Úplná charakteristika zážehového motoru

Abstract

Měrná efektivní spotřeba paliva spalovacího motoru závisí komplexně na otáčkách a zatížení a její grafické vyjádření v celém provozním rozsahu, označované jako úplná charakteristika, je klíčovým nástrojem při vývoji a optimalizaci pohonných jednotek. Přímé vykreslení dat z motorové zkušebny je kvůli šumu měřicí techniky a přechodovým jevům nevhodné a vyžaduje statistické zpracování. Data naměřená na zážehovém motoru Volkswagen EA211 1.5 TSI při vzorkovací frekvenci 100 Hz byla zpracována metodou binování s následnou rozptýlenou interpolací a Gaussovým vyhlazením. Byl navržen výpočetní nástroj v prostředí MATLAB s grafickým uživatelským rozhraním umožňující nastavení parametrů zpracování bez zásahu do kódu. Mřížka 5 × 10 buněk s prahem obsazenosti 100 vzorků se ukázala jako optimální kombinace z hlediska rozlišení a statistické spolehlivosti našeho měření. Tvar výsledné charakteristiky a poloha oblasti minimální měrné spotřeby odpovídají referenčnímu grafu výrobce s minimem 222 g/kWh.Brake-specific fuel consumption of an internal combustion engine depends on both engine speed and load in a complex manner, and its graphical representation across the full operating range, known as a brake-specific fuel consumption map, is a key tool in powertrain development and optimisation. Direct visualisation of raw test bench data is unsuitable due to measurement noise and transient effects, requiring statistical data post-processing. Data measured on a Volkswagen EA211 1.5 TSI spark ignition engine at a sampling frequency of 100 Hz were processed using a binning method followed by scattered interpolation and Gaussian smoothing. A computational tool was developed in MATLAB with a graphical user interface allowing parameter adjustments without modifying the source code. A grid of 5 × 10 cells with a minimum bin occupancy threshold of 100 samples proved to be the optimal combination in terms of map resolution and statistical reliability for our acquired data. The shape of the resulting map and the location of the minimum fuel consumption region are consistent with the manufacturer's reference map, which specifies a minimum of 222 g/kWh.