RU2182251C1 - Device for diagnosis of quality of internal combustion engine mixture - Google Patents
Device for diagnosis of quality of internal combustion engine mixture Download PDFInfo
- Publication number
- RU2182251C1 RU2182251C1 RU2000127834A RU2000127834A RU2182251C1 RU 2182251 C1 RU2182251 C1 RU 2182251C1 RU 2000127834 A RU2000127834 A RU 2000127834A RU 2000127834 A RU2000127834 A RU 2000127834A RU 2182251 C1 RU2182251 C1 RU 2182251C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- indicator
- quality
- optical filter
- mixture
- measuring unit
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Investigating, Analyzing Materials By Fluorescence Or Luminescence (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области диагностического оборудования, которое может быть использовано для регулирования качества топливовоздушной смеси двигателей внутреннего сгорания (ДВС) с воспламенением от внешнего источника - свечи зажигания. А именно к устройствам для наблюдения и контроля процесса сгорания топлива в цилиндрах поршневых ДВС. Изобретение может применяться также для оценки качества распыливания топлива форсунками при производстве и исследованиях топливовпрыскивающей аппаратуры. The invention relates to the field of diagnostic equipment, which can be used to control the quality of the air-fuel mixture of internal combustion engines (ICE) with ignition from an external source - spark plugs. Namely, to devices for observing and controlling the process of fuel combustion in the cylinders of piston ICEs. The invention can also be used to assess the quality of fuel atomization by nozzles in the manufacture and research of fuel-spraying equipment.
Известно устройство для диагностики качества смеси карбюраторного двигателя внутреннего сгорания (Патент РФ 2057968, МПК 6 F 02 M 65/00, 19/01, 10.04.96 г.). К впускному коллектору данного устройства подсоединен измерительный коллектор, в котором последовательно установлены жиклер, форсунка, термопара, свеча зажигания. За свечой зажигания установлено устройство оптического наблюдения, состоящее из окна и волоконно-оптического световода. В данном устройстве по наблюдаемой температуре или яркости пламени горения смеси в измерительном коллекторе производится диагностика качества смеси. Недостатком данного устройства является его сложность, а также недостаточная достоверность оценки качества смеси, поскольку качество смеси оценивается только по ее части, отбираемой измерительным коллектором из впускного коллектора. A device is known for diagnosing the quality of a mixture of a carburetor internal combustion engine (RF Patent 2057968, IPC 6 F 02 M 65/00, 19/01, 04/10/96). A measuring manifold is connected to the intake manifold of this device, in which a nozzle, nozzle, thermocouple, and spark plug are installed in series. Behind the spark plug there is an optical observation device consisting of a window and a fiber optic fiber. In this device, according to the observed temperature or brightness of the flame of the mixture in the measuring manifold, the quality of the mixture is diagnosed. The disadvantage of this device is its complexity, as well as the lack of reliability of assessing the quality of the mixture, since the quality of the mixture is evaluated only by its part, selected by the measuring manifold from the intake manifold.
Известно устройство - индикатор качества смеси (А.С. СССР 1238185, МПК Н 01 Т 13/00, 1984 г.), содержащее пустотелый корпус, в нижнюю часть которого вставлена свеча-индикатор, а к торцу верхней части шарнирно прикреплено металлическое зеркало. Основным недостатком данного устройства является субъективность результатов визуальной регулировки. A device is known - an indicator of the quality of the mixture (AS USSR 1238185, IPC N 01
Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство для контроля процесса сгорания (А.С. 1769282, МПК Н 01 Т 13/48, 15.10.92 г.), содержащее пустотелый корпус с приливом в средней части, с закрепленным проводом, подводящим ток высокого напряжения к вставленной в нижнюю часть корпуса свече-индикатору, в которой установлено стеклянное окно для передачи светового сигнала. Последовательно установленные в верхней части корпуса оптический фильтр со спектральной полосой пропускания в диапазоне длин волн 480-510 нм (соответствует голубому цвету) и фоточувствительный элемент, связанный проводом с измерительным блоком, который состоит из последовательно соединенных формирователя импульсов, интегратора и индикатора. Closest to the invention in technical essence is a device for controlling the combustion process (A.S. 1769282, IPC N 01
