CC BY
25Пропуски воспламенения в ДВС с искровым зажиганием с ЭСУД при работе на газовом топливе
В.А. Шишков,
начальник технического отдела ООО «Рекар»,
доцент Самарского государственного аэрокосмического университета им. С.П. Королева, к.т.н.
Рассмотрена работа ДВС с искровым зажиганием с электронной системой управления двигателем (ЭСУД) при пропусках воспламенения как на бензине, так и на газовом топливе. Показано отрицательное воздействие пропусков воспламенения на работу двигателя, использующего топливо обоих видов. Описан алгоритм определения пропусков воспламенения в зависимости от сигналов с датчиков электронной системы управления ДВС. Предложены пути совершенствования алгоритма управления ДВС при пропусках воспламенения при работе на газовом топливе и возможности обратного переключения на бензин цилиндров, в которых они происходят.
Ключевые слова: двигатель внутреннего сгорания (ДВС), пропуски воспламенения, распределенный впрыск газового топлива, искровое зажигание, алгоритм, резервные режимы, диагностика, электронная система управления.
The misses of ignition in the engine of internal combustion with spark ignition with electronic control system at work on gas fuel
V.A. Shishkov
The work the engine of internal combustion with spark ignition with an electronic control system is considered at the misses of ignition both on petrol, and on gas fuel. The negative influence of the misses of ignition on work of the engine on both kinds топлив is shown. The algorithm of definition of the misses of ignition is described depending on available signals from gauges of an electronic control system the engine of internal combustion. The ways of perfection of algorithm of management the engine of internal combustion are offered at the misses of ignition at work on gas fuel and opportunity of return switching on petrol of cylinders, in which they occur.
Keywords: the engine of internal combustion, the misses of ignition, direct injection of gas fuel, spark ignition, algorithm, reserve modes, diagnostics, electronics control system.
Пропуски воспламенения опасны для двигателей, имеющих электронную систему управления с обратной связью по сигналу датчика кислорода в отработавших газах (ОГ). В этом случае при возникновении пропуска воспламенения в одном из цилиндров датчик кислорода обнаруживает его избыток в ОГ, что приводит к увеличению топливоподачи в соседние нормально работающие цилиндры. Работа двигателя нарушается, он не выполняет норм по токсичности отработавших газов. По нормам Евро-3 и Евро-4 допускается до 2 % пропусков воспламенения,при этом токсичность ОГ должна укладываться в соответствующие нормы. При пропусках воспламенения более 2 % электронный блок управления отключает данный цилиндр, при этом в нем прекращается топливоподача, и для некоторых ДВС отключается зажигание, а управление двигателем по сигналу датчика кислорода выключается для достижения нормальной работы других цилиндров (данная функция реализована не на всех моделях автомобилей). После останова и последующего пуска двигателя топливоподача в неисправный цилиндр и зажигание восстанавливаются, если пропуски зажигания повторяются, то снова происходит отключение цилиндра.
Пропуски воспламенения возникают по ряду причин.
При большом обеднении топливо-воздушной смеси а >> 1 возможными причинами могут быть нарушения дозировки топлива вследствие засорения жиклера электромагнитной форсунки или ее неисправности, неисправность датчика массового расхода воздуха (ДМРВ), подсос воздуха из атмосферы во впускной системе между ДМРВ и впускным клапаном и т.д.
При большом обогащении топли-вовоздушной смеси а << 1 пропуски могут быть вызваны заливом топливом свечи зажигания из-за неисправности электромагнитной форсунки,
ЙЯЯВВР Л Ф® вя# efe^t Щ фщ
«Транспорт на альтернативном топливе» № 5 (23) октябрь 2011 г.
неисправностью ДМРВ, подсосом воздуха из атмосферы в выпускной системе между выпускными клапанами и управляющим датчиком содержания кислорода в отработавших газах, неисправностью в системе подогрева газового редуктора или недостаточным расходом охлаждающей жидкости, подаваемой в газовый редуктор, особенно в холодный период времени.
Например, при применении пропан-бутана для подогрева редуктора необходимо использовать шланги, идущие к отопителю салона, а не соединять редуктор последовательно с обогревом дроссельного патрубка, где расход охлаждающей жидкости невелик из-за малого сечения отверстий для ее прохода в корпусе дроссельного патрубка. Если в летнее время этого расхода охлаждающей жидкости и будет достаточно для испарения пропан-бутана, то в холода начнутся проблемы с устойчивостью работы ДВС.
