CN104568340A - 一种活塞漏气预警方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种活塞漏气预警方法，所述方法包括：根据能量守恒定律确定活塞气体压强对应的活塞漏气量；判断所述活塞漏气量是否在第一阈值范围内，其中，所述第一阈值范围根据当前发动机的功率进行确定；如果是，则进行报警。本发明实施例还公开了一种活塞漏气预警系统。本发明根据活塞气体压强确定活塞漏气量，当所述活塞漏气量在所述第一预设范围内时进行报警，以便驾驶人员采取相应措施来避免“拉缸”现象的出现，降低了车辆的故障率。

Description

一种活塞漏气预警方法和系统

技术领域

本发明涉及汽车领域，尤其涉及一种活塞漏气预警方法和系统。

背景技术

活塞是汽车发动机的“心脏”，承受交变的机械负荷和热负荷，是发动机中工作条件最恶劣的关键零部件之一。通常情况下，活塞主要包括顶部、环槽部和裙部。活塞的功用是承受气体压力，并通过活塞销传给连杆驱使曲轴旋转，活塞顶部还是燃烧室的组成部分。

活塞环中的气环，连接于活塞上环槽部，用于密封活塞与气缸壁之间的间隙，防止气缸内气体窜出和窜入润滑油。活塞环在工作时，由于受到高温、高压、润滑条件差的影响，容易出现磨损，产生缝隙，造成气缸漏气或窜入润滑油，从而导致出现发动机拉缸现象，降低发动机的性能。

发明内容

为了解决现有技术，本发明实施例提供一种活塞漏气预警方法和系统，当所述活塞漏气量在所述第一预设范围内时进行报警，以便驾驶人员采取相应措施来避免“拉缸”现象的出现，降低了车辆的故障率。

本发明实施例一种活塞漏气预警方法，所述方法包括：

根据能量守恒定律确定活塞气体压强对应的活塞漏气量；

判断所述活塞漏气量是否在第一阈值范围内，其中，所述第一阈值范围根据当前发动机的功率进行确定；

如果是，则进行报警。

优选的，所述根据能量守恒定律确定活塞气体压强对应的活塞漏气量具体为：

$B=S\sqrt{\frac{2(C-P)}{\mathrm{\ρ}}-2\mathrm{gh}}$

其中，所述B为活塞漏气量，所述S为活塞气体流动截面积，所述C为常数，所述P为所述活塞气体压强，所述活塞气体压强由气压传感器获取，所述ρ为气体密度，所述g为重力加速度，所述h为所述气压传感器与地面之间的高度，所述地面为汽车轮胎接触的地面。

优选的，所述活塞气体压强包括第一活塞气体压强和第二活塞气体压强；

所述根据能量守恒定律确定活塞气体压强对应的活塞漏气量具体为：

$B=S_1{S}_2\sqrt{\frac{2\mathrm{\ρg}(h_2-h_1)+2(P_2-P_1)}{\mathrm{\ρ}(S_2^2-S_1^2)}}---\left(2\right)$

其中，所述B为活塞漏气量，所述P₁为所述第一活塞气体压强，所述第一活塞气体压强由第一气压传感器获取，所述P₂为所述第二活塞气体压强，所述第二活塞气体压强由第二气压传感器获取，所述S₁为所述第一气压传感器处的活塞气体流动截面积，所述S₁为所述第二气压传感器处的活塞气体流动截面积，所述h₁为所述第一气压传感器与地面之间的高度，所述h₂为所述第二气压传感器与地面之间的高度，所述地面为汽车轮胎接触的地面。

优选的，所述当前发动机的功率根据当前发动机的转速和油门的油门开度进行确定。

优选的，当所述活塞漏气量没有在所述第一阈值范围内时，所述方法还包括：

判断所述活塞漏气量是否在第二阈值范围内，如果是，则进行报警，其中所述第二阈值范围根据所述发动机的功率进行确定。

优选的，所述方法还包括：

降低发动机的喷油量、强制发动机怠速和/或限制发动机的转速和扭矩。

本发明实施例还提供一种活塞漏气预警系统，所述系统包括：气压传感器、ECU和第一报警装置；

其中，所述气压传感器与所述ECU进行连接，所述ECU与所述第一报警装置进行连接；

所述气压传感器，用于测量活塞气体压强，并将所述活塞气体压强发送至所述ECU；

所述ECU，用于根据能量守恒定律确定活塞气体压强对应的活塞漏气量，并判断所述活塞漏气量是否在第一阈值范围内，如果是，则激活所述第一报警装置，其中所述第一阈值范围根据当前发动机的功率进行确定；