Устройство для контроля процесса сгорания позволяет при прочих неизменных характеристиках по сравнению с известными устройствами аналогичного назначения повысить точность измерений за счет замены визуального способа оценки цвета пламени на инструментальный - по величине силы фототока. Однако применение оптического фильтра с полосой пропускания в диапазоне длин волн - 480-510 нм не позволяет связать эффективность процесса сгорания топлива с интенсивностью излучения, так как в этом диапазоне фон сплошного спектра сажи достаточно силен и подавляет излучение радикала С2. Поэтому прибор фиксирует в основном голубое излучение сажи, а не излучение голубой полосы радикала С2, по интенсивности излучения которого действительно можно судить об эффективности процесса сгорания. Кроме того, интегрирование сигнала в формирователе импульсов, необходимое для использования стрелочного прибора постоянного тока, позволяет измерить лишь площадь под кривой импульсов, а не их амплитуду, что не позволяет обеспечить однозначность регулирования качества топливовоздушной смеси, так как импульсы разной амплитуды могут иметь одинаковую площадь.The device for controlling the combustion process allows, with other constant characteristics, compared with known devices of a similar purpose, to increase the accuracy of measurements by replacing the visual method of evaluating the color of the flame with the instrumental one - by the magnitude of the photocurrent strength. However, the use of an optical filter with a passband in the wavelength range of 480-510 nm does not allow us to relate the efficiency of the fuel combustion process to the radiation intensity, since in this range the background of the continuous spectrum of soot is strong enough and suppresses the radiation of the C 2 radical. Therefore, the device mainly captures the blue emission of soot, and not the emission of the blue band of the C 2 radical, from the emission intensity of which one can really judge the efficiency of the combustion process. In addition, the integration of the signal in the pulse shaper, which is necessary for using a pointer DC device, allows you to measure only the area under the pulse curve, and not their amplitude, which does not allow for unambiguous control of the quality of the air-fuel mixture, since pulses of different amplitudes can have the same area.
Задачей изобретения является повышение точности диагностики качества топливной смеси и обеспечение однозначности регулирования качества топливовоздушной смеси. The objective of the invention is to improve the accuracy of diagnosis of the quality of the fuel mixture and to ensure the uniqueness of regulation of the quality of the air-fuel mixture.
Поставленная задача достигается тем, что в устройстве, содержащем полый корпус с размещенными в нем модифицированной свечой-индикатором с прозрачным окном, оптическим фильтром и фоточувствительным элементом, подключенным к измерительному блоку, содержащему модуль формирования импульсов и индикатор, модифицированная свеча-индикатор снабжена кварцевым стеклом для пропускания ультрафиолетового излучения, а оптический фильтр выполнен со спектральной полосой пропускания длин волн 306-340 нм (ультрафиолетовая область). При этом в измерительном блоке выход модуля формирования импульсов соединен с входом модуля запоминания амплитуд импульсов, выход которого подключен к индикатору. The problem is achieved in that in a device containing a hollow body with a modified indicator candle with a transparent window, an optical filter and a photosensitive element connected to a measuring unit containing a pulse generation module and indicator, the modified indicator candle is equipped with quartz glass for transmission of ultraviolet radiation, and the optical filter is made with a spectral bandwidth of wavelengths 306-340 nm (ultraviolet region). Moreover, in the measuring unit, the output of the pulse forming module is connected to the input of the pulse amplitude storage module, the output of which is connected to the indicator.
Оптический фильтр выполняют в виде прозрачного элемента и нанесенного на его торец, обращенного к фоточувствительному элементу многослойного интерференционного покрытия, состоящего из двух четвертьволновых слоев серебра и находящегося между ними четвертьволнового слоя фтористого магния. The optical filter is made in the form of a transparent element and deposited on its end, facing the photosensitive element of the multilayer interference coating, consisting of two quarter-wave layers of silver and a quarter-wave layer of magnesium fluoride between them.
На фиг.1 изображено устройство для диагностики качества смеси ДВС. Figure 1 shows a device for diagnosing the quality of a mixture of internal combustion engines.
На фиг.2 изображен пример схемы измерительного блока. Figure 2 shows an example circuit of the measuring unit.
