TDC Offset Estimation from Motored Cylinder Pressure Data based on Heat Release Shaping

Abstract

Résumé -Estimation du décalage de PMH à partir de données de pression de cylindre moteur basées sur la conformation de libération de chaleur -La détermination du décalage de Point Mort Haut (PMH) correct d'un moteur à combustion interne est plus difficile qu'il n'y paraît. Cette étude introduit une nouvelle méthode destinée à déterminer le décalage de PMH sur la base de la simple supposition que la puissance de perte de chaleur à travers les parois de la chambre de combustion soit constante pour des cycles moteur selon un intervalle d'angle de bras de manivelle étroit autour du PMH. La méthode proposée utilise une optimisation des moindres carrés non linéaire pour déterminer la combinaison de rapport de chaleur spécifique et de décalage de PMH qui rend la puissance de perte de chaleur aussi constante que possible. Un sous-problème important consiste à déterminer la localisation de pression de pic avec une haute précision. L'application d'une série de Fourier du troisième ordre à la pression de cylindre moteur permet l'estimation du maximum de pression moyennant un écart-type de 0,005• d'angle de bras de manivelle (AM) et elle peut être également utilisée à la place de la pression mesurée afin de réduire l'incertitude de l'estimation du PMH d'environ 50 %. L'écart-type d'une estimation de PMH de cycle unique est approximativement de 0,025• d'AM lors de l'utilisation d'une résolution de bras de manivelle de 0,2• d'AM pour les mesures. L'erreur systématique de l'estimation de PMH se situe dans la plage allant de 0 à 0,02• d'AM par comparaison à la fois avec les mesures réalisées au moyen d'un détecteur de PMH et avec des cycles moteur simulés. La méthode peut être utilisée à la fois à des fins d'étalonnage et de diagnostics à bord, par exemple pendant un démarrage, une coupure de carburant ou un arrêt du moteur. La série de Fourier du troisième ordre appliquée s'accompagne d'une pénalisation de calcul significative mais, puisqu'elle n'est appliquée que de façon très intermittente, ceci ne doit pas poser un problème sérieux. Abstract -TDC Offset Estimation from Motored Cylinder Pressure Data based on Heat Release Shaping -Finding the correct Top Dead Center (TDC) offset for an internal combustion engine is harder than it seems. This study introduces a novel method to find the TDC offset based on the simple assumption that the heat loss power through the combustion chamber walls is constant for motored cycles in a narrow

The effects of biomass syngas composition, moisture, tar loading and operating conditions on the combustion of a tar-tolerant HCCI (Homogeneous Charge Compression Ignition) engine

“…[28,29] and is represented as 0 on the CAD scale. The inecylinder pressure was pegged with p in as a reference at the BDC position before the compression phase.…”

Uncertainty quantification from raw measurements to post-processed data: A general methodology and its application to a homogeneous-charge compression–ignition engine

“…Many methods exist for TDC offset estimation, all giving comparable results and variabilities, see for example Tazerout et al 16 or Tunestål. 17,18 The uncertainty linked to it is directly proportional to the rate of change of the pressure with the τ value, multiplied by the uncertainty on the value itself, which is the LC error of the rotary encoder…”

Reduced Scale Laboratory for Training and Research in Condition-Based Maintenance Strategies for Combustion Engine Power Plants and a Novel Method for Monitoring of Inlet and Exhaust Valves

“…In the work of Tunestal [23], the thermodynamic model of an ICE and the derivation of its pressure equation in relation to the crank angle is presented. Here, the modeling is simplified, in order to provide the basics for the interpretation of the pressure curve.…”

“…At each cycle, the piston travels twice from the limits TDC (Top Dead Center, or the highest position of the piston inside the cylinder) and BDC (Bottom Dead Center, or the lowest position of the piston inside the cylinder). The variation of volume V of the cylinder, in relation the crank angle α can be calculated as Equation ( 1) [23].…”

“…where V c is the clearance volume, B is the cylinder bore diameter, l is the length of the connecting rod, and a is the crank radius. From the thermodynamic model developed in Reference [23], the variation of pressure in relation to the crank angle (dp/dα) can be calculated as Equation (2).…”