Jump to content

Recommended Posts

Итак, по порядку. При горении ТВС происходят сложные окислительно-восстановительные химические реакции, в результате которых образуется множество свободных носителей заряда. Вторым механизмом возникновения ионного тока является термическая ионизация (обусловленная высокими давлением и температурой в цилиндре). Приложенное к электродам свечи измерительное напряжение (плучаемое при помощи повышающего преобразователя, или прииспользовании части энергии накопленной в КЗ, в различных вариантах исполнения величина измерительного напряжения колеблется от 150 до 1000 вольт), наводит между ними ЭДС. В этом случае свеча зажигания выступает в качестве своеобразного зонда. При наличии в ТВС свободных носителей заряда в измерительной цепи начинает протекать так называемый "ионный ток". (Как можно легко догадаться, при отсутствии горения ток в цепи не потечет, что позволяет по отсутствию сигнала ионного тока сделать вывод о пропуске горения (при этом определив причину пропуска: пропуск искры зажигания, или выход состава смеси за пределы воспламеняемости)). Сигнал ионного тока имеет отклик на все параметры горения.

Наиболее простой реализацией введения в систему управления УОЗ обратной связи по ионному току, является использование свечи зажигания как датчика для определения пропусков зажигания и детонации, а так-же фаз работы двигателя. При этом пропуск зажигания определяется отсутствием сигнала или недостаточным уровнем его интегрального значения. Детонация определяется фильтрацией сигнала полосовым фильтром.

Гораздо больший интерес представляет возможность получать из сигнала информацию о давлении в цилиндре. Как известно, для оптимальной работы ДВС необходимо, что-бы пик давления в рабочем такте приходился на определенный УПКВ. В зависимости от конструктивных особенностей этот угол у каждого двигателя свой, для большинства двигателей "классики" и подобных значение его составляет 12-15 град. ПКВ после ВМТ. Изменяя УОЗ можно управлять положением пика давления в цилиндре.

Существует множество схем измерения ионного тока, различных по сложности реализации и параметрам выходного сигнала. Мною было опробовано несколько различных схем, проведены испытания на стендовом двигателе, результаты позволяют подтвердить все вышесказанное)))

По теме собрано и изучено довольно большое количество информации, которой я с радостью могу поделиться с единомышленниками. Начальной целью ветки форума для меня видиться возможность делиться информацией и опытом по данному вопросу, конечной - создание Адативной Системы Управления Углом Опережения Зажигания По Сигналу Ионного Тока:-)

Link to comment
Share on other sites

По теме собрано и изучено довольно большое количество информации, которой я с радостью могу поделиться с единомышленниками. Начальной целью ветки форума для меня видиться возможность делиться информацией и опытом...

Начало интригующее. С большим интересом ждем.

Link to comment
Share on other sites

Реле, разъемы, вентиляторы, корпуса, микросхемы, конденсаторы и много другое!

Скидки до 20% на сайте электронного дискаунтера ТМ Электроникс.

Бесплатная доставка в любую точку России + кэшбэк 15%.

Всем кто сделает заказ в сентябре, начислим 3000 баллов на аккаунт. 1 балл = 1 рублю!

Подробнее

Предлагаю для начала разобраться с теорией, хотя-бы в общих чертах (по образованию ионной проводимости и интерпретации непосредственно сигнала ионного тока). Затем обзор измерительных схем, их преимущества и недостатки. Далее алгоритмы обработрки сигнала и коррекции УОЗ. И наконец схемная реализация.

В сигнале ионного тока можно условно выделить три фазы (условно, поскольку некоторые фазы могут перекрываться друг с другом или отсутствовать). Каждую из фаз можно определить по наличию в сигнале характерных пиков. Первая фаза связана с пробоем искрового промежутка, и его шунтированием горящей искрой. Соответствующий ей пик значительно выше по амплитуде, чем остальная часть сигала. На рисунке этот пик крайний слева, для удобства отображения смасштабирован. (Понятно, что на этой стадии мы уже можем определить произошел ли пробой, и некоторые параметры самого разряда). Если после пробоя ТВС воспламенилась, начинается ионообразование в результате химических реакций. Для этой фазы характерен второй пик амплитуды сигнала. После того, как смесь прореагировала, давление и температура все еще продолжают наростать, запускаются процессы термической ионизации. Как результат, мы можем наблюдать третий пик сигнала, приближенно совпадающий с максимумом температуры и давления в цилиндре. Помимо этих, основных пиков, на сигнале могут присутствовать дополнительные возмущения, связанные с турбулентностью горящей смеси или наличием детонации.