При неисправности свечи зажигания пропуск воспламенения может быть вызван увеличенным или уменьшенным зазором между электродами в сравнении с рекомендуемым, трещиной на изоляторе, проскакиванием искры по корпусу при рабочем давлении в камере сгорания, отложением загрязняющих веществ на электродах и изоляторе. При неисправности высоковольтных проводов к пропуску воспламенения могут привести выгорание внутреннего проводника с появлением в нем зазора, а также пробой изоляции. При неисправности катушки зажигания межвитковые внутренние замыкания снижают высоковольтное напряжение, внутренние обрывы провода катушки из-за термических напряжений между проводом и эпоксидной смолой, используемой для ее заливки в корпусе [1], также обусловливают этот вид неисправности. Кроме того, это может происходить из-за негерметичности впускного или выпускного
клапанов, что снижает компрессию в цилиндре.
При нарушении фазы впрыска топлива возможными причинами могут быть периодические сбои в работе датчика положения коленчатого вала из-за увеличенного зазора между датчиком и зубчатым шкивом, плохого контакта в соединениях колодок жгута проводов или нарушения изоляции провода, идущего от датчика, обрыв или надрыв резинового демпфера в зубчатом шкиве, а также нарушение фазы зажигания [1] и т.д.
Пропуски воспламенения при работе на газовом топливе
С учетом вышеизложенного очень часто при установке ГБО четвертого поколения с электромагнитными газовыми форсунками пропуски воспламенения возникают из-за неисправности одной из них или при значительном отклонении расхода газа от номинального через форсунки [2]. Это приводит к отключению одного из цилиндров. Такой дефект обусловливает неустойчивую работу двигателя и резкое изменение содержания кислорода в отработавших газах. Сигнал с датчика кислорода обычно показывает переобогащение топливо-воздушной смеси, если увеличение топливоподачи в другие цилиндры произошло до момента отключения данного цилиндра, или переобеднение топливовоздушной смеси, если отключение цилиндра из-за пропусков воспламенения произошло до увеличения топливоподачи в другие цилиндры. В этом случае нормальная настройка газовой системы с помощью автокалибровки становится невозможной. Оборудование для проверки расхода газа через электромагнитные форсунки у многих установщиков ГБО отсутствует, поэтому им сложно понять причину отключения одного из цилиндров. Этого не происходило бы, если бы качество производимых газовых форсунок было стабильным.
Для быстрого определения причин неустойчивой работы двигателя на газовом топливе необходимо:
• остановить ДВС;
• переключить работу ДВС с газа на бензин;
• пустить ДВС на бензине и поработать на режиме холостого хода 10___15 мин;
• выполнить диагностику работы электронной системы управления ДВС с помощью диагностического тестера (Tech, ДСТ-2, мотортестер и т.д.) на бензине, если замечаний не обнаружено, то переключиться на газ, если обнаружены пропуски воспламенения при работе на бензине -определить их причину и устранить, а затем выполнить автокалибровку и проверки при работе ДВС на газовом топливе;
• при неустойчивой работе ДВС на газе выполнить диагностику электронной системы управления с помощью диагностического тестера (Tech, ДСТ-2, Мотортестер и т.д.), если прибор обнаружил код ошибки по пропускам зажигания, то по номеру ошибки определить номер цилиндра, в котором это произошло;
• если ДВС работает на бензине без замечаний, то основной причиной отключения одного из его цилиндров при работе на газе является нарушение в нем газовой подачи, при этом необходимо проверить расходные характеристики газовых форсунок на специализированном стенде; неисправную газовую форсунку заменить на новую или, если это возможно, настроить ее, при этом отклонения расходных характеристик форсунок, установленных на одном двигателе, не должны превышать 5 %; при больших отклонениях выполнить их под-настройку или заменить на новые.
