发动机不完全燃烧的故障诊断及火花塞积碳的试验研究.pdf

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1、内燃机工程第24卷(2003)第5期Vol.24(2003)No.5NeiranjiGongcheng文章编号:1000-0925(2003)05-005-04240084发动机不完全燃烧的故障诊断及火花塞积碳的试验研究吴筱敏,汪映,张玉银(西安交通大学汽车系,西安710049)DiagnosisofPartialBurningandStudyofSparkPlugSootforSIEngineWUXiao2min,WANGYing,ZHANGYu2yin(AutomotiveDepartment,Xi’anJiaotongUniversit

2、y,Xi’an710049,China)Abstract:Anewmethodofburningandpartialburningdetectionusingasparkplugasasensorisdis2cussedinthispaper.Byapplyingabiasvoltageacrossthesparkplugpoints,thevoltagebetweenthesparkplugelectrodesissetup.Anumberofgasionsareproducedduringcombustion,andtheioncurre

3、nttakesplaceviathegapofsparkplug.Ifpartialburninghappens,incomplete2combustionwilltakeplaceinthecylinder,thusthenumbersofgasionsareverysmall,andioncurrentisalsoverylowcomparingwiththatundernormalcom2bustion.Soitisusefultojudgeburningandpartialburningofenginebydetectingandan

4、alyzingthesignalofioncurrent.Thesootinsparkplugandthesmallgapofsparkplugelectrodescandecreaseignitionenergy,thusin2complete2combustioneasilyhappensintheengine.Soalotofexperimentsonsootandreducingthegaptoweak2enignitionenergyhavebeendownonthesteadycombustionfieldandthefour2c

5、ylindertypeDA4622Arespec2tively.Theresultsshowthatthevalueoftheioncurrentisdifferentbetweenthenormalcombustionandpartialburning.Somonitoringtheioncurrentisveryuseful,valuableandreliableforpartialburningdiagnosis.摘要:本文提出了一种检测发动机是否完全燃烧的新方法。在火花塞电极上加一附加电压,使其两端产生一定的电位差。当缸内混合气燃烧时

6、,燃烧生成的大量燃气离子通过火花塞电极间隙产生离子电流;当发动机不完全燃烧时,由于燃烧不充分,燃气所产生的离子数大大低于正常燃烧时的值。因此通过对流经火花塞离子电流信号的检测和分析,能有效的对发动机是否完全燃烧作出准确的判断。本文还分别对由于火花塞积碳以及间隙过小,导致点火能量不足,从而造成的不完全燃烧,在稳定火焰燃烧场和DA4622A型汽油机上分别进行了试验研究。试验结果显示,正常燃烧与部分燃烧的离子电流信号在数值上差异较大。所以该方法完全可以用于发动机不完全燃烧的故障诊断。关键词:内燃机;不完全燃烧;故障诊断;离子电流;火花塞积碳KeyW

7、ords:I.C.Engine;PartialBurning;Diagnosis;IonCurrent;SootofSparkPlug中图分类号:TK418文献标识码:A1概述发动机不完全燃烧的原因有点火能量不足、温度过低、供油量不适合、混合气混合不良、压缩未很收稿日期:2003201227基金项目:国家自然科学基金项目(50276049)作者简介:吴筱敏(1957-),女,硕士,副教授,主要研究方向为发动机工作过程、排放及测试技术。·6·内燃机工程2003年第5期好完成、火花塞积碳、电极间隙不合适等。当不完弱。因此通过测量火花塞电极之间离子

8、电流的变全燃烧时,将使发动机工作不稳定,输出功率下降,化就能准确地判断出发动机是否完全燃烧。并且会导致排放严重超标,甚至造成催化转化器损离子电流检测原理如图1所示。