Druhá časť seriálu zvukovej analýzy nepriamovstrekového motora F16D4 (A16XER) prevádzkovaného na rôzne palivá skrz MATLAB. Dnes to bude porovnanie zvukového prejavu motora bežiaceho na 95 oktánový benzín (Natural 95 Plus) z čerpacej stanice TAM Autohof, 100 oktanového benzínu (MaxxMotion Super 100 Plus) a tiež LPG, obe palivá z čerpacej stanice OMV.
Tak ako aj minule využijeme 48 kHz vzorkovanie signálu pre detailnú analýzu celého spektra signálu. Perióda vzorky je tak každých cca 20,8 mikrosekundy. Máme k dispozícii opäť 3 nahrávky motora, pričom každá nahrávka bola vyhotovená v identickej vzdialenosti po dobu 30 sekúnd, čím sme eliminovali možné ruchy, či nepresnosti z prechádzajúceho článku. Vošli sme sa aj do podobných teplôt ambientnej teploty a to do rozsahu 2°C medzi jednotlivými nahrávkami. Aj v tomto prípade motor bežal na voľnobeh 790 ot/min a bol vždy ohriaty na prevádzkovú teplotu min. po 20 km jazde na palivo, pre ktoré bola meraná zvuková nahrávka motora.
Spracovávať budeme rozsah z nahrávok v časovej oblasti 1. až 29. sekunda, aby sme odfiltrovali nežiadúce javy, ako napríklad stlačenie tlačidla pre nahrávanie videa a podobne, čo by mohlo byť zachytené mikrofónom. Dosiahnuté výsledky sú plne subjektívne a nenahrádazajú certifikované meranie v laboratórnych podmienkach, či chemickú analýzu obsahu palív. Cieľom analýzy je porovnanie zvuku behu motora na rôzne palivá, výsledky nehodnotia kvalitu paliva. Aby sme mali čo najlepšie výsledky, použili sme priamo RAW nahrávky samostatne, teda nie ako v prechádzajúcom článku, kedy bolo video vytvorené z viacerých videí a vyrenderované, čo môže mať za následok zaokrúhlenie signálu na sekundárne kvantizačné úrovne, inými slovami to má do určitej miery za následok vyhladenie signálu a teda skrytie nepresnosti.
K LPG palivu OMV priamo neuvádza na stránkach oktánové číslo. Vieme si ho ale orientačne vypočítať na základe karty bezpečnostných údajov, ktorú poskytujú. LPG má iné zloženie v zime a v lete. LPG je skvapelnený propán-bután. V letnej zmesi je propánu minimálne 30%, v zimnej minimálne 55%. Bután je naopak limitovaný maximálnymi hodnotami a to na úrovni 60% v lete a 40% v zime. LPG som tankoval v prvej polovici marca, teda určite išlo ešte o zimnú LPG zmes. Samotné LPG podlieha norme EN 589, teda nemá prikázaný presný pomer, norma definuje potrebné vlastnosti a limity, ktoré musí výsledná zmes dosiahnuť a to napríklad tlak pár, teplota varu, obsah síry, zloženie C3 (propán) / C4 (bután) - min. resp. maximálne hodnoty týchto zložiek.
Zimná zmes býva štandardne v pomere cca 60:40 (60% propán, 40% bután, môžu byť aj malé množstvá iných prvkov, napr izobután, propén, butény, etán, stopovo odorant napr. ethylmerkaptán, štandardne v celkovom objeme 1 až 3% max.) a pre takúto zmes získavame oktánové číslo na úrovni 103 až 104 oktánov. Pre letnú zmes je to o niečo menej a to zhruba 97 až 100 oktánov. Bude mať teda auto na zimné LPG s vyšším oktánovým číslom lepšiu spotrebu než na letné LPG s nižším oktánovým číslom? Nie. Prečo je tomu tak?
Hlavným parametrom, ktorý ovplyvní celkovú spotrebu je výhrevnosť (niekto označuje aj ako energia, ale ide o chemickú energiu, nie efektívnu), účinnosť motora je daná (i keď do určitej miery je účinnosť motora ovplyvniteľná napríklad variabilným časovaním vačiek, zmenou predstihu a pod., čo podporuje aj predmetný motor v teste). Tým sa môže pri spaľovaní priblížiť ideálnemu priebehu spaľovania a optimalizovať spotrebu o možno 5 až 10 %. Ak sa bližšie pozrieme na zložky LPG, zistíme, že propán má výhrevnosť 25 MJ/l (Megajoulov na liter), zároveň má oktánové číslo 104 a bután 27 MJ/l, oktánové číslo 93 (a viac v závislosti od pomeru n-butánu a izobutánu pre zložku butánu).