所述第一报警装置，用于进行报警。

优选的，所述系统还包括第二报警装置，所述第二报警装置和所述ECU进行连接；

当所述ECU判断出所述活塞漏气量没有在所述第一阈值范围内时，所述ECU还用于，判断所述活塞漏气量是否在第二阈值范围内，如果是，则激活所述第二报警装置，其中所述第二阈值范围根据所述发动机的功率进行确定；

所述第二报警装置，用于进行报警，且所采用的报警方式与所述第一报警装置采用的报警方式不同。

优选的，所述气压传感器包括第一气压传感器和第二气压传感器，所述第一气压传感器和第二气压传感器分别于所述ECU进行连接。

所述第一气压传感器，用于检测第一活塞气体压强，并将所述第一活塞气体压强发送给所述ECU；

所述第二气压传感器，用于检测第二活塞气体压强，并将所述第二活塞气体压强发送给所述ECU；

所述ECU用于根据能量守恒定律确定活塞气体压强对应的活塞漏气量具体为：

所述ECU用于根据能量守恒定律确定第一活塞气体压强和第二活塞气体压强对应的活塞漏气量。

优选的，所述系统还包括：转速传感器和油门开度传感器；

其中，所述转速传感器和油门开度传感器分别与所述ECU进行连接；

所述转速传感器，用于检测发动机的转速，并将所述转速发送给所述ECU；

所述油门开度传感器，用于检测油门的油门开度，并将所述油门开度发送给所述ECU；

所述ECU，还用于根据所述转速和油门开度确定所述发动机的功率。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

本发明根据活塞气体压强确定活塞漏气量，当所述活塞漏气量在所述第一预设范围内时进行报警，以便驾驶人员采取相应措施来避免“拉缸”现象的出现，降低了车辆的故障率。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本发明提供的一种活塞漏气预警方法实施例一的流程图；

图2为本发明提供的一种活塞漏气预警方法实施例二的流程图；

图3为本发明提供的一种活塞漏气预警系统实施例一的结构框图；

图4为本发明提供的一种活塞漏气预警系统实施例二的结构框图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

方法实施例一：

参见图1，该图为本发明提供的一种活塞漏气预警方法实施例一示意图。

本实施例提供的一种活塞漏气预警方法包括如下步骤：

步骤101：根据能量守恒定律确定活塞气体压强对应的活塞漏气量。

活塞漏气量通常是指发动机在工作过程中，从曲轴箱通风管中逃逸出来的气体流量。所述活塞气体压强是指流经油气分离连接管、气缸和曲轴箱的气体的压强。

本发明对如何根据能量守恒定律确定活塞气体压强对应的活塞漏气量不做具体限定。举例而言，所述活塞漏气量根据公式(1)进行确定：

$B=S\sqrt{\frac{2(C-P)}{\mathrm{\ρ}}-2\mathrm{gh}}---\left(1\right)$

其中，所述B为活塞漏气量，所述S为活塞气体流动截面积，所述C为常数，所述P为所述活塞气体压强，所述ρ为气体密度，所述g为重力加速度，所述h为所述气压传感器与地面之间的高度，所述地面为汽车轮胎接触的地面。

再例如，如果所述气压传感器包括第一气压传感器和第二气压传感器，则所述活塞漏气量根据公式(2)进行确定：

$B=S_1{S}_2\sqrt{\frac{2\mathrm{\ρg}(h_2-h_1)+2(P_2-P_1)}{\mathrm{\ρ}(S_2^2-S_1^2)}}---\left(2\right)$

其中，所述B为活塞漏气量，所述P₁为所述第一气压传感器检测的第一活塞气体压强，所述P₂为所述第二气压传感器检测的第二活塞气体压强，所述S₁为所述第一气压传感器处的活塞气体流动截面积，所述S₁为所述第二气压传感器处的活塞气体流动截面积，所述h₁为所述第一气压传感器与地面之间的高度，所述h₂为所述第二气压传感器与地面之间的高度。

其中所述第一气压传感器与所述第二气压传感器需要设置于同一设备上，例如气缸或曲轴箱等，且优选的，这两个气压传感器设置于该设备截面积不同的地方。

步骤102：判断所述活塞漏气量是否在第一阈值范围内，如果是，则进行步骤103。

由于不同的发动机功率对应的活塞漏气量不同，所以所述第一阈值范围需要根据当前发动机的功率进行确定。本发明对如何根据发动机功率确定所述第一阈值范围不做具体限定。举例而言，可以采用根据当前发动机功率确定对应的功率区间，然后根据所述功率区间确定相应的第一阈值范围。例如当前发动机的功率为322KW，所对应的功率区间为[300KW,400KW]，所述功率区间对应的活塞漏气量为[14L/min,15L/min]，根据所述功率区间的两个端点和对应的活塞漏气量对应的两个端点确定出所述当前发动机的功率对应活塞漏气量，即在当前发动机功率下所能允许的最大活塞漏气量，然后根据所述最大活塞漏气量确定对应的阈值范围。