Необходимо отметить, что некоторые модели автомобилей, изготовленные с учетом норм токсичности Евро-2, не имеют в алгоритме управления ДВС функции отключения цилиндра, в котором происходят пропуски воспламенения. В этом случае
«Транспорт на альтернативном топливе» № 5 (23) октябрь 2011 г. Гав^^^ь. Ä Щ j^^ita» Ä S^ ВШВ ÜSSÜÜÜS
диагностика ДВС с помощью тестеров при работе на бензине и газе не сможет определить эту неисправность - сигнал с датчика кислорода будет показывать обеднение топливовоз-душной смеси, что приведет к еще большей неустойчивости работы ДВС на газовом топливе из-за переобогащения топливовоздушной смеси в других цилиндрах. Это вызовет повышенный расход топлива примерно на 25 %, и токсичность ОГ не будет соответствовать нормам Евро-2. Однако перегрева выпускной системы и нейтрализатора не будет, так как избыток топлива заберет часть их теплоты на испарение и разложение углеводородов на легкие фракции. При этом есть вероятность отложения тяжелых фракций углеводородов на внутренних поверхностях элемента нейтрализатора, что приведет к повышенному выбросу углеводородов и оксида углерода.
Для последующего восстановления эффективности нейтрализатора необходимо устранить неисправности, связанные с пропусками воспламенения, и «прожечь» нейтрализатор от отложений углеводородов, проехав по загородной трассе со средней нагрузкой на экономичном режиме движения со скоростью 80...100 км/ч расстояние от 20 до 60 км. Этот способ позволяет очистить нейтрализатор от отложений углеводородов только в том случае, если период эксплуатации автомобиля с пропусками воспламенения был невелик. При движении с максимальной нагрузкой со скоростью более 120 км/ч двигатель работает на обогащенной топливовоздушной смеси, что не способствует очистке нейтрализатора от отложений углеводородов.
Вероятность возникновения пропусков воспламенения при добавках в бензин или газообразное топливо газообразного водорода снижается из-за малой энергии вспышки смеси водорода с воздухом. Молекулы водорода в смеси с молекулами кислорода в воздухе являются активными
центрами воспламенения всей топливовоздушной смеси.
Вероятность возникновения пропусков воспламенения при работе ДВС на углеводородном газовом топливе (КПГ, пропан-бутан) наоборот значительно возрастает из-за того, что для воспламенения газовой топ-ливовоздушной смеси (КПГ - воздух, пропан-бутан - воздух) требуется большая энергия искрового разряда на свече зажигания, так как температура вспышки этих смесей значительно выше температуры вспышки паров бензина с воздухом. Поэтому если газовые форсунки имеют расходные характеристики в поле допуска, то причиной возникновения пропусков воспламенения могут быть система зажигания, недостаточный подогрев или наличие жидкой газовой фазы (для пропан-бутана) на выходе из редуктора. Перегрев газа на входе в газовую рампу может также привести к пропускам воспламенения из-за значительного обеднения газовоздушной смеси при снижении ее плотности в зависимости от температуры. Для быстрого поиска неисправности диагностику системы зажигания необходимо выполнять при работе на бензине в соответствии с инструкцией по ремонту и обслуживанию конкретного двигателя и автомобиля.
Особое внимание необходимо уделить датчикам температуры и давления газа в рампе форсунок, так как по величине их сигналов ведется коррекция топливоподачи в ДВС. Если показания этих датчиков не соответствуют реальной температуре и давлению газа, то газовоздушная смесь может оказаться переобедненной или переобогащенной, что также может привести к неустойчивой работе ДВС и к пропускам воспламенения. Инерционность датчика температуры обычно составляет около 2.3 с, что при наличии двухфазного потока газа на входе в рампу форсунок приводит к неверной коррекции топливоподачи в электронном блоке управления ДВС. Некоторые датчики
температуры газа на входе в рампу форсунок имеют пластмассовый корпус, что увеличивает их инерционность до 5 с. Кроме этого, необходимо правильно устанавливать рампу газовых форсунок, датчики температуры и давления газа на ее входе в моторном отсеке на конкретном автомобиле. Если датчик температуры будет обдуваться встречным потоком воздуха, то показания его изменяются, и коррекция топливоподачи нарушается. Это особенно заметно в холодный период времени, когда по этой причине может возникнуть неустойчивая работа ДВС, приводящая к пропускам воспламенения или повышенной неполноте сгорания из-за обеднения газовоздушной смеси, а в жаркий период - наоборот к переобогащению. Поэтому датчик температуры газа в рампе форсунок должен быть расположен в такой зоне моторного отсека, в которой на него будет оказано минимальное воздействие внешних факторов (набегающий поток воздуха, влияние температуры нагретых частей двигателя, попадание атмосферных осадков).
