Czy komputer z silnikiem Diesla może wykryć (i zapobiec) niekontrolowanemu stanowi?

Chociaż niekontrolowany olej napędowy nie jest tak powszechny ...

... konsekwencje są spektakularnie katastrofalne .

W silnikach oldschoolowych rozumiem, że niewiele można z tym zrobić, prócz odcięcia dopływu powietrza.

A co z nowoczesnymi silnikami?

Ponieważ współczesne silniki zwykle mają komputer sterujący między różnymi czujnikami i siłownikami, wydaje się całkiem prawdopodobne, że komputer wykrywa obecność niekontrolowanego stanu i wyłącza wtryskiwacze paliwa i (miejmy nadzieję) zapobiega katastrofie.

Oczywiście odcięcie dopływu paliwa nie gwarantuje, że nie dojdzie do niekontrolowanego rozruchu (jeśli silnik pracuje na oparach oleju), ale radzi sobie z możliwym trybem awarii.

pytania

• Czy możliwe jest zdefiniowanie logicznego stanu na podstawie pewnych charakterystyk pracy silnika (np. Temperatury płynu chłodzącego, prędkości, przepustnicy), które służyłyby do przedstawienia silnika w trybie niekontrolowanym?

  Jednym ważnym czynnikiem, który należy wziąć pod uwagę, jest to, że zastosowany warunek logiczny nie powinien dawać fałszywie dodatniego wyniku (np. Odcina dopływ paliwa, ponieważ silnik jest obciążony, gdy w pełni załadowany pojazd jedzie pod górę)

• Jak w ogóle robią to dziś producenci pojazdów?

• Zakładając, że niekontrolowane wykrycie może być niezawodnie wykryte przez komputer silnika, jakie mechanizmy uruchamiające można zastosować, aby zrobić wszystko, aby zatrzymać niekontrolowaną pracę?

  Myślę o odcięciu dopływu powietrza, dopływu paliwa, dopływu oleju i zapobieganiu spalania silnika.

Powszechny sposób zapewniania skutecznej ochrony przed nadmierną prędkością obrotową silników wysokoprężnych w przemyśle naftowym i gazowym jest o wiele prostszy niż stosowanie elektroniki w celu wyłączenia.

Jedyną skuteczną i niezawodną metodą zatrzymania nadmiernej prędkości oleju napędowego jest zablokowanie powietrza dolotowego. Prosty zawór jest zainstalowany na kanale wlotowym powietrza, który zamyka się, gdy przepływ powietrza przez zawór przekroczy normalne prędkości normalnej pracy silnika. Jest uruchamiany przez sam przepływ powietrza, nie potrzebuje żadnych czujników ani zewnętrznego źródła zasilania. Może być skonfigurowany do zamykania po utracie ciśnienia oleju jako dodatkowa funkcja (zasadniczo niezwiązana z nadmierną prędkością) i do ręcznego zamykania kablem z panelu operacyjnego.

Urządzenia te działają na regulowane napięcie sprężyny:

siła zamykająca na zaworze jest zapewniona przez przepływający strumień powietrza dolotowego. Wraz ze wzrostem przepływu powietrza rośnie siła zamykania. przeciwdziałają temu sprężyny zaworowe, których napięcie wstępne jest regulowane tak, że przy danym przepływie powietrza siła wynikowa pokonuje opór sprężyny i powoduje zamknięcie zaworu. po zamknięciu zawór nie powróci do stanu otwartego, dopóki silnik się nie zatrzyma.

API lub NFPA (nie pamiętam, które) wymagają, aby mobilne silniki wysokoprężne reagujące na awarie stosowane w przemyśle naftowym i gazowym (rafinerie), takie jak rafinacyjne wozy strażackie, były wyposażone w wykrywanie oparów węglowodorów, które uruchamiają ten sam zawór, o którym mowa powyżej. Uważam, że głównym powodem NIE jest zapobieganie niekontrolowanemu biegowi (chociaż by tak się stało), to wyłączenie aktywnego źródła zapłonu w chmurze oparów, które może być bardziej katastrofalne niż niekontrolowany olej napędowy.

Prawdopodobnie bardzo łatwo byłoby wykryć stan niekontrolowanej pracy na podstawie położenia przepustnicy, prędkości obrotowej silnika i ewentualnie prędkości przyspieszenia lub prędkości obrotowej. Wyłączenie paliwa nie pomoże, ponieważ gdy wystąpi taki stan, silnik albo pracuje na własnym oleju, albo z gazu otoczenia w atmosferze.

Istnieje urządzenie zwane zaworem zamykającym, które jest montowane w niektórych silnikach, ale nie sądzę, aby istniały w samochodach drogowych jako takich.

