A Design Concept of a Device for Measuring Air Flow Resistance in Vehicle Filters
Adrian Misztuk
Abstrakt
Silnik spalinowy do prawidłowej pracy wymaga dostarczenia odpowiednich ilości paliwa i powietrza. Nad precyzyjnym ustaleniem ich ilości czuwa sterownik silnika, który kontroluje dozowanie ich w taki sposób aby paliwo trafiające do cylindra spalało się z możliwie najwyższą efektywnością, przy jednoczesnej dbałości o skład powstających podczas tego procesu spalin. Prawidłowe działanie silnika spalinowego wymaga zatem dostarczenia odpowiedniej ilości powietrza, które ponadto winno cechować się odpowiednią czystością, ponieważ wszelkie zanieczyszczenia trafiające z powietrzem do wnętrza silnika mogą powodować przyspieszone zużycie jego elementów. W tym celu w układzie dolotowym silnika znajduje się przegroda filtracyjna, której zadaniem jest zatrzymanie na swojej powierzchni jak największej ilości zanieczyszczeń. Zastosowanie przegrody filtracyjnej wiąże się jednak z obniżeniem sprawności procesu napełniania cylindrów ładunkiem świeżego powietrza, co w konsekwencji może obniżać parametry pracy silnika. W związku z tym, niezwykle istotnym zagadnieniem jest aby przebieg procesu oczyszczania powietrza nie przyczyniał się do pogorszenia parametrów pracy silnika.
W niniejszej pracy przedstawiono koncepcję stanowiska umożliwiającego prowadzenie pomiarów ciśnienia panującego w kanale dolotowym silnika przed i za przegrodą filtracyjną powietrza, które mogą być przydatne przy określaniu stopnia jej zużycia. Dodatkowo zbudowano prototyp urządzenia i w celu weryfikacji poprawności jego działania przeprowadzono za jego pomocą badania przykładowych filtrów. Badania wykonano z użyciem silnika spalinowego o zapłonie samoczynnym. Wyniki pomiarów potwierdzają działanie urządzenia oraz obrazują zależności pomiędzy filtrami o różnym stopniu zużycia. Okazuje się, że maksymalny opór przepływu zużytego wkładu filtracyjnego może być nawet o ok. 100% większy niż w przypadku nowego wkładu filtracyjnego.
Słowa kluczowe:
internal combustion engine, filter, impurities, air flow resistanceBibliografia
Bielski A., Ciuryło R. 2001. Podstawy metod opracowania pomiarów. UMK, Toruń, p. 32-37. Google Scholar
BMP180 Digital pressure sensor. 2013. Datasheet, Document revision 2.5., Bosch. https://cdn-shop.adafruit.com/datasheets/BST-BMP180-DS000-09.pdf. Google Scholar
BMP280 Digital Pressure Sensor, Datasheet. 2015. Document revision 1.14, Bosch. https://cdn-shop.adafruit.com/datasheets/BST-BMP280-DS001-11.pdf. Google Scholar
Chłopek Z. 2012. Testing of hazards to the environment caused by particulate matter during use of vehicles. Eksploatacja i Niezawodność, 2: 160-170. Google Scholar
Chłopek Z., Jakubowski A. 2009. Badania emisji cząstek stałych z układu hamulcowego pojazdu samochodowego Eksploatacja i Niezawodność, 4: 45-52. Google Scholar
Chłopek Z., Jakubowski A. 2010. The examination of the reduction of particulate matter emission from motor vehicle braking system. Eksploatacja i Niezawodność, 4: 29-36. Google Scholar
Dziubak T. 2003. Metodyka badań charakterystyk papierów filtracyjnych do filtru powietrza pojazdu eksploatowanego w warunkach dużego zapylenia powietrza. Zagadnienia Eksploatacji Maszyn PAN, 4(136): 101-117. Google Scholar
Dziubak T. 2006. Problemy filtracji powietrza zasysanego do spalinowych silników pojazdów mechanicznych. Biuletyn WAT, 60(3): 77-95. Google Scholar
Dziubak T. 2016. Zanieczyszczenia płynów eksploatacyjnych i ich wpływ na zużycie elementów silnika spalinowego pojazdu mechanicznego. Archiwum Motoryzacji, 72(2): 43-72. Google Scholar
Dziubak T., Borchet M. 2017. Badanie właściwości włókninowego wkładu filtracyjnego powietrza wlotowego silnika samochodu osobowego. Biuletyn WAT, 2: 148. Google Scholar
Dziubak T., Szwedkowicz S. 2013. Badania eksperymentalne cyklonów przelotowych filtrów powietrza silników spalinowych. Biuletyn WAT, 62(2): 201-217. Google Scholar
Dziubak T., Szwedkowicz S. 2014. Analiza porównawcza papierów i włóknin stosowanych do filtracji powietrza wlotowego silników pojazdów mechanicznych. Logistyka, 3: 1582-1591. Google Scholar
Hutten I.M. 2016. Handbook of nonwoven filter media. Butterworth-Heinemann, Oxford. Google Scholar
Kordziński C., Środulski T. 1968. Układy dolotowe silników spalinowych. WKiŁ, Warszawa. Google Scholar