На амплитуду сигнала, помимо параметров ТВС, влияет величина прилагаемого к свече измерительного напряжения, а так-же его полярность. В большинстве случаев к центральному электроду прилагается положительный потенциал, реже отрицательный. Кроме того существуют патенты на измерение инного тока переменным напряжением.

Математические модели ионообразования являются достаточно громоздкими, и практическую ценность имеют только на стадии исследований (это сугубо мое мнение). Не думаю, что нас очень уж интересует количество свободных ионов и электронов в камере сгорания:-)

post-169427-0-06046900-1363182957_thumb.jpg

Link to comment
Share on other sites

Вот, это круто! Классная идея. До сих пор нет понятного правила построения кривых.

Да все давно есть, я помню пытался разъяснить но в общем то безуспешно...

Feel the difference! ©

Link to comment
Share on other sites

Вот пример полученных нами осциллограмм. Двигатель Hyundai. Верхний график - вторичное напряжение КЗ, нижний - сигнал ионного тока.

Первая искра (слева на право) является рабочей, вторая холостой, что характерно для DIS систем зажигания. Как и говорилось выше, на осциллограмме ионного тока можно выделить три характерных для сигнала ионного тока пика. Первый пик отвечает за пробой искрового промежутка свечи, то есть за подачу искры в цилиндр. Можно наблюдать совпадение первых пиков вторичного напряжения и сигнала ионного тока. Второй пик соответствует фазе горения ТВС в цилиндре. Третий пик обусловлен тепловой ионизацией рабочего тела, и соответствует максимальному давлению и температуре рабочего тела. Второй и третий пики наблюдаются только при наличии горящей смеси в цилиндре, то есть во время рабочего такта.

Как видим, когда искра в цилиндре хостая, часть сигнала отсутствует, именно так определяем пропуск поджига ТВС.

На втором рисунке видны дополнительнве возмущения. Судя по амплитуде и частоте вызванные турбулентностью пламени на переходном режиме ДВС (резкое открытие дроссельной заслонки). Однако сие умозаключение надлежит проверить, поскольку двигатель так-же исскуственно вводился в режим детонации. К сожалению параллельно с сигналом ионного тока запись сигнала ДД не производилась.

Далее для примера приведу наработки зарубежых специалистов. Третий рисунок поясняет принцип обнаружения детонации по сигналу ионного тока. На четвертом и пятом рисунках приведены параллельно записанные сигналы с датчиков давления, детонации и ионного тока.

post-169427-0-35404800-1363184899_thumb.jpg

post-169427-0-94404500-1363185479_thumb.jpg

post-169427-0-16640000-1363186337_thumb.jpg

post-169427-0-73571300-1363186743_thumb.png

post-169427-0-12546100-1363186753_thumb.png

Edited by Tem-Temich
Link to comment
Share on other sites

Вот, это круто! Классная идея. До сих пор нет понятного правила построения кривых.

Да все давно есть, я помню пытался разъяснить но в общем то безуспешно...

Где это почитать?

Link to comment
Share on other sites

не, вроде начиная отсюда http://forum.cxem.ne...40#comment-1269766 и следующая страница...

а потом я уехал в командировку и выпал из обсуждения

по теме: я сейчас поищу у себя материалы, я пару лет назад уже пытался заниматься ионными токами но времени хронически не хватало

выложу что у меня есть

Feel the difference! ©

Link to comment
Share on other sites

Рассмотрим влияние угла опережения зажигания на положение пика давления, и влияние пика давления на крутящий момент двигателя.

На графике давления ППД 1, слишком раннее время зажигания, давление начинает нарастать слишком рано и противодействует движению поршня. Наибольшие давления дают наибольшие температуры, что также снижает разность внутренних энергий между реагентами и продуктами сгорания, что снижает КПД. Слишком позднее зажигание (УОЗ 3, УОЗ 4) приводит к тому, что рост давления начинается слишком поздно, так что работа теряется в процессе фазы расширения. Ближайшим к оптимальному является УОЗ 2.

Влияние изменений ППД от цикла к циклу на КМ меньше всего в ситуации, когда ППД удерживаются обратной связью в оптимальном положении, что наглядно изображено на втором рисунке.

В случае (а) изменения ППД происходят вблизи оптимально значения (в области максимума КМ), изменения КМ (а1) минимальные. В случае (б) средние положения пика давления далеки от оптимального, крутящий момент значительно падает, а изменения крутящего момента при тех же отклонениях положения пика давления – гораздо больше (б1). Соответственно, если двигатель не сохраняет оптимальное ППД, то это приводит не только к снижению крутящего момента, но и к увеличению разброса КМ от цикла к циклу, то есть к жесткой работе двигателя. Это отрицательно влияет на качество управления ДВС и общую управляемость автомобиля.

