Анализ характеристик сжигания топлива

Анализ характеристик сжигания топлива

Иллюстрации

Показать все

Реферат

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

Настоящий документ относится к определению и анализу характеристик сгорания различных образцов топлива.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Для предсказания кпд сгорания топлива в конкретном двигателе можно измерить некоторые характеристики сгорания. Например, образцы топлива, которые можно использовать в двигателях с компрессионным воспламенением однородной смеси (HCCI), включая некоторые дизельные двигатели, часто анализируют для определения характеристик, известных как цетановое число и октановое число. Такие характеристики ранее были использованы при попытках содействия конструкторам двигателей в создании топливной смеси, пригодной для использования в конкретном HCCI-двигателе.

Октановое число может указывать на стойкость топлива к детонации. Например, топливо, имеющее высокое октановое число, будет стойким к самовозгоранию в большей степени, чем другое топливо, имеющее более низкое октановое число. Неконтролируемое самовозгорание топлива в двигателе является нежелательным, поскольку это приводит к явлению, известному как стук двигателя. Сильный удар обычно сопровождается быстрым подъемом давления и усилением вибрации, что может разрушить двигатель.

Цетановое число может указывать на способность топлива к самовоспламенению. Само по себе, цетановое число может повлиять на способность двигателя к запуску в холодном состоянии, на выхлопы двигателя и на коэффициент полноты сгорания топлива в двигателе. Например, в типичном дизельном двигателе топливо зажигается горячим воздухом (например, нагретым при сжатии). Топливо обычно впрыскивают в этот горячий воздух непосредственно перед тем, как поршень достигает положения верхней мертвой точки, а во многих конструкциях зажигание должно начинаться непосредственно, когда поршень достигает этого положения. Если топливо не зажигается, когда поршень находится в положении верхней мертвой точки, вся загрузка топлива может оказаться полностью перемешанной с воздухом, вызывая, таким образом, резкий рост давления, когда топливо в конце концов воспламенится. Следовательно, дизельный двигатель, который функционирует с топливом, имеющим цетановое число, меньшее, чем рекомендуется, трудно будет запустить, а также обычно он бывает более шумным, может функционировать резко, а также он может иметь повышенные выхлопы.

Поскольку октановое число и цетановое число конкретного топлива могут означать противоположные характеристики, в этом случае обычно повышенное цетановое число приводит к пониженному октановому числу и наоборот. Как правило, для конструктора двигателя требовалось тестировать различные топливные смеси для определения индивидуальных цетановых чисел или октановых чисел и для последующего выбора топлива, обладающего желаемым компромиссным цетановым числом и октановым числом для использования в конкретном двигателе. В некоторых обстоятельствах эти характеристики (цетановое число и октановое число) сами по себе не являются адекватным показателем кпд топлива в конкретных двигателях, включая некоторые HCCI-двигатели, в которых используют сочетания октанового и цетанового числа.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Некоторые варианты воплощения для определения характеристик сгорания могут быть пригодными для автоматического определения и отображения нескольких характеристик сгорания на многоосевом графике. В таких вариантах воплощения одиночное испытание на сгорание в камере контролируемого сгорания может обеспечить пользователя автоматическим анализом и предоставить возможность отображения трех, четырех, пяти, шести или более характеристик сгорания. Например, система может быть пригодна для автоматического анализа и отображения многих характеристик сгорания, включая задержку зажигания, максимальное давление сгорания, максимальную температуру сгорания, интенсивность тепловыделения, продолжительность сгорания и время, в течение которого развивается максимальное давление. При этих обстоятельствах пользователь может видеть одиночный график или другой отображенный отчет, из которого легко можно получить исчерпывающую информацию, относящуюся к конкретным характеристикам сгорания топлива.

В некоторых вариантах воплощения способ для определения пригодности к эксплуатации топлива в двигателе может включать в себя идентифицирующие значения, по меньшей мер, для трех характеристик сгорания тестируемого топлива. По меньшей мере, три характеристики сгорания можно выбрать из группы, состоящей из задержки зажигания, максимального перепада давлений, максимального перепада температур, интенсивности тепловыделения, продолжительности сгорания и времени, в течение которого развивается максимальное давление. Способ также может включать в себя использование идентифицированных значений для оценки соответствия требованиям тестируемого топлива для эксплуатации данной конфигурации двигателя.

