Концепция измерения дымности отработавших газов дизилей

УДК 629.113

И.М. Блянкинштейн, к.т.н., доц./ А.М. Асхабов, асп. / Е.С. Воеводин, к.т.н. Сибирский федеральный университет, г. Красноярск

Окончание. Начало в № 2 (61) 2010

Для рассматриваемого случая измерения составим сводную таблицу полученных данных с 33-х кадров (табл. 1).

Таблица 1. Расчет показателя N для 33 кадров


Так как значение N получено на эффективной длине, равной диаметру среза трубы, то длину необходимо скорректировать, то есть привести ее к стандартной длине L = 0,43 м. Корректировка производится с помощью формул (1) и (2). Произведем расчет для показателя N, рассмотренного в нашем примере, а именно, найдем коэффициент поглощения света k на эффективной длине, равной диаметру среза трубы (на испытываемом автомобиле диаметр выпускной трубы был равен 106 мм):


Подставляем найденное значение коэффициента k и эффективную длину дымомера, равную L = 0,43 м в полученную формулу для расчета скорректированного коэффициента ослабления света N:


Составим итоговую таблицу показателей поглощения света k и ослабления света N (табл. 2).

Таблица 2. Итоговая таблица показателей поглощения света k и ослабления света N


По данным табл. 2 строим график изменения коэффициента ослабления света N (рис. 9) и график изменения коэффициента поглощения света k (рис. 10).


Рисунок 9. График изменения коэффициента ослабления света N,% на режиме свободного ускорения

Рисунок 10. График изменения коэффициента поглощения света k, м-1 на режиме свободного ускорения

Как видим, предложенная методика съемки цифровой видеокамерой отработавших газов дизеля на режиме свободного ускорения и последующей обработки видеоряда с использованием стандартизированного программного обеспечения позволяет получать количественные оценки дымности отработавших газов транспортных средств.

Способ совокупного определения дымности («черное на белом фоне» + «белое на черном фоне»)

Так как в нашем случае доля вкладов в итоговое значение непрозрачности (дымности) отработавших газов «черного на белом» и «белого на черном» неизвестна, то эту задачу можно решить статистическим методом и определить вклад каждого компонента на основе регрессионного уравнения. Для этого произведены параллельные измерения рабочим поверенным дымомером и предлагаемым методом для того, чтобы получить статистику результатов. После замеров были получены данные показателя N «черного на белом» и «белого на черном» с использованием предлагаемого метода. Теперь данные можно привести к показаниям «образцового» дымомера с помощью математической регрессии (табл. 3).

Таблица 3. Статистика данных, полученных с проведенных замеров


Полученные данные обрабатывались при помощи функции «ЛИНЕЙН» офисного приложения «MS Exсel». В результате обработки получено уравнение:


где 0,277605 — коэффициент к члену уравнения «белое на черном фоне» (БЧФ); N (БЧФ) — скорректированное значение коэффициента N, полученное при оценке «белого на черном фоне»; 0,678446 — коэффициент к члену уравнения «черное на белом фоне» (ЧБФ); N (ЧБФ) — скорректированное значение коэффициента N, полученное при оценке «черного на белом фоне».

Полученные коэффициенты в большой степени являются предварительными, так как было произведено ограниченное число замеров на автомобилях одной марки, и с использованием одного дымомера. Для того, чтобы получить более достоверные коэффициенты, необходимо собрать и проанализировать статистику с гораздо большего числа автомобилей разных марок и моделей.

Исследования разработанного метода в Сибирском федеральном университете в настоящее время не завершены. О результатах, его достоинствах и недостатках авторы сообщат в последующих публикациях.

Выводы

Предложенный метод измерения дымности отработавших газов дизелей основан на применении массово производимых цифровых видеокамер, что обусловливает возможность получения низкой себестоимости предлагаемого метода.

Алгоритм обработки данных позволяет разделить отработавший газ на составляющие «черное на белом» (т.е. по сути шкала «Bosch») и «белое на черном» (а по совокупности того и другого — шкала «Hartridge»), что открывает новые возможности для моторной экспрессдиагностики дизелей.

Разработанный метод обладает отечественным, Российским приоритетом.

Список литературы

1. Единообразные предписания, касающиеся: I. Сертификации двигателей с воспламенением от сжатия в отношении дымности; II. Сертификации автотранспортных средств в отношении установки на них двигателей с воспламенением от сжатия, сертифицированных по типу конструкции; III. Сертификации автотранспортных средств с двигателем с воспламенением от сжатия в отношении дымности; IV. Измерения мощности двигателей. ГОСТ Р 41.24-2003 (Правила ЕЭК ООН № 24). ИПК Издательство стандартов, 2004. — 36 с.

2. Кульчицкий А.Р. Токсичность автомобильных и тракторных двигателей: Учебное пособие для высшей школы. — Москва: Академический проспект, 2004. — 400 с.

3. Способ измерения дымности отработавших газов дизелей. Патент РФ № 2366930 по заявке RU № 2008131229 от 28.07.2008 МПК G 01N 21/59, Опубл. в Бюл. № 25 от 10.09 2009 г. И.М. Блянкинштейн, А.М. Асхабов.