Даже при работе стендового двигателя, при постоянных управляющих воздействиях и нагрузке, разброс ППД от цикла к циклу может составлять порядка 10 градусов угла поворота КВ. При правильном выборе рабочей точки положения ППД, указанный разброс значений ППД не приведет к значительным изменениям КМ. Следовательно, задачей системы управления УОЗ является удержание ППД в некоторой области значений, близких к оптимальному. При этом будет получен средний КМ очень близкий к максимально возможному.

post-169427-0-85079900-1363204086_thumb.jpg

post-169427-0-98332000-1363204091.jpg

Edited by Tem-Temich
Link to comment
Share on other sites

Извините.

Так и хочется сказать: "Короче ..." :D

Целый вечер жду, чтобы хотя бы одну рабочую схему увидеть.

Без обид. Правда интересно увидеть результат ваших трудов.

Edited by alvikagal

Авто: ВАЗ-21099, 1.5l. СЗ: ДПКВ - SECU-3T - ДКЗ от CherepVM (коммутатор статика). Топливо: бензин\пропан.

Link to comment
Share on other sites

Извините.

Так и хочется сказать: "Короче ..." :D

Целый вечер жду, чтобы хотя бы одну рабочую схему увидеть.

Без обид. Правда интересно увидеть результат ваших трудов.

Рабочая схема у SAABa, в сейфе... :buba:

Link to comment
Share on other sites

Собственно измерительные схемы. Я сталкивался со множеством измерительных схем, имеющих право на жизнь. Общим является необходимость получения высокого измерительного напряжения. Для этого либо используется повышающий преобразователь (дороже, но качество сигнала лучше, поскольку измерительное напряжение стабильно цикл от цикла), либо часть энергии запасенной в катушке зажигания (в простейшем варианте проставка из высоковольтного конденсатора между свечей и ВВ КЗ). Сигнал полученный по второй схеме имеет худшее отношение сигнал/шум, и может иметь межцикловые вариации. Достоинством является дешевизна.

По способу подключения измерительной схемы к СЗ:

1. Схемы на требующие применение CDI (емкостного зажигания), применения специальных катушек зажигания. Связано это в первую очередь с тем, что в измерительную цепь входит вторичная обмотка трансформатора, к ней и предъявляются опредделенные требования. Вообще применение CDI в ситеме с ионным током имеет неоспоримые преимущества, такие как единый, более выраженный фронт пламени и "унифицированные" свойства искрового разряда (легче определить окончание горения искры и параметры первой фазы ионного тока). Как я уже говорил такие системы зачастую требуют применения специальных катушек зажигания, либо внесение изменений в существующие, а так-же накладывают определенные требования на параметры вторичной обмотки. Ктоме того при расшифровке сигнала необходимо учитывать это самое влияние индуктивности вторичной обмотки.

2. Другой класс схем предусматривает подключение к высоковольтной части СЗ. В таких схемах необходимо применение высоковольтных диодов, являющихся весьма дефицитными на Российском рынке. Однако такие схемы менее требовательны к параметрам собственно СЗ и не требуют внесения конструктивных изменений в катушке зажигания. Возможно применение таких измериленых схем в связке со стандартной системой зажигания. Вопрос по изготовлению высоковольтных диодов хорошо проработан в этой ветке форума:

http://forum.cxem.ne...showtopic=90842

По данной ссылке можно скачать статью,с описанием различных изметирельных схем для понимания общей топологи.

http://www.google.ru...4,d.d2k&cad=rja

Edited by Tem-Temich
Link to comment
Share on other sites

Собственно измерительные схемы. Я сталкивался со множеством измерительных схем, имеющих право на жизнь.

Все форумчане ходили в школу и научились читать. Кто то лучше, а кто то хуже, но умеют все.

Покажите же Ваши разработки, раз такая тема открыта для общего обозрения!

Link to comment
Share on other sites

Join the conversation

You can post now and register later. If you have an account, sign in now to post with your account.
Note: Your post will require moderator approval before it will be visible.

Guest
Unfortunately, your content contains terms that we do not allow. Please edit your content to remove the highlighted words below.
Reply to this topic...

×   Pasted as rich text.   Restore formatting

  Only 75 emoji are allowed.

×   Your link has been automatically embedded.   Display as a link instead

×   Your previous content has been restored.   Clear editor

×   You cannot paste images directly. Upload or insert images from URL.

Loading...
 Share

  • Recently Browsing   0 members

    • No registered users viewing this page.

×
×
  • Create New...