback huanzishwa tu na mabaki ya gesi katika visa vyote.
  • Haizuii vyanzo vingine vya ndani vya kuwasha kama vile matone ya mafuta, amana za kaboni, elektroni za cheche au kingo za chuma moto.
  • Haionyeshi kimajaribio kwamba kukata mafuta au cheche baada ya kengele kutazuia athari ya mitambo ya tukio.
  • Haithibitishi kwamba kiwango cha kukamilisha mwako kinahusiana kwa mstari na uharibifu halisi wa mitambo.
  • Wavu iliyoonyeshwa ufanisi karibu na asilimia 48 haionyeshi ufanisi wa breki za mafuta au ufanisi wa gari.
  • Injini za haidrojeni kwa ujumla hazina uzalishaji wa kaboni wa mzunguko wa maisha sufuri.
  • Haitoi makubaliano ya kisayansi yaliyopitiwa na marika au uthibitishaji wa mfumo wa kibiashara.

Maana ya viwanda na kiteknolojia

Matokeo muhimu zaidi ya utafiti katika suala la matumizi ni kwamba shinikizo nyingi sio tu sensor ambayo inarekodi baada ya kurudi nyuma kutokea, lakini inaweza kuwa pembejeo ya udhibiti ambayo inaweza kutoa ishara ya kuingilia kati tukio linapokua.Ingawa 4–16 ms kabla ya kilele cha shinikizo ni muda mfupi, inaweza kuwa na maana kwa udhibiti wa injini ya kasi ya juu.

Ili mbinu iweze kuhamishiwa kwenye mfumo wa uzalishaji, kipimo data, uwekaji wa sensorer, kinga ya mtetemo, kelele ya umeme, uvumilivu wa operesheni inayoendelea na mzigo wa hesabu wa ECU unapaswa kutathminiwa katika vihisi vya bei ya chini.Uthibitishaji wa kujitegemea unapaswa kufanywa kwa kasi tofauti za injini, mlolongo wa kurusha silinda nyingi, shinikizo la turbocharger, EGR, kiasi tofauti cha wingi na mifumo ya sindano ya bandari.

Katika siku zijazo, mawimbi ya utambuzi yanaweza kuunganishwa na udhibiti wa kitanzi funge.Mfumo unaweza kupunguza mtiririko wa hidrojeni kwenye kengele, kusimamisha kuwasha kwa muda, kuongeza lengo λ, au kupunguza mahitaji ya mzigo.Hata hivyo, muda na usalama wa afua hizi lazima uthibitishwe katika majaribio tofauti.

Mbinu na Matokeo ya Utafiti

Muhtasari wa mbinu ya kiufundi

Sehemu ya njiaMbinu iliyotumika katika utafiti
Aina ya uendeshajiInjini ya majaribio na utafiti wa usindikaji wa ishara
InjiniSilinda moja inayofanya kazi, injini ya kuwasha cheche ya hidrojeni yenye wajibu mkubwa
Sauti ya silinda inayotumika1.841 cm³
Uwiano wa mgandamizo13:1
Ugavi wa mafutaMchanganyiko wa nje;Hydrojeni na hewa zilichanganywa kabla ya valve ya ulaji.
Kasi ya injini1.800 dev/dak
Aina ya upakiajiTakriban. 200–800 kPa jumla ya IMEP
λ mbalimbali1,69–4,40 kulingana na jedwali
Muda wa chechekutoka −32 °aTDC hadi +10 °aTDC
Sensor kuu ya utambuziKistler 6052C sensor ya shinikizo la aina nyingi ya haraka
Sampuli200 kHz
Kichujio cha kupita juu500 Hz, Butterworth sababishi ya daraja la pili
Sensor kuuUsanifishaji kulingana na EWMA na Page–Hinkley/CUSUM
Vigezo vya CUSUMk = 1, h = 10
Hundi tofautiKuteleza kwa shinikizo kwa kawaida, mwinuko wa mwinuko, kujaa kwa spectral na kurtosis ya spectral
Kigezo cha ukaliUwiano wa kupanda kwa shinikizo lililopimwa hadi dari kamili ya shinikizo la mwako
Utaratibu wa jotoT imeundwa upya kutoka kwa shinikizo la silindab na TEVO
Matukio ya KickbackTukio la 5 limechambuliwa kwa kina
Mtihani wa takwimuHakuna upimaji wa nadharia ya asili au muda wa kujiamini unaotolewa.