Устройство для диагностики качества смеси двигателя внутреннего сгорания с воспламенением от свечи зажигания содержит пустотелый корпус 1 с приливом 2 в средней части, в котором закреплен провод 3, подводящий ток высокого напряжения к модифицированной свече-индикатору 4, окно которого снабжено кварцевым стеклом 5. Модифицированная свеча-индикатор 5 установлена в головке блока цилиндров 6. В верхней части корпуса 1 последовательно установлены оптический фильтр 7 и фоточувствительный элемент 8, электрически связанный с клеммой "+" аккумуляторной батареи (АКБ) проводом "А" и через разъем "а" с измерительным блоком 9. Измерительный блок 9 состоит из модуля формирования импульсов 10, связанного с клеммой "-" АКБ через разъем "b", модуля запоминания амплитуды импульсов 11, вход которого связан с выходом модуля формирования импульсов 10, и индикатора 12, связанного через разъемы "с" и "d" с модулем запоминания амплитуды импульсов 11. A device for diagnosing the quality of a mixture of an internal combustion engine ignited by a spark plug contains a hollow body 1 with a tide 2 in the middle part, in which a wire 3 is fixed, supplying a high voltage current to a modified candle indicator 4, the window of which is equipped with quartz glass 5. Modified candle indicator 5 is installed in the cylinder head 6. In the upper part of the housing 1, an optical filter 7 and a photosensitive element 8 are connected in series, electrically connected to the “+” terminal battery (battery) with wire “A” and through connector “a” with measuring unit 9. Measuring unit 9 consists of a
Устройство для диагностики качества смеси двигателя внутреннего сгорания с воспламенением от свечи зажигания работает следующим образом. A device for diagnosing the quality of a mixture of an internal combustion engine ignited by a spark plug works as follows.
Предварительно модифицированную свечу-индикатор 4 вворачивают в головку блока цилиндров 6 вместо штатной свечи зажигания и на нее надевают корпус 1. Провод высокого напряжения штатной системы зажигания надевают на провод 3, закрепленный в приливе 2. Провод "А" подключают к клемме "+" АКБ автомобиля, а измерительный блок 8 подключают к клемме "-" АКБ через разъем "b". The pre-modified indicator candle 4 is screwed into the cylinder head 6 instead of the standard spark plug and the housing 1 is put on it. The high-voltage wire of the standard ignition system is put on the wire 3 fixed in the tide 2. Wire "A" is connected to the terminal "+" of the battery vehicle, and the measuring unit 8 is connected to the terminal "-" of the battery through the connector "b".
Таким образом, устройство готово к работе. Thus, the device is ready for use.
Регулировку и диагностику качества смеси осуществляют следующим образом. Adjustment and diagnosis of the quality of the mixture is as follows.
а) Запускается ДВС. По изменению яркости горения в блоке цилиндров 6 топливной смеси, воспламеняемой от модифицированной свечи-индикатора 4, производят оценку ее качества. a) ICE starts. By changing the brightness of combustion in the cylinder block 6 of the fuel mixture ignited from the modified indicator candle 4, its quality is evaluated.
При этом световой сигнал процесса горения передается через кварцевое стекло 5 и светофильтр 7 на фоточувствительный элемент 8, преобразующий световой сигнал в электрический, который затем передается на разъем "а" измерительного блока 9. In this case, the light signal of the combustion process is transmitted through quartz glass 5 and the light filter 7 to the photosensitive element 8, which converts the light signal into an electric signal, which is then transmitted to connector “a” of the measuring unit 9.
Поступающие электрические сигналы обрабатываются модулем формирования импульсов 10 и модулем запоминания амплитуды импульсов 11 таким образом, что напряжение тока на разъемах "с" и "d", контролируемое индикатором 12, пропорционально амплитуде этого сигнала. The incoming electrical signals are processed by the
б) Штатными средствами регулировки количества смеси устанавливают номинальное значение частоты вращения коленчатого вала двигателя на холостом ходу. b) Regular means of adjusting the amount of the mixture set the nominal value of the engine speed at idle.
в) Штатными средствами регулировки качества смеси устанавливают максимальное значение показателя индикатора 12. c) Established means of adjusting the quality of the mixture establish the maximum value of
г) При отклонении частоты вращения коленчатого вала двигателя на холостом ходу от номинального выполняют действия с п. б). d) When the engine speed of the engine deviates at idle from the nominal, perform the actions from item b).
