Analiza spalania stukowego w silniku tłokowym za pomocą charakterystyk czasowo-częstotliwościowych

W artykule zaprezentowano analityczną metodę opisu intensywności stuku za pomocą charakterystyk czasowo-częstotliwościowych składowej zmiennej ciśnienia spalania w cylindrze silnika tłokowego pracującego ze stałą prędkością obrotową i zasilanego wodorem lub benzyną. Składową zmienną ciśnienia spalania uzyskano w wyniku odfiltrowania jej z przebiegu ciśnienia w cylindrze za pomocą filtra górno-przepustowego o częstotliwości granicznej nieco mniejszej od częstotliwości pierwszej składowej harmonicznej (ok. 3,5kHz). Następnie, tak uzyskaną składową zmienną ciśnienia poddano okienkowej (krótko-czasowej) transformacji Fouriera (STFT), w wyniku, czego uzyskano zbiór charakterystyk widma amplitudowego dla kolejno po sobie następujących chwil czasu. Następnie, za pomocą tak skonstruowanych charakterystyk czasowo-częstotliwościowych dokonano porównania przebiegu spalania stukowego w silniku zasilanym wodorem i benzyną.

---

An analytical method based on time-frequency representations for examining combustion knock in an internal combustion engine is described in this paper. Combustion knock was examined by high frequency component of an in-cylinder pressure acquisitied during combustion of hydrogen and gasoline in the CFR engine working at constant rotational speed. The high frequency component of the in-cylinder pressure was obtained by filtering the in-cylinder pressure using for this purpose the digital high-pass Butterworth filter with cut-off frequency of 3.5kHz, which was a bit lower than the basic frequency mode of the high frequency pressure component. Next, this high frequency component of the in-cylinder pressure was used as input data for the short time Fourier transform. As result of computing set of frequency responses were determined. Further, timefrequency representation (TFR) was built on this set of frequency responses. Finally, comparisons between TFRs for hydrogen and gasoline combustion knock were done.