RU2620477C1 - Device for measurement, control and diagnostics of combustion process in combustion engine chamber - Google Patents
Device for measurement, control and diagnostics of combustion process in combustion engine chamber Download PDFInfo
- Publication number
- RU2620477C1 RU2620477C1 RU2016117701A RU2016117701A RU2620477C1 RU 2620477 C1 RU2620477 C1 RU 2620477C1 RU 2016117701 A RU2016117701 A RU 2016117701A RU 2016117701 A RU2016117701 A RU 2016117701A RU 2620477 C1 RU2620477 C1 RU 2620477C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- cylinder head
- combustion
- metal rod
- electrode
- hole
- Prior art date
Links
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 title claims abstract description 65
- 238000005259 measurement Methods 0.000 title abstract description 5
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 20
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 20
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 11
- 239000002966 varnish Substances 0.000 claims description 9
- 230000008719 thickening Effects 0.000 claims description 8
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 claims description 7
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 3
- 230000002035 prolonged effect Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 18
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 12
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 7
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 5
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 5
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 5
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 5
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 4
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 4
- 244000309464 bull Species 0.000 description 3
- 238000013461 design Methods 0.000 description 3
- 238000010292 electrical insulation Methods 0.000 description 3
- 238000011160 research Methods 0.000 description 3
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 2
- 230000008034 disappearance Effects 0.000 description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- 229910000976 Electrical steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 1
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000013543 active substance Substances 0.000 description 1
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- 239000012790 adhesive layer Substances 0.000 description 1
- 230000000712 assembly Effects 0.000 description 1
- 238000000429 assembly Methods 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000009530 blood pressure measurement Methods 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 210000003298 dental enamel Anatomy 0.000 description 1
- 238000005474 detonation Methods 0.000 description 1
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 1
- 238000010892 electric spark Methods 0.000 description 1
- 239000012777 electrically insulating material Substances 0.000 description 1
- 239000003344 environmental pollutant Substances 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000036039 immunity Effects 0.000 description 1
- 238000011089 mechanical engineering Methods 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 1
- 239000003208 petroleum Substances 0.000 description 1
- 231100000719 pollutant Toxicity 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 1
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 description 1
- 231100000419 toxicity Toxicity 0.000 description 1
- 230000001988 toxicity Effects 0.000 description 1
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23N—REGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
- F23N5/00—Systems for controlling combustion
- F23N5/02—Systems for controlling combustion using devices responsive to thermal changes or to thermal expansion of a medium
- F23N5/12—Systems for controlling combustion using devices responsive to thermal changes or to thermal expansion of a medium using ionisation-sensitive elements, i.e. flame rods
Landscapes
- Other Investigation Or Analysis Of Materials By Electrical Means (AREA)
- Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
- Ignition Installations For Internal Combustion Engines (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к системам исследования, контроля и диагностики процессами воспламенения и сгорания топлива, конкретно к системам исследования процесса сгорания топлива в камерах сгорания поршневых двигателей внутреннего сгорания.The invention relates to systems for research, monitoring and diagnostics by the processes of ignition and combustion of fuel, specifically to systems for studying the process of combustion of fuel in the combustion chambers of reciprocating internal combustion engines.
Для исследования процесса воспламенения и сгорания, контроля воспламенения и сгорания топлива в топках металлургических печей, котельных установок, в форсажных камерах сгорания турбореактивных двигателей широко применяются системы, работа которых основана на измерении ионного тока пламени и сравнении замеренной амплитуды ионного тока с эталонным значением тока (см. Степанов Е.М., Дьячков Б.Г. Ионизация в пламени и электрическое поле. М.: Металлургия, 1968. Лаутон Д.Ж. Электрические аспекты горения. М.: Энергия, 1976. Шайкин А.П., Русаков М.М., Егоров А.Г. и др.; Патент на изобретение РФ №2096690 «Способ контроля и управления сжиганием топлива и ионизационный датчик для его осуществления», Бюл. №32). Появление ионного тока в пламени регистрируется практически мгновенно, а изменение его величины отражает изменение параметров горения - давления, температуры, турбулентности, состава смеси. Эти системы состоят из: камеры сгорания, ионизационного датчика и электронной системы управления подачей топлива.To study the process of ignition and combustion, control of ignition and combustion of fuel in the furnaces of metallurgical furnaces, boiler plants, and afterburner combustion chambers of turbojet engines, systems are widely used whose operation is based on measuring the ion current of the flame and comparing the measured amplitude of the ion current with the reference current value (see Stepanov EM, Dyachkov BG Ionization in a flame and electric field. M: Metallurgy, 1968. Lauton D.Zh. Electrical aspects of combustion. M: Energy, 1976. Shaykin AP, Rusakov M .M. His s AG et al .; invention patent RF №2096690 «Method for monitoring and control of fuel combustion and a flame rod for its implementation", Bul. №32). The appearance of an ion current in a flame is recorded almost instantly, and a change in its value reflects a change in the combustion parameters — pressure, temperature, turbulence, and the composition of the mixture. These systems consist of: a combustion chamber, an ionization sensor and an electronic fuel management system.