Rozdielnym pomerom týchto prvkov v letnej / zimnej LPG zmesi získavame zmes s rôznou výhrevnosťou a oktánovým číslom so zachovaním rovnakého objemu. Ostatné stopové prvky v zmesi môžu do určitej miery poupraviť celkovú výhrevnosť, čo sa môže prejaviť maximálne v desatinách. Preto zimná zmes, aj keď má vyššie oktánové číslo, má menšiu výhrevnosť, keďže zložka propánu má väčšie zastúpenie. Spotreba na zimné LPG je priemerne oproti letnej o 5 až 6% vyššia, čo môžete, ale aj nemusíte zaregistrovať z pohľadu vodiča vozidla. V zime jazdíte opatrnejšie, možno pomalšie aj s ohľadom na aktuálnu situáciu na ceste, poľadovicu, teda výsledná spotreba nebýva vždy rovnaká. Tiež môže na výslednú spotrebu vplývať aj to, aké pneumatiky na zimu máte. Úzkymi pneumatikami viete spotrebu znižíť aj o 10%, keďže budete mať nižší valivý odpor.
Pre porovnanie, benzín dosahuje výhrevnosť niečo cez 31 MJ/l a to s minimálnymi rozdielmi medzi 95, 98, či 100 oktánovými palivami. Rovnako tak pre túto výhrevnosť je jedno, či je palivo E5, E10, alebo či toto označenie predstavuje biozložku, prípadne prísadu ETBE (etyl-terc-butyl-éter) v danom pomere, rozdiely sú tam malé. Autocz nameralo u MaxxMotion Super 100 Plus výhrevnosť 31,57 MJ/l (test kalorimetrickou bombou s meraním spalného tepla s následnym prepočtom na výhrevnosť), čo je aj palivo použité v našom teste. Preto je spotreba LPG v porovnaní s benzínom vyššia, nakoľko sa ho musí spáliť viac pre dosiahnutie rovnakej energie (výhrevnosti) pre dosiahnutie požadovaného výkonu, respektíve výkonu v čase, teda práce.
Späť k porovnaniu a zvukovej analýze motora bežiaceho na rôzne palivá. V tabuľke vidíme porovnanie rôznych parametrov medzi zvukovými nahrávkami motora bežiaceho na voľnobeh (790 ot/min). Pod tabuľkou si bližšie rozoberieme jednotlivé parametre a tiež, čo vyjadrujú a čo je lepšie. Každý stĺpec obsahuje predmetné palivo a hodnotu, ktoré motor dosiahol pri zvukovej analýze.
| Parameter | 95 oktán TAM | 100 oktán OMV | LPG OMV |
| Index instability | 11.1592 | 15.4516 | 13.4546 |
| Crest Factor | 4.9651 | 4.9506 | 4.3659 |
| Entropia | 13.2762 | 12.7365 | 12.6760 |
| Kurtosis | 3.0122 | 3.0585 | 2.9684 |
| Centroid (Hz) | 3593 | 3061 | 2858 |
| Drsnosť | 3.3808 | 2.5619 | 2.8655 |
| ZCR | 0.0526 | 0.0392 | 0.0385 |
| Tilt | -1.1984 | -1.1473 | -1.1420 |
| PAPR (dB) | 13.9097 | 13.8850 | 12.8111 |
| Parameter | 95 oktán TAM | 100 oktán OMV | LPG OMV |
| Rytmus | 0.2163 | 0.2729 | 0.3840 |
| Čistota | 0.0416 | 0.0813 | 0.0464 |
| Chvenie | 0.5222 | 0.5180 | 0.5106 |
| Rolloff (Hz) | 706.39 | 655.75 | 677.61 |
| HNR (dB) | -3.6974 | -3.8717 | -1.6813 |
| Plochosť | 0.001864 | 0.001849 | 0.001267 |
| Log-Entropia | 1.35e+05 | 1.35e+05 | 1.57e+05 |
| Log-Log-Sklon | -1.1520 | -1.1594 | -1.1514 |
| Dyn. rozsah (dB) | 2.0520 | 2.1958 | 2.2947 |
| Parameter | 95 oktán TAM | 100 oktán OMV | LPG OMV |
| Konzistencia | 0.2164 | 0.2729 | 0.3841 |
| Zvlnenie farby | 123.8321 | 118.7877 | 87.4277 |