Ucieczka ma miejsce, gdy silnik zaczyna pobierać paliwo ze źródła innego niż wtryskiwacze - wyciek oleju z turbodoładowania, olej gromadzony w chłodnicy powietrza doładowującego, olej jest wyciągany ze skrzyni korbowej. Jedynym sposobem, aby to zatrzymać, jest odcięcie dopływu powietrza do silnika.

Ucieczki, o których widziałem / słyszałem, zdarzają się szybko - naprawdę szybko - wzrost prędkości jest inny niż wszystko, co mogłoby / mogłoby się zdarzyć podczas normalnej pracy (może być podobne do swobodnego przyspieszania silnika. Więc na pewno wydaje się, że ECU może wykrywa to dość łatwo. Oprócz prędkości obrotowej i położenia przepustnicy, ECU prawdopodobnie ma dostęp do prędkości na drodze i biegu, w którym znajduje się przekładnia.

Można to zatrzymać, uruchamiając zawór przeciwwstrząsowy lub coś takiego, na przykład dedykowaną klapę odcinającą / zawór wlotowy.

To powiedziawszy, dziwi mnie to, że nie wydaje się to być cechą ECU w żadnym z silników wysokoprężnych VW, które znam - nawet jeśli wydają się mieć niezbędne czujniki i zawór przeciwwstrząsowy, który jest w stanie wyłączania silnika (przynajmniej z biegu jałowego, nigdy nie próbowałem go wyłączyć z silnika przy szeroko otwartej przepustnicy). Ponieważ wydaje się, że można to zrobić całkowicie w oprogramowaniu układowym ECU, pomyślałbym, że tak by było - koszt opracowania wydaje się, że byłby stosunkowo niski i jednorazowy (poza dostosowaniem niektórych parametrów, gdyby projekt nie był samostrojenie), nie byłoby kosztu jednostkowego, który widzę.

To sprawia, że ​​zastanawiam się, czy istnieje jakiś inny powód niewdrożenia tej funkcji. Gdyby istniały dodatkowe koszty materiałowe, widziałbym, jak kosztowałbym produkcję w porównaniu z prawdopodobieństwem ucieczki, ale ponieważ koszt na pojazd wyniósłby zero (lub byłby bardzo bliski zeru), nie wydaje się to uzasadnieniem braku działania byłoby to ekonomiczne.

Wszystkie silniki zmniejszą wtrysk paliwa, gdy czerwona linia zostanie przekroczona. Po to są ograniczenia obrotów i są z nami od wielu dziesięcioleci.

Niektóre silniki (najnowocześniejsze?) Mają przepustnicę, chociaż nie są absolutnie konieczne do podstawowej pracy. Zawór ten powinien zacząć się zamykać, gdy silnik potrzebuje, no cóż, dławienia, jak ma to miejsce w przypadku zwolnienia pedału przyspieszenia lub przekroczenia prędkości obrotowej.

Nawiasem mówiąc, kiedyś nie mogłem wyłączyć silnika benzynowego , ponieważ pracował na samozapłonowym oleju zasysanym przez otwór wypalony w tłoku przez zepsutą świecę zapłonową. Nie przekroczył prędkości obrotowej, ale nie zatrzymywałby się przez mniej więcej minutę po zatrzymaniu i wyłączeniu zapłonu. Tak więc problem może się zdarzyć nawet w przypadku silników wysokoprężnych.

możesz zdefiniować niekontrolowany silnik w oparciu o to, czy za daleko wykracza poza czerwoną linię za pomocą czujników krzywkowych lub korbowych.

Aby temu zapobiec, zrobiłbyś jedną lub dwie rzeczy. dopływ paliwa zostałby odcięty i / lub przepustnica zamknie się. Możesz także użyć hamulca i sprzęgła lub hamulca trans i przekładni hydrokinetycznej o wysokiej rezystancji.

Możesz popchnąć krzywki na boki, utrzymując silnik zamknięty.

możesz zrobić coś podobnego do hamulca Jake i otworzyć porty wydechowe na suwu zasilania.

możesz zablokować rurę wydechową.

możesz mieć zbiornik gazu obojętnego, który uwalnia

Silniki Diesla używają wyłączania silnika, aby zatrzymać silnik, ale nie jest to tylko kwestia odcięcia powietrza i paliwa do silnika. Silnik musi wdychać powietrze, sprężać je, a następnie zwolnić na końcu skoku sprężania. Jeśli powietrze nie jest aktywnie wdychane i wydychane, silnik odzyska energię, którą wyda na suw sprężania na suw rozprężny. Silnik, który nie został zaprojektowany do hamowania, nie może działać jak hamulec. Zatrzymanie paliwa i powietrza nie zatrzyma ucieczki na pochyłości.

Możliwe jest wykrycie działania pojazdu poza reżimem bezpieczeństwa, ale działania automatycznego systemu mogą okazać się niebezpieczne. Na przykład agresywne hamowanie pojazdu na śliskiej nawierzchni może spowodować całkowitą utratę kontroli.