В некоторых вариантах воплощения способ оценки характеристик сгорания топлива может включать в себя определение значений, по меньшей мере, для трех характеристик сгорания топлива. По меньшей мере, три характеристики сгорания можно выбрать из группы, состоящей из задержки зажигания, максимального перепада давлений, максимального перепада температур, интенсивности тепловыделения, продолжительности сгорания и времени, в течение которого развивается максимальное давление. Способ также может включать в себя увязку полученных значений с конкретным топливом.

В некоторых вариантах воплощения способ для оценки характеристик сгорания топлива может включать в себя определение значения, по меньшей мере, для одной характеристики сгорания топлива, выбранной из группы, состоящей из интенсивности тепловыделения и продолжительности сгорания. Способ также может включать в себя увязку полученных значений с конкретным топливом.

В конкретных вариантах воплощения осуществляемый с помощью компьютера способ предоставления отчета о характеристиках сгорания топлива может включать в себя получение данных, в которых указаны давление и температура в камере сгорания при заданной скорости подачи образца в ходе сгорания топлива в камере сгорания. Способ также может включать в себя определение значений для множества характеристик сгорания, связанных с топливом, сжигаемым в камере сгорания. Многие характеристики сгорания могут включать в себя, по меньшей мере, три характеристики, выбранные из группы, состоящей из: задержки зажигания, максимального перепада давлений, максимального перепада температур, интенсивности тепловыделения, продолжительности сгорания и времени, в течение которого развивается максимальное давление. Способ также может включать в себя создание итогового отчета, в котором указаны выявленные или вычисленные значения, по меньшей мере, трех характеристик сгорания. Выходной отчет может включать в себя определенные или вычисленные значения, по меньшей мере, трех характеристик сгорания, отображенных на многоосевом графике, причем многоосевой график может содержать ось для каждой, по меньшей мере, из трех характеристик сгорания.

В некоторых вариантах воплощения способ идентификации характеристик сгорания топлива может включать в себя настройку компьютерной системы для определения значений для нескольких характеристик сгорания, связанных с первым топливом, сжигаемым в камере сгорания. Несколько характеристик сгорания могут включать в себя, по меньшей мере, три характеристики, выбранные из группы, состоящей из: задержки зажигания, максимального перепада давлений, максимального перепада температур, интенсивности тепловыделения, продолжительности сгорания и времени, в течение которого развивается максимальное давление. Способ также может включать в себя введение первого топлива в камеру сгорания, в результате чего первое топливо сгорает. Камера сгорания может включать в себя один или несколько датчиков, которые электрически связаны с вычислительной системой. Способ может дополнительно включать в себя визуальное отображение выходного отчета, генерируемого вычислительной системой, показывающей выявленные или вычисленные значения, по меньшей мере, трех характеристик сгорания. Выходной отчет может включать в себя многосевой график, содержащий ось для каждой, по меньшей мере, из трех характеристик сгорания.

Эти и другие варианты воплощения могут обеспечить одно или несколько из следующих преимуществ. Во-первых, многие характеристики сгорания можно определить из одиночного испытания на сгорание. Например, одиночное испытание на сгорание может дать значения на пять или шесть характеристик сгорания, которые можно связать с протестированным топливом для получения полезной информации для конструктора двигателя или для разработчика топлива. Во-вторых, многие характеристики сгорания могут быть отражены на многоосевом графике, в результате чего пользователь может легко собрать полезную информацию, относящуюся к конкретному топливу при рассмотрении каждого отдельного графика. Например, если система анализирует шесть характеристик сгорания (например, задержки зажигания, максимальное давление сгорания, максимальную температуру сгорания, интенсивность тепловыделения, продолжительность сгорания и время, в течение которого развивается максимальное давление), шестиосевой график можно отображать таким образом, чтобы каждая ось отображала шкалу значений для соответствующей характеристики. Таким образом, пользователь, рассматривающий шестиосевой график, легко может собрать всю полезную информацию о тестируемом топливе из рассмотрения отдельного графика, связанного с тестируемым топливом, и, таким образом, экономить время, затрачиваемое обычно на тестирование и анализ характеристик топлива.

