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

) 23 22 РАЦИИ ДЕТОНАЦИИ АТЕЛЯ ВНУТРЕННЕТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО электрон м опереж ение поз егистрац ормацию,из каме ия: датчи илиндра, о с импул ные системы ения зажигаволяет повыии детонации о ней получары сгорания, к детонации на электроды ьсом зажигази со схемой трации ния схемы регисподключения,На фиг, 1 идавления в камции, 2 - с детонряда, 3 - с дезаряда (для удосов горения крно-линейной ап женля сплош- пункт тирная ОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕЕДОМСТВО СССРОСПАТЕНТСССР)(54) СПОСОБ РЕГИСВ ЦИЛИНДРЕ ДВИГО СГОРАНИЯ И УСОСУЩЕСТВЛЕНИЯ(57) Использование:управления моментония в ДВС. Изобретсить достоверность рза счет того, что инфют непосредственноСущность изобретенразмещают внутри цдатчика одновременн Изобретение относится к способам регистрации детонации в двигателях внутреннего сгорания (ДВ 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 упрощения подают серию импульсов высокого напряжения специальной формы, при этом длительность серии равна времени сгорания топлива в цилиндре тсо а амплитуда импульсов удовлетворяют условию 01 А 02, где ).)1, 02 - напряжение пробоя межэлектродного промежутка при нормальном давлении и пои максимальном давлении продуктов сгорания соответственно, и по истечении времени (0,1 - 0,5) туг регис 1 рируют 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 воемя (0,1-0,5) тсг Фиксируют фазу детонации, В качестве датчика детонации используют свечу зажигания, 2 с. и, ф-лы, 3СО оказаны кривые нарастания ере сгорания 1 - без детонаацией части топливного затонацией всего топливного бства иллюстрации процесивые представлены в кусочпроксимации). фиг, 2 показана зависимость напряна электродах датчика, при этом ая линия соответствует 1, сплошная ирная - (2), сплощная - штрихпунк.- пунктирная 3 фиг, 1,30 35 40 45 50 55 На фиг, 3 показана блок-схема устройства для регистрации детонации,На примере 1 ВС ВА 32101 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 О,б мм, Общая длительность импульсов составляла 1 мс, что приблизительно равно времени нормального горения 1 сг, 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 бездетонационном горении (кривая 1 на фиг, 1) скорость нарастания давления в камере сгорания до максимального составляла около 20 этмlмс, э если учесть,что в момент зажигания предварительное сжатие в цилиндре Рнач. 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 Опредпр, и пробивное напряженИе Опр, с каждым импульсом нарастает, и уже к моменту прихода третьего импульса, т, е. ко времени, составляющему 0,5 туг. давление в цилиндре достигает такой величины, что пробоя не наступает, что можно наблюдать по отсутствию на третьем и четвертом импульсах Опр., 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 составляет более 0 5 (кривая 2 на фиг. 1), то это20 этм0,5 смсоответствует детонации около 500 топливного заряда, Если продолжать увеличивать опережение, можно добиться характера процесса горения, в результате которого наблюдалась картина, изображенная на фиг, 2 5 (сплошная, штрихпунктирная и пунктирнаялинии), где увеличение пробивного напря-.жения вплоть до срыва искры уже первого импульса отображает скорость изменения 10 давления при горении порядка 0 1, что20 атм 0,1 смсоответствует почти полной детонации топливного заряда (кривая 3 фиг, 1), т. е. нарастание давления в камере сгорания за время порядка 0,1 ссг. Такой характер проте кания горения авторы наблюдали и при изменении октанового числа топлива в сторону уменьшения, например, если вместо бензина АИ, с которым проводился эксперимент в случае, изображенном на 20 фиг. 2, использовать бензин А. Такимобразом, предлагаемый авторами способ позволяет регистрировать не только наличие детонации в цилиндре ДВС, но и фазы возникновения детонации, т. е. позволяет 25 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 компарэтора, 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 эмплитудам на выходе схемы 2, т. е. через 0,5 ссг с начала подачи серий и присутствующих на входе схемы 2 первой и второй амплитудам на выходе схемы 2,В случае горения с детонацией около 500 топлива, схема регистрации 3 фиксирует равенство второй, третьей и четвертой амплитуд импульсов на входе и выходе схемы 2 и неравенство первой амплитуды на1814041 от,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 тс 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 100 всего 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 й с я тем, что, с целью его упрощения, амплитуду подаваемых импульсов устанавливают большей величинынапряжения пробоя межзлектродного промежутка датчика; соответствующей давлению в камере сгорания в начале5 воспламенения смеси, и меньшей величинынапряжения пробоя межэлектродного промежутка датчика, соответствующей давле нию в камере сгорания в началевоспламенения смеси, и меньшей величины10 напряжения пробоя межэлектродного промежутка, соответствующей максимальномудавлению в камере сгорания, при этом после начала подачи импульсов в течение промежутка времени, равного (0,1-0,5) ссг, где15 тг - время сгорания топлива, но характеруизменения напряжения не электродах датчика фиксируют наличие пробоев межэлектродного промежутка,2, Устройство для регистрации детона 20 ции в цилиндре двигателя внутреннего сгорания, содержащее датчик, выполненный ввиде свечи зажигания, схему подключения,генератор импульсов, соединенный с электродами датчика через схему подключения, и25 схему регистрации, одним выводом соединенную с выходом схемы подключения, о тл и ч а ю щеес я тем,что, сцельюупрощенияего конструкции, второй вывод схемы реги. страции соединен с входом схемы подклю 30 чения, причем схема регистрациивыполнена в виде компаратора,1814041 липе Редактор Г 3 роизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 10 аказ 1825 ВНИИПИ Гос ФИГ. 5оставитель Ю. Кузнецовехред М. Моргентал Корре Тираж Подписноевенного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5