Алгоритм обнаружения пропусков воспламенения
При работе на газовом топливе алгоритм такой же, как и при работе на бензине. Построение этого алгоритма зависит от наличия одного или нескольких датчиков на ДВС - положения коленчатого вала, детонации, давления в камере сгорания, ионных токов при сгорании топливовоздушной смеси и температуры в камере сгорания.
При наличии датчика положения коленчатого вала пропуски воспламенения в одном из цилиндров ДВС определяются по знаку (при отрицательном - пропуск) и величине модуля скорости изменения частоты вращения коленчатого вала (или равенству нулю второй производной частоты вращения коленчатого вала по времени), а также
знаку и величине крутящего момента. Например, два условия пропуска воспламенения:
| dn/df | < п1 и (или) Мкр < М ( , где - скорость изменения частоты вращения коленчатого вала; п{ = f(dв/dt; п; Gв) - некоторая граничная функция скорости изменения частоты вращения коленчатого вала, зависящая от скорости нажатия на педаль акселератора dp/df, частоты вращения коленчатого вала п и расхода воздуха Gв (нагрузки) через ДВС; Мкр = %) - максимальный крутящий момент каждого цилиндра является функцией угла положения коленчатого вала у; М{ = ОДРЛ^Г; п; G¡в) - некоторая граничная функция изменения крутящего момента, зависящая от скорости нажатия на педаль акселератора dp/df, частоты вращения коленчатого вала п и расхода воздуха Gв (нагрузки) через ДВС.
Значение п{ на стационарном режиме может быть, например, 25...100 мин-1/с, а для режима ускорения, например, 0.25 мин-1/с, причем диапазоны этих значений для двигателя, работающего на газе, по сравнению с двигателем, работающим на бензине, больше примерно на 10.25 %.
Для каждого конкретного двигателя значения М{ на стационарном режиме и режиме ускорения также будут различны, причем диапазоны этих значений для двигателя, работающего на газе, по сравнению с двигателем, работающим на бензине, больше примерно на 10.25 %. Диапазон этих значений, в свою очередь,
связан с конкретным снижением мощности и крутящего момента при переключении с бензина на газовое топливо. Для двигателя с наддувом цилиндров или с увеличенной степенью сжатия для работы на газе диапазоны граничных функций будут аналогичны тем, которые определены для двигателя, работающего на бензине, так как изменение мощности и крутящего момента при переходе с одного вида топлива на другое незначительно.
Если педаль акселератора находится в стационарном положении Р = const (Р - угол положения педали акселератора) или в режиме нажатия dp/df > 0, то при пропуске воспламенения в одном из цилиндров на постоянном режиме возникнет кратковременный провал частоты вращения (рис. 1), а на режиме ускорения этот пропуск не даст прироста частоты вращения, будет или провал по величине крутящего момента на стационарном режиме или крутящий момент не возрастет при
ускорении по сравнению с предыдущими и последующими рабочими ходами соответствующих цилиндров, то есть Уп^0<0, а в предыдущем Уп^О^ и последующем Уп^0+1>0.
Для стационарного режима работы ДВС (рис. 2) при пропуске воспламенения или вялом сгорании газовоздушной смеси в одном из цилиндров произойдет снижение максимального крутящего момента (например, при углах положения коленчатого вала 130° от ВМТ для первого цилиндра, 310° - для третьего цилиндра, 490° - для четвертого цилиндра и 670° - для второго цилиндра, если порядок работы цилиндров 1-3-4-2), например, на рис. 2 с 11,3 кН-м до значения, ниже граничного М.
Кроме этого, при провале крутящего момента в фазе рабочего хода одного из цилиндров или отсутствии его прироста на режиме ускорения электронный блок управления определяет номер этого цилиндра и далее ведет в нем счет числа пропусков воспламенения. При достижении 2 % пропусков воспламенения электронный блок управления отключает топ-ливоподачу через форсунку вданный цилиндр, подачу зажигания в нем, а также обратную связь по сигналу с датчика кислорода в отработавших газах. Если педаль акселератора в режиме сброса газа dp/df < 0, то как обычно происходит кратковременная отсечка топливоподачи с последующим ее восстановлением до режима, соответствующего конечному положению педали акселератора.