В-третьих, многоосевой график или другой отображенный отчет, в котором сообщается о нескольких характеристиках сгорания тестируемого топлива, можно использовать в качестве форм-фактора топлива, который можно легко анализировать и сопоставлять по нему различные топливные смеси. Например, если при тестировании новой конструкции двигателя обнаруживается, что первая топливная смесь обеспечивает удовлетворительный кпд двигателя при низкой температуре, тогда как вторая топливная смесь обеспечивает удовлетворительный кпд при высокой температуре, проектировщик двигателя может эффективно сравнить, например, расположенные параллельно или наложенные многоосевые графики, связанные с первой и второй топливными смесями, для идентификации или классификации диапазона желаемых характеристик сгорания. В данном примере проектировщик двигателя может изменить конструкцию двигателя (например, отрегулировать коэффициент сжатия, положение поршня и т.п.), чтобы одна из двух смесей, первая или вторая, функционировала удовлетворительно как при холодной, так и при горячей температуре. В дополнение или в качестве альтернативы, пользователь может разработать третью топливную смесь, которая функционирует удовлетворительно как при холодной, так и при горячей температуре, и такая разработка может быть основана (по меньшей мере, частично) на сведениях, полученных из количественного или качественного сравнения многоосевых графиков, связанных с первой и второй топливными смесями. В некоторых вариантах воплощения форм-фактор топлива может быть, по меньшей мере, частично задан формой многоосевого графика. В других вариантах воплощения форм-фактор топлива может быть, по меньшей мере, частично задан значением площади под кривой на многосевом графике, так что различные образцы топлива могут различаться различными значениями площади под кривой при конкретных ординатах.

В-четвертых, данные, полученные с многоосевого графика, можно вводить в систему моделирования двигателя (например, внедренную в вычислительную систему и т.п.) для обеспечения обратной связи для некоторых критериев характеристик сгорания топлива. Следовательно, данные с многоосевого графика могут облегчить конструирование двигателя внутреннего сгорания или проектирование топлива, изготовленного согласно специальным техническим условиям, применяемого в известном двигателе, позволяя проектировщику легко моделировать функционирование одного или нескольких образцов топлива в системе моделирования двигателя.

Подробности одного или нескольких вариантов воплощения изобретения изложены в прилагаемых чертежах и описании, приведенном ниже. Другие особенности, задачи и преимущества изобретения станут ясными из описания и чертежей, а также из формулы изобретения.

ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Фиг.1 представляет собой схематическое изображение аналитической системы измерений, соответствующей некоторым вариантам воплощения изобретения.

Фиг.2 - вид спереди дисплея компьютера системы согласно фиг.1.

Фиг.3A - блок-схему, иллюстрирующую способ для определения характеристик сгорания топлива в соответствии с некоторыми вариантами воплощения изобретения.

Фиг.3B - блок-схему, иллюстрирующую способ для предоставления отчета о характеристиках сгорания топлива в соответствии с некоторыми вариантами воплощения изобретения.

Фиг.4 - пример отчетной таблицы для характеристики задержки зажигания, измеренной в соответствии с некоторыми вариантами воплощения изобретения.

Фиг.5 - пример многоосевого графика, иллюстрирующего значения для характеристики задержки зажигания согласно фиг.4.

Фиг.6 - пример отчетной таблицы для характеристики максимального перепада давлений, измеренной в соответствии с некоторыми вариантами воплощения изобретения.

Фиг.7 - пример многоосевого графика, иллюстрирующего значения для характеристики максимального перепада давлений согласно фиг.6.

Фиг.8 - пример отчетной таблицы для характеристики максимального перепада температур, измеренной в соответствии с некоторыми вариантами воплощения изобретения.

Фиг.9 - пример многоосевого графика, иллюстрирующего значения для характеристики максимального перепада температур согласно фиг.8.

Фиг.10 - пример отчетной таблицы для характеристики интенсивности тепловыделения, измеренной в соответствии с некоторыми вариантами воплощения изобретения.

Фиг.11 - пример многоосевого графика, иллюстрирующего значения для характеристики интенсивности тепловыделения согласно фиг.10.