Matokeo ya ugunduzi wa matukio matano

JaribioMzunguko wa kurudi nyumaShinikizo la kilele mara nyingiKukamilika kwa mwakoMatokeo ya ugunduzi
Weka 1, 017141458 kPa%79,6CUSUM yenye nguvu na kengele ya taswira katika mzunguko huo huo
Weka 2, 011203251 kPa%89,3CUSUM yenye nguvu na kengele ya taswira katika mzunguko huo huo
Weka 3, 00486455 kPa%85,9CUSUM yenye nguvu na kengele ya taswira katika mzunguko huo huo
Weka 3, 008160547 kPa%86,7CUSUM yenye nguvu na kengele ya taswira katika mzunguko huo huo
Weka 3, 015223635 kPa%83,3CUSUM yenye nguvu na kengele ya taswira katika mzunguko huo huo

Matokeo kuu ya kiasi

KiashiriaHitimishoMaoni
Shinikizo la kilele mara nyingi251–635 kPaKurudi nyuma kumeunda mzigo mzito wa shinikizo kwenye upande wa njia nyingi.
Kukamilika kwa mwako%79,6–89,3Wakala wa kielelezo unaoonyesha kuwa mchanganyiko mwingi kwenye mchanganyiko umechomwa.
Halijoto ya gesi iliyobaki784–791 K iko katika hali mbayaHaidrojeni iliyotolewa katika utafiti inapishana na mkanda wa kuwasha kiotomatiki.
Ongezeko la taswira ya BroadbandTakriban. 20–40 dBInaruhusu tukio kutenganishwa na kugonga kwa bendi nyembamba.
Alama ya kurudishwa kwa CUSUMTakriban. 570–1.100Ni ya juu zaidi kuliko maadili ya mizunguko ya kawaida, ambayo ni takriban 10.
Kurtosis ya SpectralTakriban. 16–20Juu ya safu ya takriban 0–5 katika mizunguko ya kawaida.
Wakati wa kuongoza wa kugundua4–16 msKengele ilitokea kabla ya kilele cha shinikizo la mara kwa mara.
Mavuno ya juu zaidi yaliyoonyeshwa%48,1–48,2λ ni kuhusu 3 na katika eneo la mzigo wa kati;Sio ufanisi wa breki.
NOx katika operesheni kondamara nyingi 0–1 ppm katika λ ≥ 3,2Kipimo cha pato la injini;Haiwakilishi hali zote za kazi.

Utambuzi na mnyororo wa utaratibu

  1. Haidrojeni na hewa huchanganyika awali katika anuwai.
  2. Mchanganyiko unapozidi kuwa tajiri, mwako wa silinda na joto la mabaki ya gesi huongezeka.
  3. Mwako unaochelewa au gesi ya ndani yenye joto hufikia wingi wakati wa tukio la ulaji.
  4. Mchanganyiko wa aina mbalimbali huwaka, huzalisha bendi pana na mpigo wa shinikizo la haraka.
  5. Nishati ya kiwango cha juu cha pasi nyingi inazidi kizingiti cha CUSUM.
  6. Kupanda kwa kasi kwa kikoa cha muda na nishati ya mtandao mpana katika kikoa cha masafa huthibitishwa katika mzunguko sawa.
  7. Kengele huzalishwa kabla ya kilele cha shinikizo.
  8. Uwiano wa ongezeko la shinikizo kwa dari kamili ya mwako huhesabiwa kwa ukali wa tukio.

