Способ распознавания детонационного сгорания топливовоздушной смеси в двигателе внутреннего сгорания

 

Использование повышение точности оценки наличия детонации в контролируемом цилиндре обеспечивается путем последовательного формирования сигналов первого, второго и третьего секторов. В пределах первых двух секторов измеряют сигналы вибрации, а в третьем секторе производят сравнение измеренных сигналов. Причем сигналы секторов располагают в такте расширения от момента, соответствующего положению поршня в верхней мертвой точке контролируемого цилиндра, до момента, соответствующего положению поршня в верхней мертвой точке следующего по порядку работы двигателя цилиндра Параметры сигналов первого и второго секторов обеспечивают измерение сигналов вибрации и их селекцию по зонам наиболее вероятного возникновения и полного отсутствия детонации. При этом обеспечивается измерение сигнала вибрации в пределах всей информативной зоны и уменьшается влияние посторонних шумов на регистрируемые в пределах секторов сигналы вибрации. 2 з.п. ф-лы, 2 ил. сл С

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК () 9) (! 1) (я) F 02 P 5/04

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ф

С» о

Ф.

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4797465/06 (22) 08.01.90 (46) 15.06.92. Бюл. № 22 (71) Научно-производственное объединение по электронике и автотракторному электрооборудованию (72) Л.Э.Гутцайт и С.Г.Пустельников (53) 621.436.001.5 (088.8) (56) Патент ГДР ¹ 221504, кл. F 02 P 5/04, 1984. (54) СПОСОБ РАСПОЗНАВАНИЯ ДЕТОНАЦИОННОГО СГОРАНИЯ ТОПЛИВОВО3ДУШНОЙ CMЕСИ В ДВИГАТЕЛЕ

ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ (57) Использование: повышение точности оценки наличия детонации в контролируемом цилиндре обеспечивается путем последовательного формирования сигналов первого, второго и третьего секторов. В преИзобретение относится к диагностированию двигателей внутр ннего сгорания (ДВ С), в частности к способам контроля рабочего процесса, и может быть использовано для

ДВС с принудительным воспламенением, Известны различные способы выделения детонационного сгорания топливовоздушной смеси (ТВС) многоцилиндрового двигателя, например способ, где распознавание детонации производится путем сравнения (вычитания) текущего сигнала и средней величины амплитуды сигнала датчика детонации при отсутствии детонации, регистрируемого s течение определенного времени после поступления сигнала зажигания. делах первых двух секторов измеряют сигналы вибрации, а в третьем секторе производят сравнение измеренных сигналов.

Причем сигналы секторов располагают в такте расширения от момента, соответствующего положению поршня в верхней мертвой точке контролируемого цилиндра, до момента, соответствующего. положению поршня в верхней мертвой точке следующего по порядку работы двигателя цилиндра, Параметры сигналов первого и второго секторов обеспечивают измерение сигналов вибрации и их селекцию,по зонам наиболее вероятного возникновения и полного отсутствия детонации..При этом обеспечивается измерение сигнала вибрации в пределах всей информативной зоны и уменьшается влияние посторонних шумов на регистрируемые в пределах секторов сигналы вибрации, 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

Основным недостатком этого способа является то, что распознавание происходит в интервале постоянного времени и после поступления сигнала зажигания. Известно, что с увеличением частоты вращения коленчатого вала (Ч ВКВ) период сигнала уменьшается, поэтому распознавание в -интервале постоянного времени приводит к неоправданному увеличению этого интервала на высоких ЧВКВ, что увеличивает вероятность попадания в интервал посторонней информации. И наоборот, при уменьшении ЧВКВ интервал постоянного времени занимает меньшую часть общего увеличивающегося периода сигнала, что недостаточно для "onроса" всей детонационноопасной зоны сигнала датчика.

1740764

15

45

К снижению точности распознавания за счет излишней информации ведет также синхронизация интервала постоянного времени от момента зажигания, так как момент искрообразования не зависит от наступления детонационного режима сгорания ТВС.