Фиг.12 - пример отчетной таблицы для характеристики продолжительности сгорания, измеренной в соответствии с некоторыми вариантами воплощения изобретения.

Фиг.13 - пример многоосевого графика, иллюстрирующего значения для характеристики продолжительности сгорания согласно фиг.12.

Фиг.14 - пример отчетной таблицы для характеристики времени, в течение которого развивается максимальное давление, измеренной в соответствии с некоторыми вариантами воплощения изобретения.

Фиг.15 - пример многоосевого графика, иллюстрирующего значения для характеристики времени, в течение которого развивается максимальное давление, согласно фиг.14.

Фиг.16 - пример многоосевого графика, который можно использовать в качестве форм-фактора топлива в соответствии с некоторыми вариантами воплощения изобретения.

Одинаковые номера ссылок на различных чертежах означают одинаковые элементы.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЛЛЮСТРАТИВНЫХ ВАРИАНТОВ ВОПЛОЩЕНИЯ

Что касается фиг.1, то представленная на нем аналитическая измерительная система 100 может включать в себя камеру 102 сгорания и систему 104 впрыска топлива. В данном варианте воплощения камера 102 сгорания может включать в себя камеру сгорания постоянного объема, которая вмещает в себя образец топлива из системы 104 впрыска. Другие варианты воплощения могут включать в себя камеру сгорания с изменяемым объемом. Система может также включать в себя несколько измерительных датчиков 108, 110, 112, 114, 116, 117, 118, 120 и 122, сконфигурированных таким образом, чтобы они сообщались с системой 124 управления. В дополнение, система может включать в себя систему 106 охлаждения и одну или несколько 126, 128 источников сжатого воздуха.

Аналитическую измерительную систему 100 можно использовать для определения нескольких характеристик сгорания тестируемого топлива, таких как задержка зажигания (ID), максимальный перепад давлений (MDP), максимальный перепад температур (MDT), интенсивность тепловыделения (ROHRA), продолжительность сгорания (CP), время, в течение которого развивается максимальное давление (TAMPD), и т.п. В данном варианте воплощения характеристики сгорания можно определять с помощью аналитической измерительной системы 100, в которой использованы данные с одного или нескольких датчиков 108, 110, 112, 114, 116, 117, 118, 120 и 122, которые измеряют давления, температуры или другие параметры, когда образец топлива сжигают в камере 102 сгорания. В некоторых вариантах воплощения камеру 102 сгорания можно использовать для моделирования условий процесса сгорания двигателя HCCI, такого как существующий или прототипный дизельный двигатель. Выходные данные с датчиков 108, 110, 112, 114, 116, 117, 118, 120 и 122 могут быть приняты системой 124 управления для определения (например, непосредственного измерения датчиком вычислительного алгоритма, статистического расчета, математического преобразования или вывода математического выражения, других определительных технологий или их сочетаний) характеристик сгорания.

Камера 102 сгорания может включать в себя цилиндрический 130 блок, имеющий практически постоянный объем. В данном варианте воплощения, например, практически постоянный объем цилиндрического блока может составлять 0,60 ± 0,03 л. Дополнительно, камера 102 сгорания может включать в себя несколько внешних 132 нагревающих элементов, теплозащитный 134 экран, впускной 136 клапан и выхлопной 138 клапан. Отверстие 140 в первом конце камеры 102 сгорания может обеспечивать вставление блока 142 топливной форсунки, и множество отверстий 144 во втором конце камеры 102 сгорания могут обеспечивать вставление воздухопровода 146 всасываемого воздуха, выхлопного 148 воздухопровода и множества датчиков 110, 114 и 116.

