Wykorzystanie transformacji Hilberta-Huanga do detekcji spalania stukowego w silnikach benzynowych

Spalanie stukowe, występujące w silnikach o zapłonie iskrowym, związane jest z nieprawidłowym przebiegiem procesu spalania mieszanki paliwowo-powietrznej. Zjawisko to, wywołane samozapłonem części mieszanki, powoduje gwałtowny wzrost ciśnienia i temperatury w komorze spalania. Ponadto, obserwujemy wzrost drgań bloku silnika, a także charakterystyczny dźwięk (tzw. stuk). Częste występowanie zjawiska pogarsza sprawność jednostki napędowej oraz zużycie paliwa, a także może prowadzić do uszkodzenia silnika. W artykule zaprezentowano metodę detekcji spalania stukowego opartą na transformacji Hilberta-Huanga. To stosunkowo nowe narzędzie analizy pozwala na dekompozycję wieloskładnikowego niestacjonarnego sygnału na poszczególne składowe. Analizując w ten sposób sygnał ciśnienia, uzyskujemy precyzyjną informację o przebiegu procesu spalania mieszanki paliwowo-powietrznej.

---

Knocking combustion in spark ignition engines is associated with abnormal combustion of the air-fuel mixture. This phenomenon, caused by the auto-ignition of the mixture, results in a rapid increase in pressure and temperature in the combustion chamber. Moreover, a characteristic „pinging” sound and vibrations of the engine block are observable. Heavy knocking deteriorates the efficiency of the engine, fuel economy and can lead to the engine damage. The paper presents a knock detection method based on Hilbert-Huang transform. This relatively new tool allows the decomposition of a multicomponent nonstationary signal into individual components. Applying this method to the pressure signal, we are able to obtain a precise informationa about the cobustion process.