Способ регистрации детонации в цилиндре двигателя внутреннего сгорания и устройство для его осуществления

 

Использование: электронные системы управления моментом опережения зажигания в ДВС. Изобретение позволяет повысить достоверность регистрации детонации за счет того, что информацию, о ней получают непосредственно из камеры сгорания. Сущность изобретения: датчик детонации размещают внутри цилиндра, на электроды датчика одновременно с импульсом зажигзния подают серию импульсов высокого напряжения специальной формы, при этом длительность серии равна времени сгорания топлива в цилиндре tcr, а амплитуда импульсов удовлетворяют условию , где Ui, U2 - напряжение пробоя межэлектродного промежутка при нормальном давлении и при максимальном давлении продуктов сгорания соответственно, и по истечении времени (0,1-0,5)tCr регистрируют наличие детонации по отсутствию пробоя и наоборот. Устройство, реализующее способ, отличается тем; что содержит генератор , вырабатывающий импульсы высокого напряжения специальной формы, попадающие затем на вход схемы подключения и на первый вход схемы регистрации, с выхода схемы подключения - на датчик и на второй вход схемы регистрации, где через время. (0,1-0,5) tcr фиксируют фазу детонации . В качестве датчика детонации используют свечу зажигания. 2 с. п. ф-лы, 3 ил. со

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)з G 01 1 23/22

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) --""» .;:б .г,.т

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4908039/06 (22) 04.02,91 (46) 07.05.93, Бюл, N 17 (71) Физико-энергетический институт АН

ЛатвССР (72) Ю. П, Кузнецов и В. П, Лебедев (56) Заявка Японии ¹ 64-14422, кл, F 02 P 5/155, 1989.

Заявка ЕПВ N".0141049, кл. G01 L23/22, опубл, 1985. (54) СПОСОБ РЕГИСТРАЦИИ ДЕТОНАЦИИ

В ЦИЛИНДРЕ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО

ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Использование: электронные системы управления моментом опережения зажигания в ДВС. Изобретение позволяет повысить достоверность регистрации детонации за счет того, что информацию о ней получают непосредственно из камеры сгорания, Сущность изобретения: датчик детонации размещают внутри цилиндра, на электроды датчика одновременно с импульсом зажигаИзобретение относится к способам регистрации детонации в двигателях внутреннего сгорания (ДB С) с искровым зажиганием, а также устройствам, содержащим датчик давления, комбинированный с системой зажигания ДВС, и может быть использовано для управления моментом опережения зажигания.

Цель изобретения — упрощение способа за счет того, что фиксируется только наличие или отсутствие пробоя межэлектродного зазора свечи датчика зажигания при отсутствии или наличии детонации.

Цель второго независимого изобретения — упрощение устройства за счет упроще„„QU „„1814О41 А1 ния подают серию импульсов высокого напряжения специальной формы, при этогл длительность серии равна времени сгорания топлива в цилиндре тсо а амплитуда импульсов удовлетворяют условию

U1

На фиг. 2 показана зависимость напря>кения на электродах датчика, при этом сплошная линия соответствует 1, сплошная — пунктирная — (2), сплошная — штрихпунктирная -- пунктирная 3 фиг, 1, 1814041

На фиг, 3 показана блок-схема устройства для регистрации детонации, На примере РВС ВА32101 с рабочим объемом 1200 см способ реализуется следующим образом, На датчик, представляющий собой два электрода с фиксированным промежутком между ними, размещенный в камере сгорания цилиндра, одновременно с импульсом зажигания подают серию импульсов (а именно, 4 импульса противоположной полярностии) высокого напряжения, например, в виде синусоиды.