В данном варианте воплощения один конец воздухопровода 146 для всасываемого воздуха может иметь сообщение по текучей среде с одним из отверстий 144 в дне камеры 102 сгорания, а противоположный конец воздухопровода 146 для всасываемого воздуха может иметь сообщение по текучей среде с источником 128 воздуха турбонаддува. Воздуховод 146 для всасываемого воздуха может подавать воздух турбонаддува в камеру 102 сгорания перед тем, как это сгорание произойдет (более подробно описан ниже). Введение всасываемого воздуха в камеру 102 сгорания можно регулировать посредством впускного 136 клапана, который в некоторых вариантах воплощения может иметь электронный привод, может измерять количество всасываемого воздуха или то и другое. Дополнительно, воздухопровод 146 для всасываемого воздуха может включать в себя предохранительный 150 клапан, который действует в качестве резервного оборудования в случае повреждения впускного 136 клапана. Подачу сжатого газа из источника 128 воздуха, поступающего в камеру сгорания, можно регулировать регулятором. В одном примере регулятор представляет собой двухступенчатый регулятор, пригодный для регулирования давления всасываемого воздуха и доведения его давления до минимального значения, например примерно до 2,40 МПа. Однако и другие одноступенчатые или многоступенчатые регуляторы, а также меньшие или большие значения минимального давления находятся в рамках объема изобретения.

Дополнительно, что касается фиг.1, один конец выхлопного 148 воздуховода может иметь сообщение по текучей среде с одним из отверстий 144 в дне камеры 102 сгорания, а противоположный конец выхлопного 148 воздуховода может иметь сообщение по текучей среде с системой 152 вытяжной вентиляции. Выхлопной 148 воздуховод может выпускать побочные продукты процесса сгорания из камеры 102 сгорания. Выпуск побочных продуктов процесса сгорания из камеры 102 сгорания можно регулировать выхлопным 138 клапаном, который в некоторых вариантах воплощения может иметь электронный привод. Выхлопной 148 воздуховод может содержать встроенный 154 фильтр, который частично отфильтровывает побочные продукты процесса сгорания.

Система 104 впрыска топлива может включать в себя насос 156 для впрыска топлива, привод 158 насоса для впрыска, описанный ранее блок 142 топливной форсунки и резервуар 160 для пробы топлива. При таких обстоятельствах можно настроить систему 104 впрыска топлива на подачу образца топлива из резервуара 160 в камеру сгорания (например, через блок 142 форсунки).

Блок 142 топливной форсунки может включать в себя топливную 162 форсунку, такую как стандартная форсунка с одним отверстием или стандартная форсунка с несколькими отверстиями. Топливная 162 форсунка может содержать подпружиненное 164 игловидное удлинение, которое включает в себя болт и контргайку 166 для регулирования давления открытия топливной 162 форсунки. Дополнительно, блок 142 топливной форсунки может включать в себя прокачной канал 168 для топлива, который допускает сообщение по текучей среде с одним или несколькими внешними 170 прокачными 170 клапанами (для прокачки топлива из блока 142 топливной форсунки). Внешние 170 прокачные клапаны могут иметь сообщение по текучей среде со сливом 172 отходов образца через дренажную 174 линию. Блок 142 топливной форсунки может включать в себя датчик 122 перемещения впрыскивающей форсунки, установленный вблизи вершины подпружиненного 164 игловидного удлинения. Датчик 122 перемещения впрыскивающей форсунки можно использовать для определения времени подъема подпружиненного 164 игловидного удлинения, что позволяет, таким образом, контролировать систему 124 для определения начала, конца и продолжительности периода впрыска топлива.

Блок 142 топливной форсунки может быть связан с насосом 156 для впрыска топлива. Насос 156 для впрыска топлива может подавать топливо в блок 142 топливной форсунки через внутренний 175 подающий топливный канал. В некоторых вариантах воплощения система 104 впрыска топлива аналитической 100 измерительной системы может быть снабжена пневматическим приводом. С этой целью насос 156 для впрыска топлива может быть соединен с приводом 158 насоса для впрыска, который может иметь жидкостное сообщение с источником 126 сжатого воздуха через подающий 176 воздушный трубопровод. Подачу сжатого воздуха из источника 126 сжатого воздуха в привод 158 насоса для впрыска можно регулировать регулирующим 112 манометром с переключателем. В данном варианте воплощения регулирующий 112 манометр с переключателем может представлять собой двухступенчатый регулятор, пригодный для настройки выходного давления до минимального значения, например примерно 0,75 МПа. Использование одноступенчатых или многоступенчатых регуляторов, а также меньших или больших минимальных давлений находится в пределах объема настоящего изобретения. Сама по себе подача сжатого воздуха из источника 126 сжатого воздуха в привод 158 насоса для впрыска (контролируемый посредством регулирующего 178 клапана) вызывает механическое воздействие привода 158 насоса для впрыска на насос 156 для впрыска топлива. В других вариантах воплощения систему впрыска топлива можно запускать путем полного или частичного использования гидравлических или электрических систем.