Uthibitishaji unaohitajika kabla ya utekelezaji

  • Uhamisho wa kizingiti kwa kasi tofauti za injini,
  • Uamuzi wa chanzo cha silinda katika injini ya silinda nyingi,
  • Utoshelevu wa Bandwidth na vihisi shinikizo vya bei ya chini vya uzalishaji,
  • Viwango vya uwongo chanya na vya uwongo katika mkusanyiko huru wa data,
  • Kudumu chini ya mtetemo wa injini, mshtuko wa valves na kuingiliwa kwa umeme,
  • Tabia ya pekee inayobadilika katika matukio yanayofuatana au yanayorudiwa,
  • Athari halisi ya ulinzi wa mafuta na amri ya kukata cheche,
  • Kiwango cha ukali katika viwango tofauti tofauti na shinikizo la turbocharger,
  • Uthibitishaji wa utaratibu wa joto kwa joto la moja kwa moja au kipimo cha macho.

Dokezo la Chanzo na Mbinu

Jina asili la kazi: Moto wa nyuma katika injini ya kuwasha ya mchanganyiko wa kazi nzito-aina ya hidrojeni: ugunduzi, upimaji wa ukali, na utaratibu wa mafuta wa gesi-salia.

Waandishi na mpangilio wao: Seongsu Kim;Hifadhi ya Hyunwook;Seungmook Oh;Changup Kim;Yongyu Lee;Junsun Lee;Junghwan Kim.

Habari ya uchangiaji mwenza: Hakuna taarifa ya mchango-mwenza au uandishi wa kwanza katika PDF.

Mwandishi anayelingana: Junghwan Kim.

Barua pepe ya mwandishi inayolingana: jkim77@cau.ac.kr

Taasisi:

  1. Idara ya Uhandisi wa Mifumo ya Nishati, Chuo Kikuu cha Chung-Ang, 84 Heukseok-ro, Seoul, Jamhuri ya Korea 06974.
  2. Idara ya Utafiti wa Injini, Taasisi ya Mitambo na Nyenzo ya Korea, 156 Gajungbuk-ro, Daejeon, Jamhuri ya Korea 34103.

Ulinganifu wa mwandishi na taasisi: Seongsu Kim na Junghwan Kim, Chuo Kikuu cha Chung-Ang;Hyunwook Park, Seungmook Oh, Changup Kim, Yonggyu Lee na Junsun Lee, Taasisi ya Mitambo na Nyenzo ya Korea.

DOI: 10.2139/ssrn.6945147

Aina ya rasilimali: Utafiti wa majaribio na uchapishaji wa awali wa usindikaji wa ishara uliofanywa kwenye injini ya hidrojeni ya kazi nzito.

Hali ya mwamuzi: Kazi hii ni chapa ya awali na haijakaguliwa na marika.

Jukwaa la uchapishaji: SSRN.

Tarehe ya kupakia SSRN: 15 Haziran 2026.

Idadi ya kurasa: 37.

Magazeti: Jina la jarida lililopitiwa na marika au taarifa ya mwisho iliyokubaliwa ya uchapishaji haikuweza kuthibitishwa.

Hali ya mchapishaji: Utafiti haukuchapishwa kama makala ya jarida.SSRN ni utafiti wa mapema na jukwaa la kushiriki machapisho linaloendeshwa ndani ya Elsevier;Hii haimaanishi kuwa utafiti ni makala ya jarida la Elsevier iliyopitiwa na rika.

Viungo Rasmi:Ukurasa wa usajili wa SSRN na kiungo cha DOI.

Ufadhili: Kazi hii iliungwa mkono chini ya Mpango wa Ubunifu wa Teknolojia 20018148 unaofadhiliwa na Wizara ya Biashara, Viwanda na Nishati ya Korea.

Mgongano wa maslahi: Waandishi wanatangaza kwamba hawana maslahi yoyote ya kifedha au mahusiano ya kibinafsi ambayo yanaweza kuathiri kazi.

Ufikiaji wa data: Imeelezwa kuwa data itatolewa kwa ombi.Hakuna data ghafi ya shinikizo la 200 kHz, msimbo wa uchanganuzi au programu ya kudhibiti wakati halisi inayoshirikiwa na PDF kuu.