| Stabilita špičky | 5.6394 | 6.6618 | 6.8753 |
| Hurst | 0.5868 | 0.6052 | 0.5995 |
| Komplexita | 0.9325 | 0.8875 | 0.8545 |
| Rozptyl fázový | 0.1793 | 0.1709 | 0.1898 |
| RMSE (Chyba) | 0.1140 | 0.0844 | 0.1089 |
| MSE Index | 1.0027 | 1.0014 | 1.0012 |
| Integrita | 0.9857 | 0.9928 | 0.9917 |
| Parameter | 95 oktán TAM | 100 oktán OMV | LPG OMV |
| Miera stability | 8.2710 | 12.6379 | 11.1649 |
| Determinismus | 0.1622 | 0.1569 | 0.1597 |
| Divergencia | 0.0312 | -0.0604 | -0.2117 |
Samozrejme sme sa pozreli aj na hodnoty RMS, ktoré sú smerodatné pre hlasitosť motora na dané palivo. Prekvapivo v tomto prípade najtichší prejav má 95 oktánové palivo z TAM Autohof s hodnotou 0.0206 a nie LPG, ako to bolo v minulom teste. LPG dosiahlo hodnotu RMS 0.0228 a 100 oktánové palivo z OMV dosiahlo 0.0206 RMS (zhodne s 95 oktánovým palivom). Poďme teda na jednotlivé parametre, v ktorých sme hodnoty porovnávali. Parametre, ktoré sme porovnávali v minulom článku nebudeme bližšie rozoberať.
Akustické a spektrálne parametre
Index instability
Vyjadruje mieru kolísania hlasitosti. Signál je rozsekaný na 100 ms okná, pričom pre každé sa vypočíta priemerné RMS. Vypočíta sa smerodajná odchýlka. Menšia hodnota indikuje stabilnejší akustický prejav bez kolísania hlasitosti - nestabilita. Najmenšiu hodnoty instability dosiahol motor na 95 oktánové palivo s hodnotou 11.16, následoval motor na LPG palivo s hodnotou 13.45 a nakoniec motor bežiaci na 100 oktánové palivo s hodnotou indexu 15.45.
Drsnosť
Drsnosť, alebo ak chceme Roughness Index je výpočet smerodajnej odchýlky prvej derivácie signálu. Meria to, ako prudko sa mení amplitúda medzi dvoma susednými vzorkami (zrnitosť zvuku). Čím je drsnosť nižšia, tým hladší je zvuk a prechod medzi vzorkami. Motor bežiaci na 100 oktánové palivo dosiahol najlepšie výsledky a zvukový prejav bol "najzaoblenejší".
ZCR
ZCR analyzuje časovú doménu signálu a počíta, ako často zvuková vlna zmení svoju polaritu (prekročí nulovú os). V diagnostike motorov je táto metrika kľúčovým indikátorom vysokofrekvenčného šumu. ZCR v MATLABE tu konkrétne interpretujeme ako mieru. Najlepšie výsledky dosiahol motor bežiaci na LPG veľmi tesne pred prejavom motora na 100 oktánové palivo. Nižšia hodnota indikuje menej prechodov nulou - menej vysokofrekvenčného rušenia.
Spektrálny náklon (Tilt)
Táto metrika definuje celkovú akustickú rovnováhu (tónovú farbu) motora. Vyjadruje pomer medzi energiou nízkych (basových) a vysokých (ostrých) frekvencií. Audio signál je transformovaný pomocou FFT na výkonové spektrum. Následne sa v logaritmickej škále (Log-Log) aplikuje lineárna regresia. Výsledný koeficient (smernica priamky) predstavuje samotný Tilt. Čím je tento náklon strmší (negatívnejší), tým je zvuk motora subjektívne kultivovanejší. Menej strmý náklon signalizuje prevahu ostrých, kovových zvukov. Najlepšie výsledky sme dosiahli pre motor bežiaci na LPG tesne pred hodnotami, ktoré sme dosiahli pri behu motora na 100 oktánové palivo.