Еще раз обращаясь к фиг.1, следует отметить, что резервуар 160 для образца топлива может иметь практически фиксированный объем, например примерно 100 мл. Резервуар 160 может содержать корпус 180 резервуара и крышку 182 резервуара, которая может быть подвижно закреплена через резьбовое, защелочное или болтовое соединение. Резервуар 160 может иметь жидкостное сообщение с источником 126 сжатого воздуха через пневматический трубопровод 184 для подачи сжатого воздуха. Подачу сжатого воздуха из источника 126 сжатого воздуха в резервуар 160 можно регулировать клапаном 186 резервуара. Резервуар 160 может иметь жидкостное сообщение с насосом 156 для впрыска топлива через трубопровод 187 для подачи топлива. Система 106 охлаждения может включать в себя систему циркулирующего теплоносителя замкнутого цикла для контроля температуры топливной 162 форсунки.

Система 106 охлаждения может включать в себя дополнительный 188 теплообменник со встроенным циркуляционным насосом и расходными клапанами для контроля потока хладагента. Хладагент может циркулировать между дополнительным 188 теплообменником и топливной 162 форсункой по трубопроводу 190 для подачи хладагента и трубопроводу 192 для возврата хладагента. Охлаждающая жидкость может содержать воду, антифриз на основе этиленгликоля, смесь воды и антифриза на основе этиленгликоля (например, в соотношении 50:50 по объему) и т.п.

Как показано на фиг.1, аналитическая 100 измерительная система может включать в себя несколько датчиков 108, 110, 112, 114, 116, 117, 118, 120 и 122. В данном варианте воплощения, по меньшей мере, некоторые датчики 108, 110, 112, 114, 116, 117, 118, 120 и 122 можно использовать для измерения таких параметров, как давление, температура или другие параметры в рамках действия аналитической 100 измерительной системы. Например, датчики могут включать в себя датчик 108 статистического давления, датчик 110 динамического давления, манометр 112, показывающий давление впрыска, датчик 114 температуры внутренних стенок, датчик 116 температуры воздуха, поступающего в камеру сгорания, датчик 117 температуры впрыска топлива, датчик 118 температуры форсунки, датчик 120 системы охлаждения и датчик 122 перемещения форсунки.

Датчик 108 статического давления может представлять собой преобразователь давления, установленный для выявления статического давления в камере 102 сгорания до и после каждого цикла сгорания. Датчик 110 динамического давления также может представлять собой преобразователь давления. Датчик 110 динамического давления может быть сконфигурирован для выявления давления в камере сгорания при заданном периоде подачи образца в ходе каждого цикла сгорания. Например, период подачи образца в датчике 110 динамического давления 110 может составлять 0,2 мс или менее, также может составлять 0,1 мс или менее и, кроме того, может составлять приблизительно 0,05 мс, причем каждое появление образца может происходить с интервалом примерно 100 мс. В некоторых вариантах воплощения датчик 110 динамического давления может включать в себя встроенный датчик температур для одновременного определения температуры в камере 102 сгорания.

Манометр 112, показывающий давление впрыска, может представлять собой калиброванный регулятор давления, установленный между источником 126 сжатого воздуха и приводом 158 насоса для впрыска. В данном варианте воплощения манометр 112, показывающий давление впрыска, сконфигурирован для отображения и регулирования давления воздуха в подающем 176 воздушном трубопроводе.

Датчик 114 температуры внутренних стенок может представлять собой термопару, такую как термопара K-типа с кожухом из нержавеющей стали, которая может быть прикреплена к внутренней 130 поверхности цилиндрического блока. Датчик 114 температуры внутренних стенок может быть сконфигурирован для отображения температуры внутренней поверхности цилиндрического 130 блока.

Датчик 116 температуры воздуха, поступающего в камеру сгорания, также может представлять собой термопару, такую как термопара K-типа с кожухом из нержавеющей стали, которая может быть вставлена во внутреннее пространство камеры 102 сгорания. Датчик 116 температуры воздуха, поступающего в камеру сгорания, может быть сконфигурирован для отображения температуры в камере 102 сгорания до, во время и после процесса сгорания.