Рис. 3. Изменение амплитуды сигнала датчика детонации по углу положения коленчатого вала
или по времени при пропуске воспламенения: Д - граница амплитуды сигнала датчика детонации для обнаружения пропуска воспламенения; 1 - нормальный процесс сгорания газовоздушной смеси в цилиндре; 2 - вялый процесс горения с большой неполнотой сгорания; 3 - пропуск воспламенения при работе ДВС
В этом случае алгоритм обнаружения пропусков воспламенения необходимо отключить, чтобы не было ложных отключений цилиндров.
При наличии датчика детонации его сигнал также можно использовать в качестве исходного для обнаружения пропусков воспламенения в цилиндрах ДВС или в дополнение к сигналу датчика положения коленчатого вала, описанного выше, для повышения достоверности определения пропуска воспламенения.
Сигнал с датчика детонации в этом случае пропускается через специальный фильтр в соответствии с частотой вращения коленчатого вала ДВС. По амплитуде и частоте колебаний во время рабочего хода соответствующего цилиндра определяют наличие пропуска воспламенения или вялого горения с высокой неполнотой сгорания путем сравнивания амплитуды с некоторой граничной функцией. Граничную функцию можно определить экспериментальным путем изменения неполноты сгорания в цилиндре ДВС при изменении обеднения и обогащения газовоздушной смеси вплоть до получения пропуска воспламенения при разных температурах охлаждающей жидкости и различных внешних условиях. Если амплитуда Адд сигнала с датчика детонации ниже амплитуды А граничной функции при соответствующих внешних условиях, то в данном цилиндре наблюдается пропуск
воспламенения. При вялом горении для различной неполноты сгорания газовоздушной смеси можно установить свою граничную функцию (рис. 3).
Необходимо отметить, что желательно использование сигнала с датчика детонации для обнаружения пропусков воспламенения совместно с сигналом датчика неровной дороги, что обеспечит наиболее точное определение пропуска воспламенения или вялого горения с высокой неполнотой сгорания. Номер цилиндра, в котором наблюдается пропуск воспламенения, определяется при помощи синхронизации сигналов с датчиков детонации и неровной дороги с фазой рабочего хода соответствующего цилиндра, которая в свою очередь может быть определена по
фазе сигнала с датчика положения коленчатого вала или по фазе впрыска топлива в соответствующий цилиндр ДВС.
При наличии датчика давления в камере сгорания пропуск воспламенения можно определить по отсутствию или недостаточному росту давления в камере сгорания ре в процессе горения топливовоздушной смеси в цилиндре, если был осуществлен впрыск топлива в этот цилиндр и соответственно подано зажигание. Условия пропуска воспламенения
Р > Р ,
~ гр ~ е'
где р = у; Т ; Тл„г; р ; Ь; п; Х; п и
п г Гр \ ' I' аТм' ДВС г атм' ' " т 'сг
т.д.) - некоторая граничная функция, зависящая от степени сжатия £, угла положения коленчатого вала у, температуры атмосферы Татм, температуры двигателя ТДВС, атмосферного давления Ратм, влажности атмосферного воздуха Ь, коэффициента наполнения цилиндров топливовоздушной смесью п, химического состава топлива [3] и продуктов сгорания Хт, полноты сгорания топливовоздушной смеси Псг и др. параметров.
Уровень граничной функции по давлению в камере сгорания при работе на газовом топливе в сравнении с работой на бензине будет ниже, если не предусмотрен наддув цилиндров или увеличение степени сжатия при работе на газовом топливе (рис. 4).
Рис. 4. Изменение давления в камере сгорания в процессе горения топливовоздушной смеси в зависимости от угла положения коленчатого вала относительно верхней мертвой точки поршня: 1 - изменение давления при нормальном горении топливовоздушной смеси; 2 - изменение давления при пропуске воспламенения или вялом неполном сгорании
Рис. 5. Изменение ионного тока в камере сгорания в процессе горения топливовоздушной смеси: 1 - изменение ионного тока при нормальном горении топливовоздушной смеси; 2 - изменение ионного тока при пропуске воспламенения или вялом неполном сгорании
Для улучшения достоверности определения пропуска воспламенения или вялого горения необходимо сравнить скорость увеличения давления в камере сгорания в процессе горения топливовоздушной смеси с некоторой граничной функцией.