PAPR (Peak-to-Average Power Ratio)
Vyjadruje dynamiku zážihu. Meria pomer medzi špičkovým výkonom a priemerným výkonom signálu. Vysoké PAPR indikuje ostré rany, ktoré vyčnievajú nad okolitý zvuk. Nízke PAPR indikuje, že je signál rozdelený rovnomernejšie. Najnižšie hodnoty dosiahol motor bežiaci na LPG, hodnoty motora na benzínové palivá dosahovali takmer identické výsledky.
Dynamika a časové parametre
Rytmus
Táto metrika analyzuje časovú periodicitu motora pomocou metódy krížovej korelácie. Sleduje, nakoľko sú jednotlivé pracovné cykly motora identické v čase. Algoritmus porovnáva 2-sekundové segmenty nahrávky so zvyškom signálu. Hľadá optimálny časový posun (lag), pri ktorom dochádza k maximálnemu prekrytiu vĺn. Odchýlka od tohto ideálneho stavu sa nazýva jitter. Nízky jitter znamená vysokú opakovateľnosť cyklov (menší rozptyl otáčok). Najlepšie hodnoty dosiahol motor bežiaci na 95 oktánové palivo, s istým odskokom bol motor na 100 oktánové palivo a ešte s výraznejším odskokom motor bežiaci na LPG palivo.
Čistota
Harmonická čistota udáva najsilnejšiu frekvenciu a porovnáva jej energiu voči energii ostatného signálu. Pomer užitočného tónu voči šumu.Vyššie číslo je lepšie, keďže šum neprekrýva hlavný tón. Najlepšie výsledky dosiahol motor bežiaci na 100 oktánové palivo. Motor bežiaci na 95 oktánové palivo a LPG skončili porovnateľne.
Chvenie
Modulačný index využíva Hilbertovu transformáciu pre vytvorenie obálky (envelope) signálu. Matematicky je to vyjadrené ako čiara spájajúca všetky špičky signálu. Následne vypočíta smerodajná odchýlku čiary, ktoré je delená priemerom. Nižšie číslo predstavuje nižšie chvenie, ideálnejšie. Motor na LPG dosiahol najlepšie výsledky, motor na benzíny skončil porovnateľnými výsledkami.
Rolloff
Spektrálny pokles vyjadruje, pod ktorou frekvenciou sa nachádza 85% celkového výkonu. Najlepší výsledok dosiahol motor na 100 oktánové palivo (indikuje basový chod motora bez vysoké zastúpenia šumu a vysokofrekvenčných zložiek) s hodnotou Rolloffu 655.75 Hz., následoval motor na LPG palivo s vyššou hodnotou o 22 Hz a následne motor na 95 oktánové palivo s odskokom o 51 Hz.
HNR
Pomer harmonických zložiek voči šumu, i keď v tomto prípade je zvuk komplexný a šum je prakticky vždy prítomný. Nie je to až tak smerodatné, ako v prípade spevu, reči a pod. Najlepšie výsledky dosiahol motor bežiaci na LPG, isté rozdiely boli aj medzi motorom bežiacim na benzínová palivá, dokonca na 95 oktánové palivo obstál lepšie.
Plochosť
Spektrálna plochosť je pomer medzi geometrickým priemerom spektra a aritmetickým priemerom spektra. Čím nižšie číslo, tým viac tónový (harmonický) je prejav motora. Najlepšie výsledky dosiahol motor bežiaci na LPG, pričom medzi motorom bežiacim na benzínové palivá boli dosiahnuté porovnateľné výsledky.
Logaritmická entropia energie
Meria zložitosť a rozmanitosť energetických zmien v čase. Pri výpočte umocní každú vzorku zvuku na druhú (čím získa čistú energiu) a pripočíta k nej mikroskopické číslo eps_val (aby sa vyhlo chybe pri výpočte logaritmu z nuly). Následne použije Shannonov vzorec pre entropiu aplikovaný na energiu. U spaľovacieho motora na voľnobehu hľadáme stabilnejší (nižší) priebeh, čo značí pokojnejšie horenie. Pre motor bežiaci na 95 a 100 oktánové palivo sme dosiahli identické výsledky, motor na LPG mal väčší odskok.