В данном варианте воплощения датчик 117 температуры впрыска топлива может представлять собой платиновый термометр сопротивления с кожухом из нержавеющей стали, который может быть вставлен в насос 156 для впрыска топлива. При таких обстоятельствах датчик 117 температуры впрыска топлива может быть пригоден для определения температуры насоса 156 для впрыска топлива. В данном варианте воплощения датчик 118 температуры форсунки также может представлять собой платиновый термометр сопротивления с кожухом из нержавеющей стали, который может быть вставлен в блок 142 топливной форсунки для определения температуры топливной 162 форсунки. Датчик 120 температуры хладагента может представлять собой внешний датчик, который можно использовать для определения температуры хладагента в дополнительном 188. Датчик 122 перемещения впрыскивающей форсунки может быть сконфигурирован для обеспечения достаточного зазора между чувствительной поверхностью и концом подпружиненного 164 игловидного удлинения. Такая конфигурация позволяет датчику 122 определять начало и конец впрыска топлива, и эти данные может использовать система 124 контроля для вычисления продолжительности периода впрыска топлива.

Датчики 108, 110, 112, 114, 116, 117, 118, 120 и 122 могут быть соединены с системой 124 управления через плату контроллера 194 и т.п. В данном варианте воплощения карта 194 контроллера может содержать цепь контроллера и может быть соединена через кабель 196, такой как кабель USB, с вычислительной 198 системой. В качестве альтернативы, карту 194 контроллера можно вставлять непосредственно в вычислительную 198 систему. В некоторых вариантах воплощения компьютер 198 может представлять собой систему персональных компьютеров, имеющую корпус 200 компьютера, и дисплей 202. Корпус 200 компьютера может содержать интерфейс ввода/вывода 204, процессор 206 и память ЭВМ 208 (например, машинно-считываемый носитель, такой как полупроводниковые запоминающие устройства, устройства флэш-памяти, магнитные диски, включая внутренние жесткие диски, или съемные диски, или магнитооптические диски), для обеспечения автоматизированного контроля определенных компонентов, предназначенных для анализа процесса сгорания. Например, процессор 206 может быть сконфигурирован для выполнения программного обеспечения компьютера, хранимого в памяти 208, чтобы компьютерное программное обеспечение могло получать данные с датчиков, обрабатывать эти данные и генерировать выходной отчет 210, который отображает множество характеристик сгорания на дисплее 202. Выходной 210 отчет можно сохранять в памяти 208 компьютера, а также отображать на дисплее 202.

Из рассмотрения фиг.2 видно, что вычислительная 198 система может снабжать пользователя выходным 210 отчетом, который одновременно отображает значения многих характеристик сгорания. В данном варианте воплощения выходной 210 отчет содержит многоосевой график 212, показывающий значения для шести характеристик сгорания: ID, MDP, MDP, ROHRA, CP и TAMPD. Например, значения для характеристики сгорания ID (задержка зажигания) можно нанести на ось 214 ID. Аналогично, значения для характеристики сгорания MDP (максимальный перепад давлений) можно нанести на ось 216 MDP, значения для характеристики сгорания MDT (максимальный перепад температур) можно нанести на ось 218 MDT, значения для характеристики сгорания ROHRA (интенсивность тепловыделения) можно нанести на ось 220 ROHRA, значения для характеристики сгорания CP (период сгорания) можно нанести на ось 222 CP, а значения для характеристики сгорания TAMPD (время, в течение которого развивается максимальное давление) можно нанести на ось 224 TAMPD. Многоосевой 212 график может включать в себя линию (например, пунктирную линию в данном варианте воплощения, показанном на фиг.2), соединяющую точки значений на каждой оси, обеспечивая, таким образом, форму, которая может быть различной для каждого тестируемого топлива, в зависимости от характеристик сгорания каждого из образцов топлива. Полученный в результате многоосевой 212 график может служить в качестве форм-фактора топлива, который можно использовать для количественного или качественного описания характеристик сгорания одного или нескольких образцов топлива.

