In-Cylinder Fiber-Optic Pressure Sensors for Monitoring and Control of Diesel Engines

Wlodarczyk, Marek T.; Poorman, Thomas; Xia, L. Q.; Arnold, Jessica A.; Coleman, T.

doi:10.4271/981913

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“…This idea has already been evaluated extensively under warmed-up conditions to meet the stringent fuel economy and emission standards. To evaluate the idea, in-cylinder pressure, [18][19][20][21][22] light intensity, [23][24][25] and ion current [26][27][28] signals have been employed. However, the ion current signal indicates both combustion and emission characteristics, whereas the in-cylinder pressure and light intensity signals only indicate combustion characteristics.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Analysis of the ion current in misfiring and firing cycles during the cold starting of a compression ignition engine

Trivedi,

Raut,

Alkhayat

et al. 2023

International Journal of Engine Research

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Compression ignition engines will continue to power heavy-duty, long-haul vehicles, and heavy machinery in the future, while batteries become more prevalent in powering light-duty vehicles. However, compression ignition engines face problems when started under severe cold conditions. These problems include combustion instability, misfiring, and higher emissions of unburnt hydrocarbons. Feedback of an engine’s performance to its control unit can be used to improve the fuel injection strategy in real time and mitigate these problems. The ion current signal, being reflective of the combustion and emissions characteristics, has already been proven as a reliable feedback signal under warmed-up conditions. This paper investigates the ion current signal as potential feedback during the cold starting and the warm-up period. Cold starting experiments were conducted in a VW’s 2.0-L, direct injection, four-cylinder compression ignition engine at ambient temperatures of −10°C, 0°C, 10°C, and 20°C. The engine experienced misfiring cycles at the ambient temperatures of −10°C and 0°C. In some misfiring cycles, the ion current was detected even though the pressure trace did not show a distinct combustion event, indicating that the autoignition occurred but the combustion failed to sustain. This means the ion current can identify un-sustained combustion events in misfiring cycles. In firing cycles, an ion current characteristic could well predict the combustion phasing at ambient temperatures of 10°C and 20°C. The real-time feedback of (1) un-sustained combustion events in misfiring cycles and (2) combustion phasing in firing cycles at various ambient temperatures can be utilized to mitigate cold starting problems in compression ignition engines.

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Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Analysis of the ion current in misfiring and firing cycles during the cold starting of a compression ignition engine

Trivedi,

Raut,

Alkhayat

et al. 2023

International Journal of Engine Research

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“…Algunos como Wlodarczyk y otros [42] aseguran un 1 % de error y muy baja sensibilidad térmica. Otros como Atkins y Wenderker [41][42][43][44] muestran varias posibilidades de implementar este tipo de sensores presentando resultados fiables para dichas posibilidades. .…”

Section: Presiónunclassified

Metodología para la parametrización en tiempo real del proceso de combustión en MCIA.

Andaloussi¹

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ResumenEl trabajo desarrollado en la presente tesis doctoral está encaminado al desarrollo de metodologías para la parametrización en tiempo real del proceso de combustión en motores Diésel de inyección directa. Para ello, se dispone del conocimiento previo sobre adquisición de señal de presión y diagnóstico de la combustión mediante el modelado termodinámico existente en el grupo de trabajo en que se ha desarrollado.El trabajo se ha orientado, por un lado, a definir y poner a punto la herramienta necesaria para la medida y el tratamiento digital de la presión en cámara con el objetivo de aportar mayor fiabilidad y precisión al modelo termodinámico de diagnóstico de la combustión y por otro lado, al desarrollo de nuevas metodologías de diagnóstico de la combustión basadas en el análisis de la derivada de la presión en cámara.De este modo, el trabajo realizado ha llevado a la obtención de procedimientos simples que permiten localizar el ángulo de inicio de la combustión, el ángulo de final de la combustión y el ángulo donde se produce la máxima tasa de liberación de calor únicamente a partir de la señal del sensor de presión en cámara.Además, se ha evaluado el potencial y se ha propuesto ámbitos de aplicación de cada metodología.El trabajo realizado aporta precisión y robustez a la caracterización de la combustión, abriendo la posibilidad de desarrollos futuros de estrategias de control basadas en la optimización, en tiempo real, del proceso de la combustión. Una optimización crucial para la mejora de los motores diésel y la reducción de los contaminantes.

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A Fast Method For Knock Detection Using Wavelet Transform

Fiołka

Proceedings of the International Conference Mixed Design of Integrated Circuits and System, 2006. MIXDES 2006.

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In-Cylinder Fiber-Optic Pressure Sensors for Monitoring and Control of Diesel Engines

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Analysis of the ion current in misfiring and firing cycles during the cold starting of a compression ignition engine

Analysis of the ion current in misfiring and firing cycles during the cold starting of a compression ignition engine

Metodología para la parametrización en tiempo real del proceso de combustión en MCIA.

A Fast Method For Knock Detection Using Wavelet Transform

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