Однако эти системы не применимы в поршневых двигателях внутреннего сгорания, в связи со значительными размерами датчиков ионизации состоящих из электрода и электроизолирующего материала, которые достаточно сложно установить в камеру сгорания не нарушив герметичность и прочность головки цилиндра.However, these systems are not applicable in reciprocating internal combustion engines, due to the significant size of the ionization sensors consisting of an electrode and an electrically insulating material, which are difficult to install in the combustion chamber without violating the tightness and strength of the cylinder head.
Известны способы определения состава смеси, измерения давления и концентрации токсичных выделений в поршневых двигателях по электропроводности в зоне свечи зажигания (R. Reinmann, A. Saitzkoff, F. Mauss, "Local Air-Fuet Ratio Measurements Using the Spark Plug as an lonisation Sensor", SAE Paper No 970856, 1997. A. Saitzkoff, R. Reinmann, F. Mauss, M. Glavmo, "In-Cylinder Pressure Measurements Using the Spark Plug as an lonisation Sensor", SAE Paper No 970857, 1997. Gerard W. Malaczynski and Michael E. Baker, "Real-Time Digital Signal Processing of ionization Current for Engine Diagnostic and Control", SAE Paper No 2003-03-1119. Семенов Е.С., Карпов В.П. Заявка на изобретение РФ №94038776 «Способ контроля детонации в двигателях внутреннего сгорания»), где используется система измерения электропроводности пламени, в которой в качестве одного из электродов ионизационного датчика применяется свеча зажигания, а в качестве другого - корпус двигателя.Known methods for determining the composition of the mixture, measuring pressure and the concentration of toxic emissions in piston engines by electrical conductivity in the area of the spark plug (R. Reinmann, A. Saitzkoff, F. Mauss, "Local Air-Fuet Ratio Measurements Using the Spark Plug as an lonisation Sensor" , SAE Paper No. 970856, 1997. A. Saitzkoff, R. Reinmann, F. Mauss, M. Glavmo, "In-Cylinder Pressure Measurements Using the Spark Plug as an lonisation Sensor", SAE Paper No. 970857, 1997. Gerard W. Malaczynski and Michael E. Baker, "Real-Time Digital Signal Processing of ionization Current for Engine Diagnostic and Control", SAE Paper No 2003-03-1119. Semenov ES, Karpov VP Application for the invention of the Russian Federation No. 94038776 “A method for controlling detonation in internal combustion engines”), where a flame conductivity measuring system is used, in which a spark plug is used as one of the electrodes of the ionization sensor, and the engine housing is used as the other.
Недостатки, присущие предложенной системе, обусловлены тем, что характеристики сгорания в период воспламенения и выгорания топливно-воздушной смеси определялись в ограниченном объеме вблизи свечи зажигания, а также значительный шум сигнала вследствие низкой помехоустойчивости получаемого сигнала после искрового разряда.The disadvantages inherent in the proposed system are due to the fact that the characteristics of combustion during ignition and burnout of the fuel-air mixture were determined in a limited volume near the spark plug, as well as significant signal noise due to the low noise immunity of the received signal after a spark discharge.
