RU1814041C - Способ регистрации детонации в цилиндре двигател внутреннего сгорани и устройство дл его осуществлени - Google Patents

Abstract

Использование: электронные системы управлени  моментом опережени  зажигани  в ДВС. Изобретение позвол ет повысить достоверность регистрации детонации за счет того, что информацию, о ней получают непосредственно из камеры сгорани . Сущность изобретени : датчик детонации размещают внутри цилиндра, на электроды датчика одновременно с импульсом зажигзни  подают серию импульсов высокого напр жени  специальной формы, при этом длительность серии равна времени сгорани  топлива в цилиндре tcr, а амплитуда импульсов удовлетвор ют условию , где Ui, U2 - напр жение пробо  межэлектродного промежутка при нормальном давлении и при максимальном давлении продуктов сгорани  соответственно, и по истечении времени (0,1-0,5)tCr регистрируют наличие детонации по отсутствию пробо  и наоборот. Устройство, реализующее способ, отличаетс  тем; что содержит генератор , вырабатывающий импульсы высокого напр жени  специальной формы, попадающие затем на вход схемы подключени  и на первый вход схемы регистрации, с выхода схемы подключени  - на датчик и на второй вход схемы регистрации, где через врем . (0,1-0,5) tcr фиксируют фазу детонации . В качестве датчика детонации используют свечу зажигани . 2 с. п. ф-лы, 3 ил. со

Description

Изобретение относитс  к способам регистрации детонации в двигател х внутрен- него сгорани  (ДВС) с искровым зажиганием, а также устройствам, содержащим датчик давлени , комбинированный с системой зажигани  ДВС, и может быть использовано дл  управлени , моментом опережени  зажигани .

Цель изобретени  - упрощение способа за счет того, что фиксируетс  только наличие или отсутствие пробо  межэлектродного зазора свечи датчика зажигани  при отсутствии или наличии детонации.

Цель второго независимого изобретени  -упрощение устройства за счет упрощени  схемы регистрации и ее св зи со схемой подключени .

На фиг. 1 показаны кривые нарастани  давлени  в камере сгорани  1 - без детонации , 2-е детонацией части топливного зар да , 3-е детонацией всего топливного зар да (дл  удобства иллюстрации процессов горени  кривые представлены в кусочно-линейной аппроксимации).

На фиг. 2 показана зависимость напр жени  на электродах датчика, при этом сплошна  лини  соответствует 1, сплошна  - пунктирна  - (2), сплошна  - штрихпунк- тирна  -- пунктирна  3 фиг. 1.

На фиг. 3 показана блок-схема устройства дл  регистрации детонации.

На примере ЛВС ВА32101 с рабочим объемом 1200 см способ реализуетс  следующим образом.

На датчик, представл ющий собой два электрода с фиксированным промежутком между ними, размещенный в камере сгорани  цилиндра, одновременно с импульсом зажигани  подают серию импульсов (а именно, 4 импульса противоположной пол рности ) высокого напр жени , например, в виде синусоиды.

Амплитуду импульсов устанавливают большей величины напр жени  пробо , соответствующего давлению в камере сгорани  в начале воспламенени  смеси и меньшей величины пробо  межэлектродного промежутка, соответствующей максимальному давлению в камере сгорани , а именно, 18-20 кВ при межэлектродном промежутке 0,6 мм. Обща  длительность импульсов составл ла 1 мс, что приблизительно равно времени нормального горени  tcr, топлива в камере сгорани  цилиндра ДВС. Характер изменени  напр жени  на электродах определ ли с помощью схемы регистрации. Благодар  тому, что сери  импульсов подавалась одновременно с импульсом зажигани , то начало процесса воспламенени  смеси было совмещено с подачей напр жени  на датчик. При бездетонационном горении (крива  1 на фиг. 1) скорость нарастани  давлени  в камере сгорани  до максимального составл ла около 20 атм/мс, а если учестцчто в момент зажигани  предварительное сжатие в цилиндре Рнач. пор дка 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 (сплошна  лини ) предпробойное.напр жение l/предпр. и пробивное напр жение Unp. с каждым импульсом нарастает, и уже к моменту прихода третьего импульса, т. е. ко времени, составл ющему 0,5 tcr. давление в цилиндре дости- гает такой величины, что пробо  не наступает, что можно наблюдать по отсутствию на третьем и четвертом импульсах Unp., т. е. полки, характерной дл  искры. При воспламенении топлива со значительным опережением картина измен етс , и уже к моменту прихода второго импульса пробо  не наступает (см. фиг. 2 сплошна  и пунктирна  линии), а т. к. очевидно, что скорость нарастани  давлени  при горении составл ет более hfcJ . r (крива  2 на фиг. 1), то это