步骤103：进行报警。

本发明对采用何种方式进行报警不做具体限定，例如采用声音、光或声音和光结合等方式，其目的是使驾驶人员知晓。

拉缸是汽车发动机的常见故障之一。所谓“拉缸”是指气缸内壁被拉成很深的沟纹，活塞、活塞环与气缸壁摩擦时丧失密封性，从而导致气缸压缩压力降低，动力性丧失。“拉缸”如果导致可燃混合气出现下窜，曲轴箱的压力会增大，严重时会引起曲轴箱爆炸；如果导致润滑油上窜到气缸内，则会引起烧机油现象发生，从而导致排气管冒烟严重、发动机噪声异常、发动机不能正常工作甚至熄火。

本实施例根据活塞气体压强确定活塞漏气量，当所述活塞漏气量在所述第一预设范围内时进行报警，以便驾驶人员采取相应措施来避免“拉缸”现象的出现，降低了车辆的故障率。

方法实施例二：

参见图2，该图为本发明提供的一种活塞漏气预警方法实施例二示意图。

本发明实施例提供的活塞漏气预警方法包括如下步骤：

步骤201：根据能量守恒定律确定活塞气体压强对应的活塞漏气量。

步骤202：判断所述活塞漏气量是否在第一阈值范围内，如果是，则进行步骤203；如果否，则进行步骤204。

步骤203：进行报警。

步骤204：判断所述活塞漏气量是否在第二阈值范围内，如果是，则进行步骤203。

为了预防“拉缸”现象的出现，所述第一阈值范围可以为接近但不超出当前发动机的功率对应的最大活塞漏气量的范围，具体数值可以根据具体场景而定，本发明不做具体限定。当根据所述活塞气体压强对应的活塞漏气量在所述第一阈值范围内时，及时进行报警。所述报警可以采取光、声音或光和声音结合的方式，本发明不做具体限定，在本实施例中，优选采用黄色指示灯进行报警。当驾驶人员看到黄色指示灯变亮或闪烁时对活塞漏气量进行密切关注，或采取相应措施。

所述第二阈值范围可以为大于等于所述最大活塞漏气量的范围，当所述活塞气体压强对应的活塞漏气量处于所述第二阈值范围时进行报警。此时的报警方式应当与所述活塞漏气量处于所述第一阈值范围时的报警方式不同，例如采用红色指示灯变亮或闪烁的方式。一旦驾驶人员看到红色指示灯变亮或闪烁，就可以采取措施防止“拉缸”现象的出现，例如减小喷油量、限制发动机的转速和扭矩、强制发动机怠速等。

此外，所述当前发动机的功率可以通过当前发动机的转速和油门的油门开度进行获取。

本实施例根据活塞气体压强确定活塞漏气量，当所述活塞漏气量在所述第一预设范围内或第二预设范围内时进行报警，以便驾驶人员采取相应措施来避免“拉缸”现象的出现，降低了车辆的故障率。

基于以上实施例提供的一种活塞漏气预警方法，本发明实施例还提供了一种活塞漏气预警系统，下面结合附图来详细说明其工作原理。

系统实施例一：

参见图3，该图为本发明提供的一种活塞漏气预警系统实施例一示意图。

本发明实施例提供的活塞漏气预警系统包括：

气压传感器301、ECU302和第一报警装置303。

其中，所述气压传感器301与所述ECU302进行连接，所述ECU302与所述第一报警装置303进行连接。

气压传感器用于测量气体的绝对压强，其基本工作原理是采用对压强敏感的薄膜与柔性电阻器进行连接。当被测气体的压强降低或升高时，所述薄膜变形，从而改变所述柔性电阻器的阻值，根据所述阻值就可以确定气体的压强。