Следует понимать, что многоосевой 212 график может иллюстрировать значения для многих характеристик сгорания, помимо этих шести характеристик. Например, в некоторых вариантах воплощения многоосевой 212 график может иллюстрировать набор из трех характеристик сгорания (например, набор из таких трех характеристик, как ID, ROHRA и TAMPD; ID, MDP и CP и т.п.). В другом примере многоосевой 212 график может иллюстрировать две, три, четыре, пять или более характеристик сгорания. При таких обстоятельствах многоосевой график может содержать ось для каждой из выбранных характеристик сгорания. Система 100 и система 124 контроля (фиг.1) могут быть сконфигурированы для определения, по меньшей мере, выбранных характеристик сгорания. Кроме того, следует понимать, что многоосевой 212 график или другая часть выходного 210 отчета может дополнительно или в качестве альтернативы показывать значения характеристик сгорания, отличных от ранее описанных характеристик ID, MDP, MDP, ROHRA, CP и TAMPD. Например, в некоторых вариантах воплощения многоосевой 212 график может иллюстрировать значения для таких характеристик сгорания, как цетановое число, октановое число, содержание ароматических соединений и т.п., в дополнение к одному или нескольким значениям характеристик ID, MDP, MDP, ROHRA, CP и TAMPD. По желанию система 100 и система 124 контроля (фиг.1) могут быть сконфигурированы для определения этих альтернативных характеристик сгорания.

В некоторых вариантах воплощения выходной отчет 210, отображаемый на дисплее 202, может иллюстрировать график 226 отслеживания давления, в котором указаны данные, полученные с датчика 110 динамического давления в камере 102 сгорания перед событием сгорания и в ходе него. График 226 отслеживания давления можно использовать для графического отображения задержки 228 зажигания при сгорании. В данном варианте воплощения задержку 228 зажигания можно определять как приблизительное время от начала впрыска 230 до начала сгорания 232 (начало сгорания 232 можно определять из выявленного изменения давления выше исходного статического 234 давления в камере 102 сгорания, созданного с начала события сгорания). Дополнительно, график 226 отслеживания давления можно использовать для графического отображения максимального давления 236 сгорания, созданного в ходе протекания цикла сгорания. Следует понимать, что в дополнение или в качестве альтернативы отображению графика 226 отслеживания давления внешний отчет 210 может отображать также график отслеживания температуры (например, указание данных, получаемых с датчика 116 температуры воздуха, поступающего в камеру сгорания, перед событием сгорания и после него), график отслеживания производного давления (например, полученного из данных датчика 110 динамического давления перед событием сгорания и после него) и т.п.

Обращаясь также к фиг.2, можно видеть, что выходной 210 отчет, отображенный на дисплее 202, также может показывать область 238 цифрового дисплея, на котором отображены значения характеристик сгорания (например, ID3 MDP, MDP, ROHRA, CP и TAMPD), определенные аналитической измерительной системой 100. Путем выбора протестированного ранее топлива (например, топлива A, топлива B, топлива C или топлива D) из раскрывающегося меню 240, характеристики сгорания различных образцов топлива можно в качестве альтернативы размещать в области 238 цифрового дисплея и на многоосевом графике 212.

Полученные ранее характеристики сгорания одного или нескольких образцов топлива могут быть размещены по отдельности или одновременно на многоосевом графике 212, с использованием иллюстративно-изобразительной врезки 242. На иллюстративно-изобразительной врезке 242 можно выбрать один или несколько образцов топлива (например, пользователь выбирает наименования топлива щелчком на кнопке мыши или с помощью другого устройства ввода). Выбирая кнопку 244 загрузки, компьютер 198 загружает выбранный выходной отчет (отчеты) из памяти 208. Далее, выбирая кнопку 246 ввода режима сравнения, компьютер 198 генерирует выходной отчет 210, который размещается на дисплее 202. Выходной отчет 210 включает в себя график характеристик сгорания одного или нескольких выбранных характеристик образцов топлива на многоосевом графике 212. Далее, на дисплее 202 могут быть одновременно показаны графики 226 отслеживания давления для каждого из выбранных образцов топлива.

В данном варианте воплощения выбор кнопки 248 редактирования позволяет редактировать исходные данные в выходном отчете 210. В дополнение или в качестве альтернативы, кнопка 248 р