д) При изменении показаний индикатора 12 повторяют регулировку качества смеси в соответствии с п. в). d) When changing the readings of
Таким образом, при достижении максимального показателя индикатора 12 регулировку качества смеси заканчивают. После диагностики и регулировки качества топливной смеси выворачивают модифицированную свечу-индикатор 4 и возвращают на место штатную свечу зажигания. Thus, upon reaching the
Измерительный блок устройства может быть выполнен, например, как показано на фиг.2. Выход модуля формирования импульсов 10, образованного резистором 13, подключенного к фоточувствительному элементу 8, соединен с входом модуля запоминания импульсов 11. Модуль запоминания импульсов 11 образован конденсатором 14 (являющимся запоминающим элементом), подключенным к резистору 13 через диод 15, препятствующий его разряду. Переменный резистор 16, подключенный параллельно конденсатору 14, обеспечивает настройку индикатора 12. Предварительная настройка тока разряда конденсатора 14 необходима для запоминания амплитуды импульсов при уменьшении сигнала в процессе регулирования качества топливовоздушной смеси. Для контролирования падения напряжения на конденсаторе 14, пропорционального мощности светового сигнала, поступающего через окно 5 модифицированной свечи-индикатора 4 в процессе регулирования качества топливовоздушной смеси, последний через разъемы "с" и "d" связан с индикатором 12, в качестве которого может быть использован вольтметр. The measuring unit of the device can be performed, for example, as shown in figure 2. The output of the
Снабжение окна 5 модифицированной свечи-индикатора 4 кварцевым стеклом позволяет снимать световой сигнал горения диагностируемой топливной смеси в ультрафиолетовой области. The supply of window 5 of the modified indicator candle 4 with quartz glass allows you to record the light signal of combustion of the diagnosed fuel mixture in the ultraviolet region.
Выполнение оптического фильтра 7 в виде нанесенного на торец прозрачного элемента многослойного интерференционного покрытия, состоящего из двух четвертьволновых слоев серебра, и находящегося между ними четвертьволнового слоя фтористого магния позволяет сформировать его область спектральной чувствительности, лежащую в диапазоне длин волн 306-340 нм. Снабжение же устройства оптическим фильтром с полосой пропускания в диапазоне длин волн 306-340 нм позволяет из сплошного спектра излучения горения топливной смеси выделять излучения радикала С2. Оценка процесса горения диагностируемой топливной смеси по интенсивности излучения голубой полосы радикала С2 позволяет наиболее достоверно оценить эффективность процесса горения и, соответственно, наиболее точно оценить качество топливной смеси.The implementation of the optical filter 7 in the form of a transparent element of a multilayer interference coating deposited on the end face, consisting of two quarter-wave layers of silver, and a quarter-wave layer of magnesium fluoride located between them makes it possible to form its spectral sensitivity region lying in the wavelength range of 306-340 nm. Equipping the device with an optical filter with a passband in the wavelength range of 306-340 nm allows the emission of C 2 radical from the continuous spectrum of the radiation of combustion of the fuel mixture. Evaluation of the combustion process of the diagnosed fuel mixture by the radiation intensity of the blue band of the C 2 radical allows the most reliable assessment of the efficiency of the combustion process and, accordingly, the most accurate assessment of the quality of the fuel mixture.
Регулирование и диагностика качества смеси по величине амплитуды импульса интенсивности излучения в диапазоне длин волн 306-340 нм (ультрафиолетовая область) позволяют исключить влияние на оценку качества горения топливной смеси горения сажи, что позволяет повысить точность диагностики качества топливной смеси. Regulation and diagnostics of the quality of the mixture by the magnitude of the amplitude of the radiation intensity pulse in the wavelength range of 306-340 nm (ultraviolet region) make it possible to exclude the influence of soot combustion on the assessment of the quality of combustion of the fuel mixture, which makes it possible to improve the accuracy of diagnostics of the quality of the fuel mixture.
Применение предложенного устройства позволит повысить точность и обеспечить однозначность регулирования качества смеси. The application of the proposed device will improve accuracy and ensure the uniqueness of regulation of the quality of the mixture.
