发动机失火检测中的转速齿盘制造误差影响及修正算法研究.pdf

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1、第40卷第6期2011年12月小型内燃机与摩托车SMALLINTERNALCOMBUSTl0NENClNEANDMOTORCYCLEV01．40No．6Dec．201l·研究·开发·发动机失火检测中的转速齿盘制造误差影响及修正算法研究+王银辉黄开胜林志华王东亮(清华大学汽车安全与节能国家重点实验室北京100084)摘要：基于曲轴转速波动进行发动机失火诊断时需要考虑曲轴转速传感嚣的58x信号齿盘制造误差的影响。本研究在奇瑞477F发动机上采用自行开发的失火检测系统，研究了58x齿盘的齿形加工误差对失火诊断的影响．改进了失火诊断算

2、法中的齿盘误差修正算法。关键词：齿盘制造误差失火检测汽车发动机中图分类号：TK417，12文献标识码：A文章编号：1671—0630(2011)06一oo叭一05IIlfluenceandRemedyStrategyStudyof58XWheelTolerancesinEn舀neMisfireDiagnosticsW粕gYinhui，H岫ngKaisheng，Linzllihua，wangDon蚪iang№ljollalKeyLaboratory0fAutomotives出ty皿dEnergy，Tsinghuaunivers时

3、(Be玎i“g】00084，china)Abst阳ct：ItisiInport卸ttostudy58xwheelt0Ierances0fen百nespeedsensorformisnrediagnosdcsbasedoncranksh撕8peednuctuation．7nljspaper8Ludiesl}1ei11nuenceof58Xwheel“emnces叩recogIlizingmis6reb越edonchery“7Fen舀ne．neremedystrate百esfor58xwheel啪thleamingjnmis矗re

4、detectlonare6tud-iedandoplimized．Keywords：Wheel8symmetry，Mi幽redjagn08is，Engine引言失火(^Iis6re)是指内燃机单个或多个气缸内混合气不能着火燃烧的一种故障。导致发动机失火的原因有很多，主要有火花塞没有点火、点火持续时间过短、喷油器故障、混合气过稀或过浓，配气机构故障，气缸密封不良，压缩压力太低等原因。失火会造成某循环混合气在燃烧过程中部分或完全不能燃烧，导致输出功率下降，燃油消耗增加，排放污染物超标，尤其是废气中Hc成分急剧增加，导致三元催化器过

5、热或中毒而损坏，从而造成恶性循环⋯。失火检测方法主要有缸内压力检测法、传统氧传感器检测法、宽带氧传感器榆测法、离子电流检测法、曲轴转速分析法等等。其中曲轴转速分析法可以利用发动机上现有的转速传感器，不需要增加额外的没备，由于其成本晟少并且具有较高的检测精度，所以在发动机失火检测中应用最广。采用曲轴转速分析法进行失火检测的核心是计算发动机粗暴度(EIl舀neRoughness，髓)，发动机粗暴度值ER根据下式计算”’：·基金项目：863国家高技术研究发展计划资助项目(2007AA【)6嚣42)。作者简舟：土银辉【1979一)，女

6、，硕士．高级工程师，研究方向为发动机故障渗断和燃油添加荆。2小型内燃机与摩托车第40卷职：!!王=L二王=!!：!王二三=!!r其中：t是曲轴转过180度的时间，俗称半转周期。傩表征了发动机角加速度变化，用来评估发动机运行的平顺性，当发动机粗暴度值朋高于设定的阈值时，将判定发动机燃烧时发生了失火。由此可见，半转周期测量是否精准，将直接影响失火检测的准确性。而58x齿盘制造误差则是影响半转周期测量是否精准的重要因素”5。本研究针对58x齿盘的齿形加工误差，在奇瑞477F发动机L进行试验研究，采用自行开发的失火检测系统，分析了齿盘

7、制造误差对失火诊断的影响，对现有失火诊断算法中的齿形修正算法提出了改进意见。1失火故障实验为了研究58x齿盘对发动机失火检测的影响，优化现有失火故障诊断策略，本研究设计了一套失火检测试验系统，进行了一系列失火故障实验。采用失火发生器人为设定失火率，使发动机产生相应的失火，同时测量转速与失火发生器输出信号。实验系统示意图如图l所示。图1477F发动机失火故障实验系统477F发动机台架采用清华大学自行研制开发的控制系统，测功机采用南峰电涡流测功机。另行安装一个磁电式曲轴转角位置传感器采集58x转速信号，经过自行研制的转速处理电路板

8、，接到Mc9s12Ⅺ弹1∞开发板的输入捕捉和脉冲累积管脚。失火发生器采用清华大学自行研制的v08失火发生器，将477F发动机的两路点火信号接到失火发生器上，即可按设定的失火率产生失火，同时将失火发生器的输出信号接到Mc9s12XEPl00开发板的，／o口供检测，失火发生器输出