Между тем известно, что достижение максимального давления сгорания, а также токсичность отработавших газов определяются в стадии завершения процесса сгорания (Образование и разложение загрязняющих веществ в пламени: Пер. с англ. / Ред. Н.А. Чигир. - М.: Машиностроение, 1981. - 497 с., ил, с. 277-285). Также известно, что эффективностью тепловыделения в бензиновых двигателях определяется характеристиками изменения ширины зоны горения и скорости распространения пламени в начальной и конечной фазах сгорания (Шайкин А.П., Ивашин П.В., Смоленский В.В., Бобровский И.Н. Заявка на изобретение РФ №2013128191 «Способ исследования процесса сгорания в двигателе внутреннего сгорания и система для его осуществления», Дата публикации заявки: 27.12.2014, Бюл. №36). И, следовательно, для полноценного исследования, контроля и диагностики процессами воспламенения и сгорания топлива необходимо размещать датчики ионизации в различных зонах камеры сгорания.Meanwhile, it is known that the achievement of the maximum combustion pressure, as well as the toxicity of the exhaust gases, are determined at the stage of completion of the combustion process (Formation and decomposition of pollutants in the flame: Transl. From English / Ed. By N.A. Chigir. - M.: Mechanical Engineering, 1981.- 497 p., Silt, p. 277-285). It is also known that the heat release efficiency in gasoline engines is determined by the characteristics of changes in the width of the combustion zone and the flame propagation velocity in the initial and final phases of combustion (Shaikin A.P., Ivashin P.V., Smolensky V.V., Bobrovsky I.N. for the invention of the Russian Federation No. 2013128191 “Method for studying the combustion process in an internal combustion engine and a system for its implementation”, Application publication date: 12/27/2014, Bull. No. 36). And, therefore, for full-fledged research, monitoring and diagnostics of the processes of ignition and combustion of fuel, it is necessary to place ionization sensors in various zones of the combustion chamber.
Известны конструкции датчиков ионизации которые применяются для исследования процесса сгорания в двигателе внутреннего сгорания (Шайкин А.П., Ивашин П.В., Дерячев А.Д. Заявка на изобретение РФ №2013146084/06 «Ионизационный датчик». Дата публикации заявки: 20.04.2015, Бюл. №11.) Ионизационный датчик, содержащий два электрода, одним из которых является корпус датчика, соединенный с остовом (корпусом) двигателя и имеющий полость, открытую в камеру сгорания двигателя, отличающийся тем, что второй электрод, изолированный от корпуса датчика и деталей двигателя, расположен внутри полости корпуса датчика.Known designs of ionization sensors that are used to study the combustion process in an internal combustion engine (Shaykin A.P., Ivashin P.V., Deryachev A.D. Application for invention of the Russian Federation No. 2013146084/06 “Ionization sensor.” Application publication date: 20.04 .2015, Bull. No. 11.) An ionization sensor containing two electrodes, one of which is a sensor housing connected to the core (housing) of the engine and having a cavity open to the combustion chamber of the engine, characterized in that the second electrode is isolated from the housing sensor and engine parts la, located inside the cavity of the sensor housing.
Недостатком такого подхода является сложность уплотнения при установке в камеру сгорания поршневого ДВС, так как из-за своих габаритов такие датчики ставятся через рубашку охлаждения.The disadvantage of this approach is the difficulty of sealing when installing a piston internal combustion engine in the combustion chamber, since due to their dimensions, such sensors are placed through the cooling jacket.
Известен способ и устройство исследования процесса сгорания в двигателе внутреннего сгорания при использовании системы с ионизационными датчиками, установленными в камеру сгорания, полость изменяющегося объема из цилиндра, поршня и головки цилиндров с установленными в ней свечой зажигания и ионизационным датчиком, одним из электродов которого является корпус двигателя и несколько изолированных от деталей корпуса электродов, выполняются следующие операции: регистрируют подачу электрического питания на свечу зажигания, амплитуду и время появления и исчезновения ионного тока по каждому электроду ионизационного датчика, проводят сравнение времени появления и исчезновения ионного тока на каждом электроде, определяют направление осредненного движения фронта пламени, ширину зоны химических реакций и их интенсивность (прототип - патент РФ №2309334 «Способ контроля и управления сгорания топлива в ДВС и ионизационный датчик для его осуществления», Ахремочкин О.А., Баринов В.В., Ивашин П.В., Коломиец П.В., Шайкин А.П., приор, от 10.01.2006, Бюл. №1, 2007).A known method and device for studying the combustion process in an internal combustion engine when using a system with ionization sensors installed in a combustion chamber, a cavity of varying volume from a cylinder, piston and cylinder head with a spark plug and an ionization sensor installed in it, one of the electrodes of which is the engine body and several electrodes isolated from the parts of the housing, the following operations are performed: register the supply of electrical power to the spark plug, the amplitude and The time of appearance and disappearance of the ion current for each electrode of the ionization sensor, compares the time of appearance and disappearance of the ion current at each electrode, determines the direction of the averaged movement of the flame front, the width of the zone of chemical reactions and their intensity (prototype - RF patent No. 2309334 "Method of control and management fuel combustion in the internal combustion engine and an ionization sensor for its implementation ", Akhremochkin OA, Barinov VV, Ivashin PV, Kolomiyets PV, Shaykin AP, prior, from 10.01.2006, Bull . No. 1, 2007).