Michango ya Mwandishi: Seongsu Kim alifanya majaribio, uchambuzi rasmi, na kuandika rasimu ya kwanza;Hifadhi ya Hyunwook inajumuisha majaribio, uhifadhi wa data na taswira;Seungmook Oh fedha na usimamizi wa mradi;Changup Kim dhana;Mbinu ya Yongyu Lee;Junsun Lee majaribio na rasilimali;Junghwan Kim alichukua dhana, ushauri, na ukaguzi wa maandishi.

Makala haya ya Kituruki yalitayarishwa kwa kuchunguza maandishi, milinganyo, mipango ya majaribio, grafu za shinikizo, grafu za msongamano wa spectral, spectrogramu, matokeo ya CUSUM na majedwali yote ya ukurasa wa PDF wa 37 uliopakiwa.Hakuna matokeo mapya ya majaribio, uhakikisho wa usalama, uwezekano wa kibiashara, au madai ya uimara wa injini ambayo hayajajumuishwa kwenye PDF yanaongezwa.Vyanzo vya nje vilitumika tu kuthibitisha DOI, tarehe ya kupakia SSRN, mwandishi wa mawasiliano na utambulisho wa jukwaa.

Kutowiana kwa ndani na matatizo ya uwezo wa kuzalisha matokeo upya yaliyobainishwa katika maandishi