Sklon spektra v log-log mierke
Vyjadruje, ako rýchlo klesá energia zvuku smerom k vysokým frekvenciám. Vypočíta FFT signálu pre získanie frekvenčného spektra. Vyberie oblasť zvuku 100 až 8000 Hz a tieto frekvencie a ich výkony prevedie na logaritmy - log-log mierku. Funkcia polyfit preloží týmito bodmi priamku a zistí jej sklon (smernicu). Čím strmší (viac do mínusu) sklon, tým je motor mechanicky tichší a "mäkší" na posluch. Motor na všetky palivá dosiahol porovnateľné výsledky.
Dynamický rozsah
Meria, v akom decibelovom rozsahu sa motor reálne pohybuje. Signál sa rozkúskuje na 50 ms úseky. Pre každý úsek vypočíta strednú hodnotu výkonu (RMS) a prepočíta ju na decibely. 20 x log10 (RMS). Na záver funkcia prctile oreže extrémy (zahodí 5% najtichších a 5% najhlučnejších momentov, aby výsledok nebol ovplyvnení náhodnými udalosťami, šumom a vypočíta rozdiel medzi nimi. Čím menší je rozsah, tým motor beží stabilnejšie z pohľadu akustiky a stáleho tónu (malé výkyvy). Najnižší dynamický rozsah získal motor bežiaci na 95 oktánové palivo, následoval motor na 100 oktánové palivo a následne na LPG.
Stabilita a zložitosť signálu
Konzistencia
Využíva autokoreláciu, funkciu xcorr na 2-sekundovom úseku. Kód hľadá najvyššiu koreláciu (zhodu) v časovom okne, ktoré zodpovedá bežným otáčkam voľnobehu (10 – 15 Hz, teda cca 600 – 900 ot./min, štandardne má predmetný motor 790 otáčok za minútu +- možno 20 otáčok, teda plne do spektra zapadá). Konzistencia sleduje tvar vlny každého jedného cyklu. Motor bežiaci na 95 oktánové palivo dosiahol najlepšie výsledky, za ním motor na 100 oktánové palivo a LPG.
Zvlnenie farby
Rozdelí nahrávku na polsekundové úseky, pričom pre každý vypočíta spektrálny centroid (ťažisko) a vypočíta smerodajnú odchýlku týchto hodnôt. Čím nižšia je hodnota, tým je prejav motora akusticky stabilnejší. Najlepšie výsledky dosiahol motor na LPG, následne na 100 oktánové palivo a nakoniec na 95 oktánové palivo.
Stabilita špičiek
Identifikuje silné špičky v signáli, ktoré presahujú 50% maximálnej amplitúdy a vypočíta ich smerodajnú odchýlku. Meria rovnomernosť sily explózii počas zážihov. Nižšia hodnota je lepšia. Najlepšie výsledky dosiahol motor na 95 oktánové palivo z TAM. Výsledky motora na 100 oktánové palivo a LPG skončili porovnateľne.
Hurst
Hurstov exponent. Vypočíta kumulatívny súčet hodnôt zvuku pre získanie zjednotenej vlny a jej rozptyl. To potom vydelí smerodajnou odchýlkou a zlogaritmuje podľa dĺžky nahrávky. Udáva zotrvačnosť signálu. Pri spaľovacích motoroch obecne hľadáme hodnotu exponentu nad 0,5, vyššia hodnota je lepšia. Vo všetkých prípadoch máme hodnotu nad 0,5, blízku 0,6. Najlepší výsledok dosiahol motor bežiaci na 100 oktánové palivo s hodnotou exponentu 0.6052, následne motor na LPG dosiahol 0.5995 a potom motor na 95 oktánové palivo dosiahlo hodnotu Hurstovho exponentu 5.868.
Komplexita
Iným slovom permutačná entropia je efektívny algoritmus vyjadrujúci, koľko mikrovzorcov sa v signále nachádza. Z matematického hľadiska výpočtu berie 3 po sebe idúce vzorky signálu a skúma, či vzájomne rastú, klesajú. Kombináciám pridelí unikátne číselné kódy - permutácie. Príslušná funkcia spočíta, ako často sa ktorý vzorec podľa číselného kódu opakuje. Z výsledku sa vypočíta Shannonova entropia vyjadrená v rozsahu 0 až 1, nižšie číslo je lepšie. Zaujímavosťou je, že permutačná entropia sa hojne používa aj v medicíne na detekciu epileptických záchvatov z EEG, alebo arytmií srdca z EKG. Najnižšie hodnoty v našom prípade dosiahol motor bežiaci na LPG, následoval motor na 100 oktánové palivo a potom 95 oktánové palivo.