Амплитуду импульсов устанавливают большей величины напряжения пробоя, соответствующего давлению в камере сгорания в начале воспламенения смеси и меньшей величины пробоя межэлектродного промежутка, соответствующей максимальному давлению в камере сгорания, а именно, 18 — 20 кВ при межэлектродном промежутке 0,6 мм, Общая длительность импульсов составляла 1 мс, что приблизительно равно времени нормального горения tcr, топлива в камере сгорания цилиндра ДВС. Характер изменения напряжения на электродах определяли с помощью схемы регистрации. Благодаря тому, что серия импульсов подавалась одновременно с импульсом зажигания, то начало процесса воспламенения смеси было совмещено с подачей напряжения на датчик, При бездетонацион ном горении (кривая 1 на фиг. 1) скорость нарастания давления в камере сгорания до максимального составляла около 20 атмlмс, а если учесть,что в момент зажигания предварительное сжатие в цилиндре Р,. порядка 10 атм. то к началу второго импульса из серии давление в цилиндре достигало 15 атм, к началу третьего — 20 атм, а к началу четвертого — 25 атм. В соответствии с фиг, 2 (сплошная линия) предпробойное напряжение 0предпр. и пробивное напряженИе U>p, с каждым импульсом нарастает, и уже к моменту прихода третьего импульса, т. е. ко времени, составляющему 0,5 tcr. давление в цилиндре достигает такой величины, что пробоя не наступает, что можно наблюдать по отсутствию на третьем и четвертом импульсах Олр., т, е. "полки", характерной для искры. При воспламенении топлива со значительным опережением картина изменяется, и уже к моменту прихода второго импульса пробоя не наступает (см. фиг, 2 сплошная и пунктирная линии), а т. к, очевидно, что скорость нарастания давления при горении составляетболее 05 (кривая 2 на фиг. 1), то это

20 атм

0,5 см соответствует детонации около 50% топливного заряда. Если продолжать увеличивать опережение, можно добиться характера процесса горения, в результате которого наблюдалась картина, изображенная на фиг. 2 (сплошная, штрихпунктирная и пунктирная линии), где увеличение пробивного напря-. жения вплоть до срыва искры уже первого импульса отображает скорость изменения

10 давления при горении порядка 0 1, что

20 атм

0,1см соответствует почти полной детонации топливного заряда (кривая 3 фиг. 1), т. е. нарастание давления в камере сгорания за время порядка 0,1 tcr. Такой характер протекания горения авторы наблюдали и при изменении октанового числа топлива в сторону уменьшения, например, если вместо бензина АИ-93, с которым проводился

55 эксперимент в случае, изображенном на фиг. 2, использовать бензин А-76. Таким образом, предлагаемый авторами способ позволяет регистрировать не только наличие детонации в цилиндре ДВС, но и фазы возникновения детонации, т. е. позволяет установить, какой процент объема топлива детонирует

Устройство для регистрации детонации содержит генератор импульсов 1 специальной формы высокого напряжения, его выход соединен со схемой подключения 2 в виде трансформатора и с первым входом схемы регистрации 3 в виде компаратора, выход схемы подключения 2 соединен со вторым входом схемы регистрации 3 и с датчиком детонации 4, в виде свечи зажигания, причем схема регистрации 3 выполнена в виде компаратора.

Устройство работает следующим образом.

Импульсы высокого напряжения и нормированной длительности вырабатываются генератором 1, попадают на вход схемы подключения 2 и на первый вход схемы регистрации 3. С выхода схемы подключения

2 импульсы попадают на датчик 4 и на второй вход схемы регистрации 3.

В случае нормального процесса горения схема регистрации 3 фиксирует равенство третьей и четвертой амплитуды импульсов на входе схемы 2 третьей и четвертой амплитудам на выходе схемы 2, т. е. через 0,5 tcr с начала подачи серий и присутствующих на входе схемы 2 первой и второй амплитудам на выходе схемы 2, В случае горения с детонацией около

50% топлива, схема регистрации 3 фиксирует равенство второй, третьей и четвертой амплитуд импульсов на входе и выходе схемы 2 и неравенство первой амплитуды на

1814041 входе схемы 2 первой амплитуде на выходе схемы 2, В случае детонации всего объема топлива схема регистрации 3 фиксирует наличие совпадения амплитуды первого импульса на входе схемы 2 и выходе схемы 2, лишь через 0,1 туг с начала подачи серии, а также совпадения амплитуд второго, третьего и четвертого импульсов на входе и выходе схемы 2 соответственно, В то же время на амплитудно-временных характеристиках фиг. 1-2 показана возможность фиксации фаз детонации (25, 50 . 75 и 100ф, всеjo обьема), причем в принципе это процентное содержание продетонировавшего топлива можно определить сколь угодно точно, увеличивая число импульсов в серии.

Таким образом благодаря наличию компаратора и его связи со схемой подключения достигается упрощение устройства.

