Analiza indikatorskog dijagrama motora s unutarnjim izgaranjem

Termodinamička analiza vrijednosti tlaka dobivenih eksperimentalnim ispitivanjem u cilindru motora s unutarnjim izgaranjem, omogućuje jednostavan ali ujedno učinkovit alat za definiranje značajki proces izgaranja. Dobivene vrijednosti se mogu iskoristiti u daljnjoj analizi procesa izgaranja, u cilju smanjenja emisije štetnih plinova i potrošnje goriva tijekom rada motora. Dva osnovna pristupa su izračunavanje udjela izgorjelog goriva (eng. Mass Fraction Burn) i analiza oslobođene topline. Izračunavanje udjela izgorjelog goriva provodi se sa ciljem definiranja karakterističnih kutova zakreta koljenastog vratila u intervalu izgaranja, odnosno kuta kada izgaranje počinje i duljine trajanja izgaranja . Analiza oslobođene topline dovodi do izračunavanja brzine oslobađanja topline ROHR (eng. Rate Of Heat Release), odnosno ukupne količine oslobođene topline pomoću koje nadalje možemo definirati stupanj korisnosti izgaranja, emisiju NOx, povećanje tlaka i temperature u cilindru za vrijeme izgaranja. Zbog velike važnosti, tijekom godina razvijeno je više modela za izračunavanje oslobođene topline. Jednostavan i istovremeno vrlo točan model razvio je Gatowski [1]. U prvom dijelu ovoga rada razraditi će se spomenut matematički model za izračunavanje brzine oslobađanja topline, te će se uvođenjem pretpostavljene izmjene topline između radnog medija i stijenki cilindra, razraditi će se model za izračunavanje neto vrijednosti brzine oslobađanja topline \NetROHR (eng. Net Rate Of Heat Release). Korištenjem suvremenih programskih paketa razrađeni modeli će se pretvoriti u programsku skriptu u Matlab okruženju koja tada na temelju unesenih vrijednosti eksperimentalno izmjerenog toka tlaka u cilindru motora, goriva i geometrije cilindra može izračunati i u obliku dijagrama prikazati čitav niz rezultata potrebnih za daljnju analizu procesa u motoru. U drugom dijelu rada, korištenjem dobivenih vrijednosti oslobođene topline i vrijednosti eksperimentalno izmjerenog toka tlaka, pomoću optimizacijske rutine fmincon koja je integrirana u programskom paketu Matlab, definirati će se vrijednost značajke izgaranja m. Na posljetku će se prikazati rezultati proračuna brzine oslobađanja topline za tri vrijednosti eksperimentalno izmjerenog toka tlaka pri istoj brzini vrtnje motora ali s različitom količinom ubrizganog goriva. Za iste će se potom definirati početak i kraj izgaranja, kao i sama značajka funkcije izgaranja m