  • Dai la kizingiti huru la kasi: Katika muhtasari na utangulizi inaelezwa kuwa kizingiti cha kugundua hakijitegemea mzigo na kasi ya injini.Walakini, majaribio yote yalifanywa kwa 1.800 rpm.Uhuru wa kasi hauwezi kuzingatiwa kuwa umeonyeshwa bila uthibitishaji wa majaribio kwa kasi tofauti.
  • "Hakuna urekebishaji" taarifa: Ni kweli kwamba sensor haihitaji jedwali tofauti la urekebishaji kulingana na hatua ya uendeshaji.Hata hivyo, inaelezwa kuwa vizingiti visivyo na kipimo huchaguliwa kulingana na alama mbaya zaidi ya mzunguko wa kawaida ndani ya kipindi cha utafiti.Kwa hiyo, njia hiyo haina calibration-bure kabisa, lakini mbinu ya kawaida ya kizingiti ambayo si ya hatua maalum ya uendeshaji.
  • Dai la utambuzi na kitambuzi kimoja: Shinikizo la namna nyingi hutumika katika kutambua kurudi nyuma na kukokotoa ukali.Hata hivyo, halijoto ya gesi iliyobaki na uchanganuzi wa sababu hutegemea saini ya shinikizo la ndani ya silinda.Kwa sababu hii, taarifa kwamba sensor nyingi pekee hutoa utambuzi, ukali na sababu haiendani kikamilifu na njia.
  • Tofauti katika mlinganyo wa Z-alama: Katika nomenclature, \(v_n\) inafafanuliwa kama tofauti ya kufanya kazi, na katika Equation 6, tofauti ya nishati imegawanywa na \(v_n\).Katika alama z ya kawaida, tofauti inatarajiwa kugawanywa na mchepuko wa kawaida, yaani \(\sqrt{v_n}\), sio tofauti.Kutaja ikiwa \(v_n\) inawakilisha mkengeuko wa kawaida;Ikiwa inawakilisha tofauti, equation inapaswa kusahihishwa kwa kipimo.
  • Ufafanuzi wa ubapa wa Spectral: Uwiano wa wastani wa kijiometri/hesabu uliotolewa katika mlingano kwa ujumla unalingana na 1 katika wigo bapa na bapa;inakaribia 0 katika wigo wa toni au kilele chenye ncha kali.Kinyume chake kinaelezwa katika maandishi.Thamani ya dB na uteuzi wa bendi unaotumiwa katika data inayorudiwa inapaswa kuelezwa ikiwa zinaunda tabia ambayo ni tofauti na maelezo haya ya jumla.
  • Vigezo vya STFT vinavyokosekana: Kuna taarifa "itabainishwa uboreshaji wa vigezo utakapokamilika" kwa urefu wa dirisha na uwiano wa mwingiliano.Hiki ni kishikilia nafasi cha mbegu na huzuia urudufishaji huru wa spectrogramu.
  • Tofauti ya bendi ya masafa: Kadirio la safu 50 Hz–26 kHz, 200 Hz–26/27 kHz na 0,5–26 kHz hutumika kwa uchanganuzi wa bendi pana katika sehemu tofauti za maandishi.Kichujio cha kupita kiwango cha juu ni 500 Hz.Bendi ya mwisho ya kugundua sio moja na imefafanuliwa wazi.
  • Muhtasari wa shinikizo la kilele: Katika sehemu ya matokeo, imeandikwa kwamba shinikizo la aina nyingi lilifikia takriban 250–460 kPa.Jedwali 7, linalojumuisha matukio matano, pia linajumuisha viwango vya kilele vya kPa vya 547 na 635.Sentensi ya kuhitimisha inaakisi sampuli za grafu mbili tu, si matukio yote.
  • Wingi wa hidrojeni haujajumuishwa kwenye jedwali 7: Maandishi yanabainisha kuwa wingi wa hidrojeni pia umeripotiwa katika Jedwali 7, ikichukua idadi ya lita ya 1,5.Hakuna safu kama hiyo kwenye jedwali inayoonekana.
  • Ukosefu wa utekelezaji wa wakati halisi: Chati ya mtiririko wa uamuzi na gharama ya hesabu kwa kila mzunguko zimesalia kwa marekebisho yanayofuata.Kwa hivyo, utumiaji wa wakati halisi kwenye ECU haujaonyeshwa moja kwa moja.
  • Utendaji wa uainishaji: Ingawa ubaguzi mkubwa ulionyeshwa katika matukio matano, seti huru ya majaribio, idadi ya kengele za uwongo, unyeti, umaalumu, na muda wa kujiamini haukuripotiwa.
  • Sababu ya joto sio ya moja kwa moja: \(T_{EVO}\) halijoto si kipimo cha moja kwa moja, lakini wastani wa wingi kulingana na saini bora ya gesi na shinikizo.Kwa masomo ya kurudi nyuma, misa ilipunguzwa kutoka kwa hali thabiti ya karibu.Matokeo yake yanaauni utaratibu wa mabaki ya gesi, lakini hauzingatii moja kwa moja chanzo cha ndani cha kuwasha.
  • Mawazo ya kimwili ya kigezo cha ukali: Mwako wa aina nyingi kwa kweli sio kiasi cha mara kwa mara na adiabatic kikamilifu;Kuna valve, channel, hasara ya joto na athari za wimbi la shinikizo.Kwa hivyo, \(\eta\) inapaswa kufasiriwa kama proksi ya kiwango cha msingi badala ya sehemu ya hidrojeni iliyochomwa moja kwa moja.
  • Hitilafu ya kuhariri: Mwishoni mwa mbinu ya kigunduzi kuna kipande cha maandishi kilichoharibika kinachoanzia katikati ya sentensi na kurudia kauli iliyotangulia.Hii inaonyesha kuwa uchapishaji wa awali haukupitia udhibiti wa mwisho wa uhariri.

Masuala haya hayakanushi matokeo ya majaribio yanayoonyesha kuwa mawimbi ya shinikizo la aina mbalimbali ni chanzo chenye nguvu cha taarifa katika ugunduzi wa milipuko.Hata hivyo, haipaswi kuhitimishwa kuwa njia hiyo ni ya ulimwengu wote au uzalishaji tayari mpaka imejifunza kwa kasi tofauti, kwenye injini tofauti, na matukio zaidi, na data ya uthibitishaji wa kujitegemea.


Shiriki:

Maoni huchapishwa baada ya kukaguliwa.Maoni yako yatapitia mchakato wa idhini na yataonekana yakikubaliwa.

Acha maoni

Anwani yako ya barua pepe haitachapishwa. Sehemu za lazima zimewekewa alama ya *

Your experience on this site will be improved by allowing cookies Cookie Policy