在实际应用中，所述气压传感器301可以安装在油气分离进气管上，也可以安装在曲轴箱或气缸盖罩等位置，本发明不做具体限定。

所述气压传感器301，用于测量活塞气体压强，并将所述活塞气体压强发送至所述ECU302。

所述ECU302，用于根据能量守恒定律确定活塞气体压强对应的活塞漏气量，并判断所述活塞漏气量是否在第一阈值范围内，如果是，则激活所述第一报警装置303。

所述第一报警装置303，用于进行报警。

所述第一阈值范围根据当前发动机的功率进行确定，本发明对如何确定当前发动机的功率不做具体限定。本实施例优选通过发动机的转速和油门的油门开度确定当前发动机的功率，所以所述活塞漏气预警系统还包括转速传感器和油门开度传感器，所述转速传感器和油门开度传感器分别与所述ECU302进行连接。所述转速传感器，用于检测发动机的转速，并将所述转速发送给所述ECU302；所述油门开度传感器，用于检测油门的油门开度，并将所述油门开度发送给所述ECU302。所述ECU302还用于根据所述转速和油门开度确定所述发动机的功率。

本实施例中所述ECU302根据所述气压传感器301发送的活塞气体压强确定活塞漏气量，当所述活塞漏气量在所述第一预设范围内时，所述第一报警装置303进行报警，以便驾驶人员采取相应措施来避免“拉缸”现象的出现，降低了车辆的故障率。

系统实施例二：

参见图4，该图为本发明提供的一种活塞漏气预警系统实施例二示意图。

本发明实施例提供的活塞漏气预警系统中，所述气压传感器301包括第一气压传感器3011和第二气压传感器3012，所述第一气压传感器3011和第二气压传感器3012分别与所述ECU302进行连接。

所述第一气压传感器3011，用于检测第一活塞气体压强，并将所述第一活塞气体压强发送给所述ECU302；

所述第二气压传感器3012，用于检测第二活塞气体压强，并将所述第二活塞气体压强发送给所述ECU302；

所述ECU302用于根据能量守恒定律确定活塞气体压强对应的活塞漏气量具体为：

所述ECU302用于根据能量守恒定律确定第一活塞气体压强和第二活塞气体压强对应的活塞漏气量。具体的，所述活塞漏气量根据上述公式(2)进行确定。

此外，本实施例中的所述活塞漏气预警系统还包括第二报警装置304，所述第二报警装置304和所述ECU302进行连接；

当所述ECU302判断出所述活塞漏气量没有在所述第一阈值范围内时，所述ECU302还用于，判断所述活塞漏气量是否在第二阈值范围内，如果是，则激活所述第二报警装置304；

所述第二报警装置304，用于进行报警，且所采用的报警方式与所述第一报警装置采用的报警方式不同。

为了预防“拉缸”现象的出现，所述第一阈值范围可以为接近当前发动机的功率对应的最大活塞漏气量的范围，当所述ECU302判断出所述活塞气体压强对应的活塞漏气量在所述第一阈值范围内时，所述第一报警装置303进行报警。所述第一报警装置303可以为指示灯、蜂鸣器等报警设备，本发明不做具体限定，在本实施例中，优选采用黄色指示灯进行报警。当驾驶人员看到黄色指示灯变亮或闪烁时对活塞漏气量进行密切关注，或采取相应措施。

所述第二阈值范围可以为大于等于所述最大活塞漏气量的范围，当所述ECU302判断出所述活塞气体压强对应的活塞漏气量处于所述第二阈值范围时，所述第二报警装置304进行报警。所述第二报警装置304可以为指示灯、蜂鸣器等报警设备，本发明不做具体限定，但是所述第二报警装置304的报警方式应当与所述第一报警装置303的报警方式不同，例如所述第二报警装置304采用红色指示灯变亮或闪烁的方式。一旦驾驶人员看到红色指示灯变亮或闪烁，就可以采取措施防止“拉缸”现象的出现，例如减小喷油量、限制发动机的转速和扭矩、强制发动机怠速等。

需要注意的是，所述减少喷油量、限制发动机的转速和扭矩、强制发动机怠速等动作可以在所述ECU302判断出所述活塞漏气量在所述第一阈值范围或所述第二阈值范围时直接向相应设备发送信号来执行，而不需要等到所述第一报警装置303或所述第二报警装置304报警后再由驾驶人员进行控制执行，从而提高故障处理效率。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述得比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。以上所描述的系统实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元及模块可以是或者也可以不是物理上分开的。另外，还可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元和模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。

以上所述仅是本发明的具体实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种活塞漏气预警方法，其特征在于，所述方法包括：