Наиболее близким к изобретению является способ, согласно которому обеспечивается формирование двух постоянных по углу поворота коленчатого вала (УПКВ) секторов заданной длительности, где в первом секторе, сформированном до верхней мертвой точки (ВМТ) контролируемого цилиндра, происходит считывание информации о механических шумах ДВС Uva, а во втором секторе, сформированном сразу после BMT контролируемого цилиндра, происходит считывание информации о детонационной составляющей общего сигнала датчика Ugg.

Информация считывается как пиковые значения сигналов, а в конце сектора детонации происходит обнуление информации, Для обработки сигналов предусмотрены специальные средства, в результате чего детонация определяется как напряжение Ua, пропорциональное, процентному превосходству пикового напряжения Uve, измеренному во втором секторе, над пиковым напряжением UvB, измеренным в первом секторе, или вместо. процентного соотношения U, может быть отнесено к некоторому известному максимальному напряжению гамаке, т е р, л

0 Ыкв - Ычв

u, „uve

Основным недостатком известного устройства является выбор первого сектора в положении до ВМТ, где происходит нарастание давления газов в цилиндрах ДВС вследствие предшествующего поджигания

ТВС, Например, по результатам исследований выявлен случайный характер составляющих вибраций от сгорания именно в этом секторе, Кроме того, неоправдано увеличена величина второго сектора, что приводит к считыванию ложной информации о детонации.

Цель изобретения — повышение точности распознавания детонационного сгорания ТВС в каждом цилиндре ДВС.

Цель достигается тем, что в способе распознавания детонационного сгорания топливновоздушной смеси на работающем двигателе формируют первый и второй секторы угла поворота коленчатого вала и в этих секторах измеряют сигналы, пропорциональные детонации в каждом цилиндре двигателя, причем все сектора располагают последовательно в такте расширения контролируемого цилиндра в интервале после определения его ВМТ и до определения

ВМТ следующего в соответствии с порядком работы цилиндров двигателя, при этом начало первого сектора располагают через постоянный по углу поворота коленчатого вала промежуток от ВМТ контролируемого цилиндра, а длительность сектора выбирают не менее заданной части такта, начало второго сектора располагают через постоянный по углу поворота коленчатого вала промежуток после первого, а его длительность выбирают не менее заданной части такта, формируют третий сектор, следующий за вторым, где сравнивают уровни сигналов, полученные в первом и во втором секторах, и по результатам судят о наличии или отсутствии детонации в контролируемом цилиндре, после чего производят сброс информации.

Кроме того, в способе предусматривают одина овую длительность первого и второго секторов, а третий сектор располагают непосредственно за вторым, На фиг. 1 представлены осциллограммы процессов в ДВС соответственно при наличии детонационных процессов в контролируемом цилиндре двигателя; на фиг. 2 — то же, при отсутствии детонационных процессов.

На фиг. 1 и 2 введены обозначения: кривая 1 — сигнал отметки ВМТ; кривая 2— процесс сгорания в цилиндре ДВС; кривая

3 — сигнал вибрации, возникающей до ВМТ; кривая 4 — сигнал вибрации от детонации; кривая 5 — суммарный сигнал вибрации от детонации и вибрации недетонационного происхождения; кривые 6, 7, 8 — соответственно первый, второй и третий сектора; кривая 9 — сигнал, пропорциональный интенсивности детонации; кривая 10 — формируемый сигнал оценки детонации;

Сигнал реализуют следующим образом.

На работающем двигателе с помощью датчика УПКВ определяют положение ВМТ.