Fázový rozptyl
Vypovedá o stabilite trajektórie. Kód zoberie pôvodný signál a vytvorí jeho kópiu posunutú o 10 vzoriek. Ak sa tieto fázové portréty vykreslia proti sebe, získame fázový portrét, ktorý je vyjadrený graficky aj nižšie. Kód počíta smerodajnú odchýlku vzdialeností bodov od stredu, teda rozptyl. Nižšie číslo je lepšie. Najlepšie výsledky dosiahol motor bežiaci na 100 oktánové palivo, následne na 95 oktánové palivo a potom LPG. Výsledky boli dosť blízko seba, čo indikuje predvídateľné (v podstate lineárne) spaľovanie z akustického hľadiska u všetkých palív.
RMSE
Rezíduálna analýza. Pomocou funkcie movmean(y, 50) sa vytvorí model - vyhladená verzia zvuku (kĺzavý priemer s oknom 50-tich vzoriek), ktorá reprezentuje ideálny priebeh zvuku bez vysokofrekvenčných zložiek, nárazových špičiek. Následne sa tento model odpočíta od reálneho zvuku a získavame tzv. rezíduum, teda odpad, šum. RMSE (hlavná stredná kvadratická chyba) vyjadrí priemernú energiu tohto signálu šumu. Čím nižšie číslo, tým menej okolitého šumu v originálnom signále. Najlepšie výsledky dosiahol motor bežiaci na 100 oktánové palivo, následne na LPG a potom na 95 oktánové palivo.
MSE Index
Nejde o strednú kvadratickú chybu, ale jej zjednodušenú reprezentáciu. Pre pôvodný signál sa vypočíta smerodajná odchýlka (rozptyl energie). Skrz funkciu resample 4-násobne zriedime signál, čím zahodíme vysoké frekvencie a ponecháme hrubú štruktúru, pre ktorú sa tiež vypočíta rozptyl energie. Výsledný index je podielom týchto dvoch smerodajných odchýlok. Dosiahli sme takmer identický výsledok u motora bežiaceho na všetky palivá.
Integrita
Ide o tzv. Teuberov koeficient, ktorý udáva časovú previazanosť a hladkosť signálu. Programovo implementovaný ako pomer dvoch susedných hodnôt autokorelácie s minimálnym posunom (lagom) pre indexy autoc(3) / autoc(2). Vyjadruje to, ako rýchlo klesá podobnosť signálu, keď sa od neho posunieme len o mikroskopický časový úsek. Motor na 100 oktánové palivo a LPG dosiahli takmer identické výsledky, o zhruba 0,7% sme dosiahli horší výsledok u motora na 95 oktánové palivo, čo môžeme hodnotiť ako zanedbateľné.
Nelineárna dynamika
Miera stability
Recurrence Rate (RR) vyjadruje, ako je dráha motora vo fázovom priestore pravidelná. Script sa pozerá na signál ako na objekt geometricky vyjadrený v priestore. Script vytvorí 2D priestor pomocou pôvodného a posunutého signálu. Vypočíta euklidovskú vzdialenosť medzi bodmi na tejto fázovej trajektórii. Výsledná stabilita je prevrátená hodnota smerodajnej odchýlky týchto vzdialeností. Najvyššiu hodnotu sme dosiahli u motora bežiaceho na 100 oktánové palivo, následne na LPG a na 95 oktán.
Determinizmus
Určuje mieru, do akej je zvuk motora tvorený plynulými, mechanicky determinovanými zmenami namiesto náhodných výkyvov. Najprv sa vypočíta prvá diferenciácia signálu, ktorá reprezentuje okamžitú rýchlosť zmeny amplitúdy zvuku (ako rýchlo zvuk rastie alebo klesá). Následne sa pracuje s absolútnymi hodnotami týchto zmien. Malé zmeny = plynulé - deterministické správanie, veľké zmeny = náhodné, alebo chaotické fluktuácie. Čím je hodnota bližšie k 1.0, tým je zvuk tvorený plynulými, pravidelnými zmenami (vyšší determinizmus). Bližšie k 0.0 indikuje veľa náhodných a prudkých zmien. Najlepší výsledok dosiahol motor na 95 oktánové palivo, následoval motor na LPG palivo a následne na 100 oktánové palivo, no vo všetkých prípadoch sú rozdiely veľmi malé, môžeme hovoriť v podstate o porovnateľných výsledkoch tejto metriky behu motora na všetky palivá.