U|O СМ

соответствует детонации около 50% топливного зар да, Если продолжать увеличивать опережение, можно добитьс  характера процесса горени , в результате которого наблюдалась картина, изображенна  на фиг. 2 (сплошна , штрихпунктирна  и пунктирна  линии), где увеличение пробивного напр - жени  вплоть до срыва искры уже первого импульса отображает скорость изменени 

20 атм давлени  при горении пор дка -/гт-г-, что

и, f СМ

соответствует почти полкой детонации топливного зар да (крива  3 фиг. 1), т. е. нарастание давлени  в камере сгорани  за врем  пор дка 0,1 tcr. Такой характер протекани  горени  авторы наблюдали и при изменении октанового числа топлива в сторону уменьшени , например, если вместо бензина АН-93, с которым проводилс  эксперимент в случае, изображенном на

фиг. 2, использовать бензин А-76. Таким образом, предлагаемый авторами способ позвол ет регистрировать не только нали- чие .детонации в цилиндре ДВС, но и фазы возникновени  детонации, т. е. позвол ет

установить, какой процент объема топлива детонирует.

Устройство дл  регистрации детонации содержит генератор импульсов 1 специальной формы высокого напр жени , его выход

соединен со схемой подключени  2 в виде трансформатора и с первым входом схемы регистрации 3 в виде компаратора, выход схемы подключени  2 соединен со вторым входом схемы регистрации 3 и с датчиком

детонации 4, в виде свечи зажигани , причем схема регистрации 3 выполнена в виде компаратора.

Устройство работает следующим образом .

Импульсы высокого напр жени  и нормированной длительности вырабатываютс  генератором 1, попадают на вход схемы подключени  2 и на первый вход схемы регистрации 3. С выхода схемы подключени 

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

В случае нормального процесса горени  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 серии и присутствующих на входе схемы 2 первой и второй амплитудам на выходе схемы 2.

в случае горени  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

входе схемы 2 первой амплитуде на выходе схемы 2.

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

Таким образом благодар  наличию компаратора и его св зи со схемой подключени  достигаетс  упрощение устройства.

Форму л а изо б ре тени  

1. Способ регистрации детонации в цилиндре двигател  внутреннего сгорани ,заключающийс  в том, чтр во врем  сгорани  топливной смеси подают серию импульсов напр жени  на электроды датчика, размещенного в камере сгорани  цилиндра, и с помощью схемы регистрации определ ют характер изменени  напр жени  на электродах , отличающийс  тем, что, с целью его упрощени , амплитуду подаваемых импульсов устанавливают большей величины напр жени  пробо  межэлектродного промежутка датчика, соответствующей давлению в камере сгорани  в начале воспламенени  смеси, и меньшей величины напр жени  пробо  межэлектродного промежутка датчика, соответствующей давлению в камере сгорани  в начале воспламенени  смеси, и меньшей величины напр жени  пробо  межэлектродного промежутка , соответствующей максимальному давлению в камере сгорани , при этом после начала подачи импульсов в течение промежутка времени, равного (0,1-0,5) tcr, где tcr врем  сгорани  топлива, по характеру изменени  напр жени  на электродах датчика фиксируют наличие пробоев межэлектродного промежутка.

2. Устройство дл  регистрации детонации в цилиндре двигател  внутреннего сгорани , содержащее датчик, выполненный в виде свечи зажигани , схему подключени , генератор импульсов, соединенный с электродами датчика через схему подключени , и схему регистрации, одним выводом соединенную с выходом схемы подключени , о т- личающеес  тем, что, с целью упрощени  его конструкции, второй вывод схемы регистрации соединен с входом схемы подключени , причем схема регистрации выполнена в виде компаратора.

(Я 02 05 М OS Oo 07 08 09 1

t«

$ИГ. I

5 /

1

3

73-л 1

L -f- J