ргр > dpe Ш и (или) р{ > dpe ^у, где dY - изменение угла положения коленчатого вала в процессе горения топливовоздушной смеси в цилиндре.
При отсутствии впрыска топлива и сигнала на зажигание при отсечке в режиме сброса газа алгоритм обнаружения пропусков воспламенения выключается.
При наличии датчика ионных токов в камере сгорания пропуски воспламенения определяются по величине этого тока в сравнении с некоторой функцией (рис. 5). Условия пропуска воспламенения в этом случае
I > I ,
гр
где !гр = % ; Т ; и. ; ре ; Ь ; Хт ; Г|сг ) - некоторая граничная функция ионного тока, зависящая от угла положения коленчатого вала ^ температуры горения топливовоздушной смеси Т, напряжения на датчике ионных токов и. , давления в камере сгорания в процессе горения топливовоздушной смеси ре, влажности атмосферного воздуха Ь, химического состава топлива
и продуктов сгорания Хт, полноты сгорания топливовоздушной смеси Псг и др. параметров.
По аналогии с датчиком давления в камере сгорания для большей достоверности обнаружения пропуска воспламенения можно ввести дополнительное условие по проверке скорости нарастания ионного тока dl/dt (или dl/dy) в процессе горения топ-ливовоздушной смеси в сравнении с некоторой граничной функцией.
При наличии датчика температуры в камере сгорания пропуски воспламенения определяют по уровню средней температуры во всем объеме камеры сгорания в процессе горения топливовоздушной смеси в сравнении с некоторой граничной функцией. Условие пропуска воспламенения в этом случае
Т > Т ,
гр пг '
где Тгр - граничная функция режима работы ДВС, состава топливовоздушной смеси, вида топлива и внешних условий; Тпг - температура продуктов горения в определенном диапазоне углов положения коленчатого вала у в процессе горения топливовоздуш-ной смеси.
Графическое изображение данного условия обнаружения пропуска воспламенения практически похоже на условие с ионными токами (см. рис. 4).
Все граничные функции для любого из вышеназванных датчиков можно определить экспериментальным путем. Для этого определяются значения функций Дп, ДМ , р, I, Т
т' ^ кр Ге пг
на всех режимах работы ДВС, а затем вводятся граничные функции, отличающиеся от этих параметров на 5...20 % в зависимости от конкретного двигателя и режима его работы. Граничные функции можно определить и расчетным путем при расчете параметров ДВС, делая запас по этим параметрам 5. 20 % в зависимости от конкретного двигателя и режима его работы. Но в этом случае потребуется экспериментальная проверка полученный граничных функций, что фактически по затратам окажется выше, чем прямое экспериментальное их определение.
Граничные функции для различных газовых топлив и бензинов, а также различных двигателей отличаются друг от друга разным уровнем их протекания в зависимости от соответствующих параметров.
Работы по внедрению в систему управления ДВС последних трех вышеназванных датчиков только начинаются и имеют большую перспективу, так как могут решить много проблем, связанных с точностью дозирования топлива и управления режимом ДВС, оптимизацией параметров ДВС, снижением расхода топлива, токсичности ОГ и т.д. Для этого требуется разработать практически новый алгоритм управления ДВС.
Развитие алгоритма управления ДВС при работе на бензине и газе
Перспективным является алгоритм, в котором при обнаружении пропусков воспламенения более 2 % при работе на газовом топливе вместо отключения данного цилиндра его переключают на работу на бензине, при этом выдается код ошибки, по которому можно определить его номер для последующего устранения неисправности. В этом варианте двигатель
будет работать без замечаний на всех цилиндрах, если причина пропуска воспламенения не в системе зажигания, а в системе газовой подачи. Если пропуски воспламенения в цилиндре, переведенном с газа на бензин, продолжаются, то только в этом случае происходит отключение данного цилиндра с отключением управления по обратной связи с управляющего датчика содержания кислорода в ОГ.