Формируют сигнал, соответствующий началу первого сектора, через заданный для каждого типа двигателя угол после отметки

ВМТ, Причем указанный сигнал формируют в момент положения коленчатого вала, соответствующий максимальной величине давления газа в цилиндре, что составляет

10-12 УПКВ после ВМТ, Длительность формируемого сигнала первого сектора принимают не менее 20

УПКВ. В пределах первого сектора измеряют сигнал детонации (кривая 4) и обеспечивают его хранение. Начало сигнала второго сектора формируют с задержкой на заданный угол Ro окончании сигнала первого сек1740764

55 тора, при этом длительности сигналов первого и второго секторов принимают равными. B пределах второго сектора также измеряют сигнал детонации (кривая 5) и обеспечивают его хранение. При этом дли- 5 тельности первого и второго секторов ограничивают величиной, соответствующей половине УПКВ между последовательными вспышками в цилиндрах двигателя в соответствии с числом цилиндров и тактностью 10 работы двигателя за вычетом задержек между началом первого сектора и ВМТ, началом второго и концом первого секторов и длительности третьего сектора, необходимой для преобразования информации. 15

По окончании сигнала второго сектора формируют сигнал третьего сектора, в пределах которого производят сравнение сигналов, полученных в пределах соответственно первого и второго секторов, путем вычитания 20 второго сигнала из первого. Отличие от нулевого или близкого к нему значения сигнала, полученного по результатам сравнения, свидетельствует о наличии детонации в контролируемом цилиндре ДВС кривая 10 фиг. 1). 25

Последовательное формирование сигналов первого, второго и третьего секторов с указанными параметрами на линии расширения обеспечивает измерение сигналов вибрации и их селекцию по зонам наиболее 30 вероятного возникновения и полного отсутствия детонации. Rðè этом обеспечивается измерение детонации. При этом обеспечивается измерение сигнала вибрации в пределах всей информативной зоны и 35 уменьшается влияние посторонних шумов на регистрируемые в пределах секторов сигналы вибрации, что обеспечивает повышение точности оценки наличия детонации в контролируемом цилиндре ДВС. 40

Формула изобретения

1. Способ распознавания детонационного сгорания топлизовоздушной смеси в двигателе внутреннего сгорания, при кото- 45 ром на работающем двигателе контролируют угловое положение коленчатого вала, фиксируют момент, соответствующий положению поршня контролируемого цилиндра в верхней мертвой точке, формируют сигналы первого и второго секторов, в пределах которых производят измерение сигнала вибрации, и по результатам сравнения сигналов, измеренных в пределах двух секторов, оценивают наличие детонации в контролируемом цилиндре, о т л и ч а ю щ ий с я тем, что, с целью повышения точности, формируют сигнал третьего сектора угла поворота коленчатого вала, в пределах которого производят сравнение сигналов, измеренных в пределах первого и второго секторов, причем сигналы первого, второго и третьего секторов формируют последовательно в такте расширения контролируемого цилиндра, в пределах угла поворота коленчатого вала от момента, соответствующего верхней мертвой точке в контролируемом цилиндре, до момента, соответствующего верхней мертвой точке в следующем по порядку работы цилиндра, при этом начало сигнала первого сектора располагают через постоянный по углу поворота коленчатого вала промежуток от верхней мертвой точки контролируемого цилиндра, начало сигнала второго сектора располагают через постоянный по углу поворота коленчатого вала промежуток по окончании сигнала первого сектора, причем длительности сигналов первого и второго секторов принимают не менее заданной части такта в контролируемом цилиндре, а г,о окончании сигнала третьего сектора производят сброс информации об измеренных сигналах вибрации и результате их сравнения.

2. Способпоп, 1,отличающи .ы ся тем, что длительности сигналов перво о и второго секторов принимают равными, 3, Способ по пп. 1 и 2, о т л и ч а ю щ ий с я тем, что сигнал третьего сектора формируют непосредственно по окончании сигнала второго сектора.

1740764

1740764

70

Составитель В.Золотов

Техред М.Моргентал Корректор М.Пожо

Редактор М.Келемеш

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101

Заказ 2068 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5