Komputery są prawdopodobnie lepsze w zmniejszaniu prawdopodobieństwa ucieczki niż w hamowaniu. Mogą monitorować krytyczne temperatury, ciśnienia i poziomy oraz zgłaszać alarm, zanim hamulce się zepsują.

Rozumiałem, że niekontrolowany olej napędowy jest spowodowany całkowicie przez smarowanie oleju, który przedostaje się do ładunku powietrza w komorze spalania, zwykle, ale nie zawsze, przez uszkodzone uszczelnienie olejowe w turbosprężarce.

Większość współczesnych silników (przez co mam na myśli lata 90-te), szczególnie z wtryskiem paliwa, działają w trybie „cut-off cut-off”, aby oszczędzać paliwo i poprawiać hamowanie silnikiem, w przypadku gdy nie pracujesz na przepustnicy, a obroty są powyżej pewnego poziomu (zazwyczaj mid-1000), ale nie celowo wstrzykiwać jakiegokolwiek paliwa do cylindra lub ładunku powietrza, tylko wznowienie wtrysku (lub gażników), gdy prędkość spada poniżej tego progu w celu uniknięcia stoisko (niektóre modele szczególnie nerwowy, takie jak małe silniki wysokoprężne z silnym wzmocnieniem są tak naprawdę ustawione, aby rozpocząć wstrzykiwanie nieco przy nieco wyższych obrotach, jeśli prędkość silnika gwałtownie spada, jako taktyka „zapobiegająca utknięciu”, ale nadal wymaga to obrotów na minutę w 2000 r. lub - bez zasięgu, a dla nich spadają, nie rosną).

Dlatego nie trzeba będzie wprowadzać żadnych zmian w ich działaniu, aby zrealizować swój pomysł; wszystko jest w porządku, to jest to, co już robią domyślnie. Jeśli nie dotykasz przepustnicy, a obroty zaczną rosnąć, system najpierw stopniowo zmniejszy wtryskiwane paliwo, aby spróbować wyregulować bieg jałowy z powrotem do normalnej prędkości, a jeśli to nie nastąpi, całkowicie go odetnie jest powyżej progu przekroczenia, aby uruchomić hamowanie silnikiem. Jeśli to nie wystarczy, ponieważ paliwo palne jest dodawane z innego źródła, no cóż ... chyba że w silniku jest zainstalowany jakiś inny specjalny system zapobiegający niekontrolowanemu ucieczce (np. Elektrozawór aktywowany klapą, który katastrofalnie udusi dopływ powietrza), lub kierowca jest w stanie podjąć wystarczająco szybką i brutalną akcję, aby siłą go zatrzymać, podczas gdy anomalny przepływ paliwa jest wciąż dość niewielki (jak kiedyś musiałem) ... jesteś napchany. ECU nie może nic zrobić.

Ponadto, ponieważ komputery silnika na ogół nie robią wiele, aby zintegrować informacje z czujników kół ABS i / lub skrzyni biegów (a zwłaszcza ze sprzęgła), poza poziomem kontrolowania igły speedo i aktywacji ABS / ESP w razie potrzeby lub włączenie światła cofania lub zmniejszenie przepustnicy przepustnicy drutowej, jeśli zostanie wykryty obrót koła, ECU praktycznie nie ma możliwości ustalenia, czy nieoczekiwany wzrost prędkości obrotowej silnika jest spowodowany nieprawidłowym niekontrolowanym niekontrolowanym wzrostem prędkości. dużo długiego, łatwego do uruchomienia sprayu wprowadzonego w mroźny poranek lub silnik jest mechanicznie przesterowany przez koła jezdne z powodu gwałtownego obniżenia lub zastosowania redukcji biegów, która działa jak hamulec silnika. Z pewnością miałoby trudności ze zrozumieniem, co ”

((nawiasem mówiąc, być może stało się to odtąd w codziennych silnikach wysokoprężnych samochodów osobowych, ale posiadanie jakiejkolwiek klapy, przepustnicy lub ograniczenia wlotowego zdecydowanie NIE było w żadnym przypadku, który posiadałem; część wydajności systemu w typowych małych TDi opiera się na braku takich rzeczy, przy czym moc i prędkość silnika zależą całkowicie od ilości paliwa wtryśniętego tuż przed TDC w suwie sprężania. Jeśli jest klapka bezpieczeństwa, powinna być bezpiecznie schowane poza zwykłym przepływem powietrza, dopóki nie będzie rzeczywiście potrzebne, tylko wtedy, gdy zatrzaśnie się zamknięte. Przypuszczam, że byłoby najbardziej przydatne, niezawodne i łatwe do wdrożenia, gdyby otworzyło się po włączeniu zapłonu i zostało zamknięte po włączeniu to wyłączone ...?))