Для снижения влияния неравномерных нагрузок при возвратно-поступательных движениях, механического износа шатунно-поршневой группы и вероятности ее механических повреждений при работе двигателя с одним выключенным цилиндром включают режим ограничения мощности и крутящего момента. Этот алгоритм позволит во многих случаях нормально передвигаться автомобилю до станции технического обслуживания для устранения дефекта в системе подачи газового топлива. При выполнении автокалибровки газового электронного блока управления работой ДВС данный алгоритм необходимо выключать, чтобы он не вмешивался в формирование коэффициентов газовой подачи при возможных пропусках воспламенения или вялого неполного сгорания топливовоздушной смеси. После выполнения автокалибровки газового контура этот алгоритм включают и выполняют проверку его работы путем выключения подачи газа на одной из электромагнитных форсунок, при этом должна включиться в работу соответствующая бензиновая форсунка. В этом случае нет необходимости ограничения режима работы двигателя по мощности и крутящему моменту.
При возникновении пропуска воспламенения или вялого неполного сгорания газовоздушной смеси по причинам ее переобеднения или переобогащения в одном или нескольких цилиндрах представляется возможность введения в алгоритм управления функции самообучения электронного блока управления по
топливоподаче в данные цилиндры. Сущность этого алгоритма заключается в том, что отключение цилиндра при пропусках воспламенения происходит после изменения обеднения или обогащения газовоздушной смеси на определенный промежуток времени с выявлением числа пропусков воспламенения в данном цилиндре. Если это число снижается при определенном составе смеси и достигает, например, менее 2 %, то отключение цилиндра не происходит, а происходит запоминание коэффициента коррекции цикловой топливоподачи в данный цилиндр на данном режиме работы ДВС. Гк = Кб Г ,
к об р '
где Гк - скорректированное время впрыска газа через электромагнитную форсунку при наличии пропусков воспламенения менее 2 % от общего числа рабочих тактов данного цилиндра; - расчетное время впрыска газа через электромагнитную форсунку при работе ДВС без пропусков воспламенения; Коб = ^п; Gв; Мв) - коэффициент обучения, который является функцией частоты вращения коленчатого вала п, расхода воздуха Gв через ДВС и числа Мв пропусков воспламенения в данном цилиндре.
Если не происходит изменения числа пропусков воспламенения в данном цилиндре, то пропуск воспламенения не связан с переобеднением или переобогащением газовоздушной смеси. В этом случае происходит отключение данного цилиндра.
Для начала самообучения в зависимости от частоты вращения коленчатого вала и нагрузки на двигатель определяется один коэффициент коррекции топливоподачи для всего диапазона режимных параметров ДВС, а далее его можно уточнять в зависимости от конкретного режима работы и записывать в память электронного блока управления ДВС. По усредненному коэффициенту коррекции топ-ливоподачи в конкретном цилиндре ДВС, который можно считывать с электронного блока управления с помощью диагностической программы или тестера, можно определять состояние газовых электромагнитных форсунок. В случае значительного изменения данного коэффициента от единицы, например, более чем на 5 % в одну или другую стороны, выдается код ошибки, по которому необходимо либо выполнить настройку расходной характеристики, либо заменить данную газовую форсунку на новую, либо выполнить дополнительные проверки, которые выявят причины переобеднения (подсос дополнительного воздуха во впускном трубопроводе) или переобогащения (негерметичность впускного или выпускного клапанов) в данном цилиндре. Для получения достоверных данных по коэффициенту коррекции топливоподачи в конкретный цилиндр ДВС при пропусках воспламенения алгоритм самообучения, например, включают на стационарных режимах работы и выключают при сбросе или увеличении частоты вращения коленчатого вала.
Литература
1. Шишков В.А. Определение величины увеличения угла опережения зажигания при переключении с бензина на газ в зависимости от скорости горения топливной смеси // Транспорт на альтернативном топливе. - 2008. - № 3.
- С. 20-23.
2. Шишков В.А. Алгоритм управления и диагностики состояния электромагнитных газовых форсунок ДВС с искровым зажиганием // АГЗК + АТ. - 2006.
- № 6 (30). - С. 46-48.
3. Шишков В.А. Алгоритм адаптации электронной системы управления ДВС к различным химическим составам газового топлива // Транспорт на альтернативном топливе. - 2008. - № 1. - С. 30-35.