Этот эффект достигается применением в модифицированной свече-индикаторе кварцевого стекла, прозрачного для ультрафиолетового излучения, в комплексе с оптическим фильтром, имеющим максимум пропускания в диапазоне длин волн 306-340 нм (ультрафиолетовая область), а также измерительного блока, снабженного модулем запоминания амплитуды электрических импульсов, пропорциональных амплитуде импульсов светового излучения диагностируемой топливной смеси. This effect is achieved by using quartz glass transparent to ultraviolet radiation in a modified candle indicator, in combination with an optical filter having a maximum transmission in the wavelength range of 306-340 nm (ultraviolet region), as well as a measuring unit equipped with an electric pulse amplitude memory module proportional to the amplitude of the light pulses of the diagnosed fuel mixture.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2000127834A RU2182251C1 (en) | 2000-11-08 | 2000-11-08 | Device for diagnosis of quality of internal combustion engine mixture |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2000127834A RU2182251C1 (en) | 2000-11-08 | 2000-11-08 | Device for diagnosis of quality of internal combustion engine mixture |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2182251C1 true RU2182251C1 (en) | 2002-05-10 |
RU2000127834A RU2000127834A (en) | 2002-10-27 |
Family
ID=20241812
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2000127834A RU2182251C1 (en) | 2000-11-08 | 2000-11-08 | Device for diagnosis of quality of internal combustion engine mixture |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2182251C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2450146C2 (en) * | 2006-08-21 | 2012-05-10 | Спзх | Method for protecting automotive engine transmission in running on low-grade fuel |
-
2000
- 2000-11-08 RU RU2000127834A patent/RU2182251C1/en active
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2450146C2 (en) * | 2006-08-21 | 2012-05-10 | Спзх | Method for protecting automotive engine transmission in running on low-grade fuel |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Joshi et al. | Laser-induced breakdown spectroscopy for in-cylinder equivalence ratio measurements in laser-ignited natural gas engines | |
US5186146A (en) | Combustion evaluation apparatus and combustion controller | |
JPH03503921A (en) | How to operate an engine and measure certain operating parameters | |
Ohyama et al. | Study on mixture formation and ignition process in spark ignition engine using optical combustion sensor | |
RU2182251C1 (en) | Device for diagnosis of quality of internal combustion engine mixture | |
Hildenbrand et al. | Measurements and simulation of in-cylinder UV-absorption in spark ignition and Diesel engines | |
JPH07505694A (en) | Device for detecting engine parameters of internal combustion engines | |
Spicher et al. | Application of a new optical fiber technique for flame propagation diagnostics in IC engines | |
RU18190U1 (en) | DEVICE FOR DIAGNOSTIC OF QUALITY OF THE MIXTURE OF THE INTERNAL COMBUSTION ENGINE | |
JPH07508582A (en) | Light emitting state detection device for internal combustion engine, engine operating method and temperature detection method | |
GB2098756A (en) | Fibre optic vehicle control arrangements and methods | |
CN111271202B (en) | High-pressure spraying characteristic test system under high-temperature and high-back pressure | |
Geiser et al. | Combustion control with the optical fibre fitted production spark plug | |
Nagase et al. | A study of NOx generation mechanism in diesel exhaust gas | |
CN111636989B (en) | Measuring device for ignition and combustion lag period of jet spray at high and low temperatures | |
CN112945935B (en) | Spray local equivalence ratio measuring system and method based on laser-induced breakdown spectroscopy | |
Nagase et al. | An investigation of combustion in internal combustion engines by means of optical fibers | |
Shakal et al. | Imaging and Spatially Resolved Two-Color Temperature Measurements Through a Coherent Fiberoptic: Observation of Auxiliary Fuel Injection Effects on Combustion in a Two-Stroke DI Diesel | |
US6882418B1 (en) | Device for monitoring the combustion processes occurring in the combustion chamber of an internal combustion engine | |
Gessenhardt et al. | Hybrid endoscopes for laser-based imaging diagnostics in IC engines | |
JPS6123928A (en) | Spectral analyzing device for combustion flame using optical fiber | |
Corcione et al. | Evaluation of Knocking Combustion by an Ion Current System and Optical Diagnostics of Radical Species (SI Engines, Combustion Diagnostics) | |
Witze | In-cylinder diagnostics for production spark ignition engines | |
JPS61210918A (en) | Spectrochemical analyzing method for combustion flame of reciprocating internal-combustion engine | |
Stark et al. | 7.4 High Frequency Plasma Enhancement of a Conven-tional Spark Ignition System to Extend the Operating Range of a Modern Mass-Production Engine |