Формула изобретения

1. Способ регистрации детонации в цилиндре двигателя внутреннего сгорания, заключающийся в том, что во время сгорания топливной смеси подают серию импульсов напряжения на электроды датчика, размещенного в камере сгорания цилиндра, и с помощью схемы регистрации определяют характер изменения напряжения на электродах, о тл и ч а ю щи и с я тем, что, с целью

его упрощения, амплитуду подаваемых импульсов устанавливают большей величины напряжения пробоя межзлектродного промежутка датчика; соответствующей давлению в камере сгорания в начале

5 воспламенения смеси, и меньшей величины напряжения пробоя межэлектродного промежутка датчика, соответствующей давле нию в камере сгорания в начале воспламенения смеси, и меньшей величины

10 напряжения пробоя межэлектродного промежутка, соответствующей максимальному давлению в камере сгорания, при этом после начала подачи импульсов в течение промежутка времени, равного (0,1-0,5) т г, где

15 t« — время сгорания топлива, по характеру изменения напряжения не электродах датчика фиксируют наличие пробоев межэлектродного промежутка.

2, Устройство для регистрации детона20 ции в цилиндре двигателя внутреннего сгорания, содержащее датчик, выполненный в виде свечи зажигания, схему подключения, генератор импульсов, соединенный с электродами датчика через схему подключения, и

25 схему регистрации, одним выводом соединенную с выходом схемы подключения, о тл и ч а ю щеес я тем,что, сцельюупрощения его конструкции, второй вывод схемы реги, страции соединен с входом схемы подклю30 чения, причем схема регистрации выполнена в виде компаратора.

1814041

ФИГ. 5

Составитель Ю. Кузнецов

Техред M. Моргентал Корректор Л. Пилипенко

Редактор

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

Заказ 1825 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Способ регистрации детонации в цилиндре двигателя внутреннего сгорания и устройство для его осуществления Способ регистрации детонации в цилиндре двигателя внутреннего сгорания и устройство для его осуществления Способ регистрации детонации в цилиндре двигателя внутреннего сгорания и устройство для его осуществления Способ регистрации детонации в цилиндре двигателя внутреннего сгорания и устройство для его осуществления 

 

Похожие патенты:

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для обеспечения работы двигателя машиннотракторного агрегата в оптимальных режимах

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для определения степени загрузки двигателя внутреннего сгорания при его эксплуатации

Изобретение относится к машиностроению, в частности в двигателестроению, а именно к устройствам контроля загрузки двигателя внутреннего сгорания

Изобретение относится к устройствам контроля степени загрузки двигателей внутреннего сгорания машинно-тракторных агрегатов

Изобретение относится к двигателестроению, в частности к определению режимов работы двигателей внутреннего сгорания транспортных средств

Пиметр // 1561002
Изобретение относится к измерительной технике, а именно к приборам теплотехнического контроля судовых двигателей внутреннего сгорания, и может быть использовано для регулировки равномерности распределения нагрузки по цилиндрам и косвенного определения нагрузки двигателей

Изобретение относится к области виброметрии и может быть использовано в многоцилиндровом двигателе внутреннего сгорания в качестве датчика детонационного сгорания топлива

Изобретение относится к двигателестроению, в частности к устройствам для обнаружения ошибок в приспособлении для обнаружения детонационных стуков в двигателях внутреннего сгорания

Изобретение относится к области контрольно-измерительной техники и может быть использовано для контроля вибрации двигателя внутреннего сгорания в системах гашения детонации

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике, предназначено для информационного контроля степени загрузки двигателей внутреннего сгорания и может быть использовано при эксплуатации дизельных или карбюраторных двигателей

Изобретение относится к контролю вибрации двигателей внутреннего сгорания и предназначено для систем электронного управления двигателями внутреннего сгорания

Изобретение относится к обработке сигналов от датчиков (Д), в частности, детонационного сгорания

Изобретение относится к технике диагностики двигателей внутреннего сгорания

Изобретение относится к устройствам для подавления детонации в ДВС

Изобретение относится к двигателестроению и может быть использовано в конструкции индивидуальной катушки зажигания двигателя внутреннего сгорания (ДВС), снабженной устройством для контроля рабочего процесса в цилиндре ДВС

Изобретение относится к системам управления моментом зажигания топливовоздушной смеси в двигателе внутреннего сгорания
Наверх