根据能量守恒定律确定活塞气体压强对应的活塞漏气量；

判断所述活塞漏气量是否在第一阈值范围内，其中，所述第一阈值范围根据当前发动机的功率进行确定；

如果是，则进行报警。

2.根据权利要求1所述的活塞漏气预警方法，其特征在于，所述根据能量守恒定律确定活塞气体压强对应的活塞漏气量具体为：

$B=S\sqrt{\frac{2(C-P)}{\mathrm{\ρ}}-2\mathrm{gh}}$

其中，所述B为活塞漏气量，所述S为活塞气体流动截面积，所述C为常数，所述P为所述活塞气体压强，所述活塞气体压强由气压传感器获取，所述ρ为气体密度，所述g为重力加速度，所述h为所述气压传感器与地面之间的高度，所述地面为汽车轮胎接触的地面。

3.根据权利要求1所述的活塞漏气预警方法，其特征在于，所述活塞气体压强包括第一活塞气体压强和第二活塞气体压强；

所述根据能量守恒定律确定活塞气体压强对应的活塞漏气量具体为：

$B=S_1{S}_2\sqrt{\frac{2\mathrm{\ρg}(h_2-h_2)+2(P_2-P_1)}{\mathrm{\ρ}(S_2^2-S_1^2)}}$

其中，所述B为活塞漏气量，所述P₁为所述第一活塞气体压强，所述第一活塞气体压强由第一气压传感器获取，所述P₂为所述第二活塞气体压强，所述第二活塞气体压强由第二气压传感器获取，所述S₁为所述第一气压传感器处的活塞气体流动截面积，所述S₁为所述第二气压传感器处的活塞气体流动截面积，所述h₁为所述第一气压传感器与地面之间的高度，所述h₂为所述第二气压传感器与地面之间的高度，所述地面为汽车轮胎接触的地面。

4.根据权利要求1所述的活塞漏气预警方法，其特征在于，所述当前发动机的功率根据当前发动机的转速和油门的油门开度进行确定。

5.根据权利要求1所述的活塞漏气预警方法，其特征在于，当所述活塞漏气量没有在所述第一阈值范围内时，所述方法还包括：

判断所述活塞漏气量是否在第二阈值范围内，如果是，则进行报警，其中所述第二阈值范围根据所述发动机的功率进行确定。

6.根据权利要求1所述的活塞漏气预警方法，其特征在于，所述方法还包括：

降低发动机的喷油量、强制发动机怠速和/或限制发动机的转速和扭矩。

7.一种活塞漏气预警系统，其特征在于，所述系统包括：气压传感器、ECU和第一报警装置；

其中，所述气压传感器与所述ECU进行连接，所述ECU与所述第一报警装置进行连接；

所述气压传感器，用于测量活塞气体压强，并将所述活塞气体压强发送至所述ECU；

所述ECU，用于根据能量守恒定律确定活塞气体压强对应的活塞漏气量，并判断所述活塞漏气量是否在第一阈值范围内，如果是，则激活所述第一报警装置，其中所述第一阈值范围根据当前发动机的功率进行确定；

所述第一报警装置，用于进行报警。

8.根据权利要求7所述的活塞漏气预警系统，其特征在于，所述系统还包括第二报警装置，所述第二报警装置和所述ECU进行连接；

当所述ECU判断出所述活塞漏气量没有在所述第一阈值范围内时，所述ECU还用于，判断所述活塞漏气量是否在第二阈值范围内，如果是，则激活所述第二报警装置，其中所述第二阈值范围根据所述发动机的功率进行确定；

所述第二报警装置，用于进行报警，且所采用的报警方式与所述第一报警装置采用的报警方式不同。

9.根据权利要求7所述的活塞漏气预警系统，其特征在于，所述气压传感器包括第一气压传感器和第二气压传感器，所述第一气压传感器和第二气压传感器分别于所述ECU进行连接。

所述第一气压传感器，用于检测第一活塞气体压强，并将所述第一活塞气体压强发送给所述ECU；

所述第二气压传感器，用于检测第二活塞气体压强，并将所述第二活塞气体压强发送给所述ECU；

所述ECU用于根据能量守恒定律确定活塞气体压强对应的活塞漏气量具体为：

所述ECU用于根据能量守恒定律确定第一活塞气体压强和第二活塞气体压强对应的活塞漏气量。

10.根据权利要求7所述的活塞漏气预警系统，其特征在于，所述系统还包括：转速传感器和油门开度传感器；

其中，所述转速传感器和油门开度传感器分别与所述ECU进行连接；

所述转速传感器，用于检测发动机的转速，并将所述转速发送给所述ECU；

所述油门开度传感器，用于检测油门的油门开度，并将所述油门开度发送给所述ECU；

所述ECU，还用于根据所述转速和油门开度确定所述发动机的功率。