一、常规发动机缸内燃烧监测
汽车保持良好的动力性能、燃料经济性和较低的排放,关键是如何保证发动机有良好的燃烧状态。如果能有效地对缸内的燃烧过程及状态进行实时监测,那么就可以对发动机进行控制,使缸内燃烧保持或趋于最佳状态,从而能从根本上提高发动机的动力性、燃油经济性、污染物排放量。传统的监测发动机燃烧状态的方法主要有以下几种:
1. 汽缸压力法
汽缸压力法是在缸盖上打孔将传感器深入到汽缸内直接测量汽缸内力的方法。通过测量缸内压力,计算平均指示压力(IMEP),将此值与正常燃烧时的IMEP作比较,以确定燃烧状况。理论上,这种方法精度和灵敏度高、可靠性高。
但是由于燃烧室内工况恶劣,要求测量汽缸压力的传感器能耐高温、耐高压、抗震,传感器的安装往往需改造发动机的缸盖,给检测带来不便,同时安装压力传感器会影响发动机的运行。
2.缸体振动法
275发动机监测失火和爆震的方法相对比较传统,使用了爆震传感器,通过检测缸体的振动,可以判断爆震状况,从而对点火进行闭环控制。因为其没有办法对具体是哪一个汽缸发生了爆震进行正确的区分,对点火时间的调整缺乏针对性,其同样具有局限性。
3.曲轴转速检测法
为进行平稳运转控制,通过曲轴位置传感器对发动机平稳运转信号进行监测来获得汽车的加速度,然后使用综合方法对来自曲轴霍尔传感器的信号进行计算,从而检查各次点火是否精确一致。这就要求每次燃烧都必须在信号齿上产生一个特性加速度,如果存在燃烧点火不良,则下次点火之前,由于扭矩波动,信号齿转动会稍稍变慢,加速度就会有大的变动;如果 ME进行平稳运转控制时检测到燃烧点火不良,则经过一定次数的燃烧点火不良之后,相应的喷油嘴不再被促动。
在经过不平路面时,曲轴位置传感器上会产生相似的虚假信号,误报发动机失火,所以在车上加装了路面不平传感器。但是在该传感器起效果时,ME也需要对该信号进行鉴别,受范围限制,所以该方法也不是很精确。
4.离子流法
研究机构利用给火花塞施加偏置电压,进而检查燃烧期间产生的离子流的大小,间接地监测到燃烧压力,从而获知发动机燃烧状态。