Identyfikacja parametrów cząstek stałych z silników spalinowych

Praca dotyczy możliwości plastikowego ujęcia parametrów cząstek stałych emitowanych z silników o zapłonie samoczynnym. Realizacja tego zagadnienia jest rezultatem pozytywnych wyników badań parametrów cząstek stałych w zróżnicowanych warunkach pracy silników spalinowych. Dotyczyły one badań emisji skażeń w testach statycznych na hamowni silnikowej, w testach dynamicznych na hamowni podwoziowej i badań w rzeczywistych warunkach ruchu.
W pracy nie tylko zaprezentowano zależności między emisją cząstek stałych a parametrami określającymi stan pracy silnika (pojazdu),w dodatku podano propozycje szacunkowych metod oceny emisji cząstek stałych, z użyciem przyrządów do oceny m.in. Masy części węglowej tych cząstek. Dokonano porównania wyników pomiarów masy i liczby cząstek stałych uzyskanych dzięki wykorzystaniu zróżnicowanych przyrządów i wyodrębniono zależności pomiędzy udziałem cząstek w spalinach a mechanizmem ich powstawania. Prowadzone równolegle badania nad zastosowaniem zastępczych metod pomiaru emisji cząstek stałych dowiodły, że opracowaną metodykę badawczą można wykorzystać w pokładowych procedurach diagnostycznych pojazdów, w których niezbędne jest monitorowanie bieżącej emisji drogowej albo jednostkowej cząstek stałych w spalinach z uwzględnieniem ich masy i liczby.
Rozwinięciem podjętej tematyki jest świeże ujęcie użycia wartości charakteryzujących pracę silnika i warunki ruchu pojazdu do identyfikacji parametrów cząstek stałych w spalinach silników o zapłonie samoczynnym. Do opisu warunków pracy silnika i pojazdu wykorzystano dwuwymiarowe histogramy gęstości prawdopodobieństwa, które ujmują łącznie wartości szybkości obrotowej i obciążenia silnika (albo wartości szybkości i przyspieszenia pojazdu) i czasu jego pracy w tych warunkach. Konsekwencją tych działań jest propozycja modeli matematycznych opisujących podstawowe właściwości cząstek stałych (ich masę, liczbę i średnicę) w zróżnicowanych warunkach pracy silników spalinowych (statycznych i dynamicznych). Zaproponowane modele matematyczne, uzyskane przy wykorzystaniu planowania eksperymentu, posłużyły do identyfikacji cząstek stałych pod względem ich masy, liczby i średnicy; opracowano je na podstawie wyników pomiarów stężenia związków krzywdzących i parametrów pracy silnika w testach statycznych, realizowanych np. Na hamowni silnikowej i w warunkach dynamicznych.
wyprodukowane modele parametrów cząstek stałych wykorzystujące właściwości wejściowe uzyskane w warunkach dynamicznych potraktowano priorytetowo. Badania takie, niewykonywane dotychczas, podzielono na modele dla pojazdów lekkich i pojazdów ciężkich. Dowiedziono poprawności uzyskanych modeli parametrów cząstek stałych przez weryfikację, do której wykorzystano inne pojazdy niżeli użyte do tworzenia stosownych modeli.