Divergencia
Zjednodušený Lyapunovov exponent vyjadrujúci mieru predvídateľnosti systému a jeho citlivosť na počiatočné podmienky (známy "efekt motýlích krídel"). Nižšie číslo je lepšie, najlepšie okolo nuly, alebo nižšie. Najlepšie výsledky dosiahol motor na LPG, následne na 100 oktánové palivo a potom na 95 oktánové palivo.
Fázové portréty jednotlivých palív,vrátane výpočtu RMS pre sekcie zvuku
Natural 95 Plus TAM Autohof - fázový portrét:
MaxxMotion Super 100 Plus OMV - fázový portrét:
LPG OMV - fázový portrét:
Orbitálny graf + stabilita energie
Natural 95 Plus TAM Autohof - orbitálny graf
MaxxMotion Super 100 Plus OMV - orbitálny graf
LPG OMV - orbitálny graf
Reliéf, vyjadrenie amplitúdy
Natural 95 Plus TAM Autohof - reliéf
MaxxMotion Super 100 Plus OMV - reliéf
LPG OMV - reliéf
Autokorelácia signálu, PSD - spektrálna hustota, vývoj spektrálneho ťažiska, energetická hustota
Natural 95 Plus TAM Autohof - autokorelácia
MaxxMotion Super 100 Plus OMV - autokorelácia
LPG OMV - autokorelácia
Záverečné zhrnutie
V mnohých parametroch sme dosiahli veľmi podobné výsledky vo zvukovej analýze a metrikách motora prevádzkovaného na rôzne palivá. Zaujímavé rozdiely boli napríklad u Rolloffu spektra (pokles spektra), kde je viditeľné, že najviac basový zvuk mal motor na 100 oktánové palivo, na ktoré ide motor akusticky na najnižšiu frekvenciu, pod ktorou je najviac energie.
V drsnosti, čistote, kultivovanosti a RMSE dosahoval najlepšie výsledky motor na 100 oktánové palivo. Z pohľadu akustiky najpríjemnejší beh motora s najnižším šumom a najvyššou energiou v nízkych frekvenciách.
Pre motor bežiaci na LPG palivo sme dosiahli najlepšie hodnoty PAPR - dynamiky zážihu, čo indikuje nízke špičky tlaku. Poukazuje to na mäkkosť horenia (LPG horí dlhšie ako benzín), bez rázov a krátkeho zapálenia zmesi. Rovnako tak u motora na LPG palivo sme zaznamenali najlepšie hodnoty chvenia, ZCR, či plochosti behu motora. V spektre signálu vidíme nárazové špičky pod 2000 Hz, čo sme zaznamenali aj v minulom článku a zrejme to poukazuje na prácu membrány splynovača, či samotné vstrekovače, ktoré sú hlučnejšie v porovnaní s benzínovými.
Motor na 95 oktánové palivo vykazoval najmenší rozptyl otáčok, najlepší rytmus a tiež dosahoval rovnomernosť špičiek. Riadiaca jednotka je nastavená práve na 95 oktánové palivo, teda je tu predpoklad najstabilnejšieho behu z pohľadu udržania voľnobehu bez výraznejšieho rozptylu. Z pohľadu hlasitosti (aj keď tá bola rovnaká ako u 100 oktánového paliva) ide o najtichší beh motora. Motor na 95 oktánové palivo ale dosahoval vyššiu energiu u vysokofrekvenčných zvukov.
Motor na všetky palivá pracoval dobre, nevyskytli sa anomálie typu vynechávania zapaľovania. Ak by k vynechaniu zapaľovania došlo, túto anomáliu by sme znateľne videli vo fázovom portréte, či ukazovateľoch stability a opakovateľnosti. Aj keď sme namerali isté rozdiely v porovnávacích metrikách behu motora, nejde o priepastné hodnoty, na všetky palivá dokáze motor bežať bez vykázania chybovosti.
Kombinované PSD motora bežiaceho na palivá
Kombinované PSD motora bežiaceho na palivá - vyhladená vizualizácia
PRIHLÁS SA
3 