Недостатки, присущие в предложенном способе и устройстве, заключаются в следующем, электроды изолируются при помощи керамических трубок, что значительно увеличивает диаметр установочного отверстия и ухудшает прочностные характеристики головки цилиндра, предложенное решение является не технологичным и не надежным, так как из-за своих значительных размеров датчики предложено устанавливать через рубашку охлаждения, что при нагреве двигателя и разными коэффициентами линейного расширения материалов приводит к течи охлаждающей жидкости.The disadvantages inherent in the proposed method and device are as follows, the electrodes are insulated using ceramic tubes, which significantly increases the diameter of the mounting hole and worsens the strength characteristics of the cylinder head, the proposed solution is not technological and not reliable, because of its significant size it was proposed to install sensors through the cooling jacket, which, when the engine is heated and with different coefficients of linear expansion of the materials, leads to leakage of coolant .
Исходя из представленных материалов можно сделать вывод, что способы и методы исследования, контроля и диагностики процессами воспламенения и сгорания топлива, основанные на электропроводности пламени, имеют большой потенциал применения, и одним из сдерживающих их применение факторов является сложность надежной установки датчиков ионизации в камере сгорания поршневых двигателей которые имеют значительные ограничения по габаритам посадочных мест для датчиков.Based on the presented materials, it can be concluded that the methods and methods of research, monitoring and diagnostics of the ignition and combustion of fuels, based on the electrical conductivity of the flame, have great potential for application, and one of the factors limiting their use is the difficulty of reliable installation of ionization sensors in the piston combustion chamber engines that have significant restrictions on the dimensions of the seats for the sensors.
Основные недостатки указанных выше способов и устройств заключаются в следующем: использование свечи зажигания в качестве электрода значительно снижает информативность получаемых данных о характере протекания сгорания, рассмотренные способы размещения электродов в камере сгорания поршневого двигателя имеют общие недостатки, а именно нетехнологичность и ненадежность конструкции, вследствие больших габаритов посадочного места в связи с необходимостью осуществлять электроизоляцию электрода и наличием определенного зазора между нулевым электродом - корпусом и положительным электродом, между которыми, при наличии плазмы, возникает электрический ток. Также при работе на нагрузочных режимах, за счет разного коэффициента линейного расширения, высоких давлений в камере сгорания, площади электрода и его электроизоляции, возникает эффект выдавливания электродов из камеры сгорания, что существенно снижает работоспособность рассмотренных способов установки датчиков ионизации.The main disadvantages of the above methods and devices are as follows: the use of a spark plug as an electrode significantly reduces the information content of the data on the nature of the combustion, the considered methods of placing the electrodes in the combustion chamber of a piston engine have common disadvantages, namely the low-tech and unreliable design, due to the large size seat due to the need to carry out electrical insulation of the electrode and the presence of a certain gap between well the left electrode - the body and the positive electrode, between which, in the presence of plasma, an electric current occurs. Also, when operating under load conditions, due to different linear expansion coefficients, high pressures in the combustion chamber, electrode area and its electrical insulation, the effect of extruding electrodes from the combustion chamber arises, which significantly reduces the efficiency of the considered methods of installing ionization sensors.
Задачей изобретения является обеспечение возможности установки датчиков ионизации в камеру сгорания поршневых двигателей с сохранением работоспособности двигателя и повышение надежности и долговечности работы системы измерения ионных токов в камере сгорания.The objective of the invention is to enable the installation of ionization sensors in the combustion chamber of piston engines while maintaining engine performance and improving the reliability and durability of the system for measuring ion currents in the combustion chamber.
Указанная задача достигается тем, что в устройстве измерения, контроля и диагностики процесса сгорания в камере двигателя внутреннего сгорания, содержащем прибор фиксации показаний датчика и ионизационный датчик, включающий изолированные друг от друга электроды, один из которых, отрицательный, - корпус головки цилиндра, второй, положительный, - изолированный от головки цилиндров металлический стержень, установленный в отверстии, выполненном в головке цилиндров, в соответствии с изобретением металлический стержень покрыт электроизоляционным слоем лака, имеет сферическое утолщение на конце, причем отверстие в корпусе головки цилиндра снабжено фаской и имеет диаметр, равный диаметру стержня.This task is achieved by the fact that in the device for measuring, monitoring and diagnosing the combustion process in the chamber of the internal combustion engine, comprising a sensor readout device and an ionization sensor, including electrodes isolated from each other, one of which is negative, the cylinder head housing, the second, positive, - a metal rod insulated from the cylinder head, installed in the hole made in the cylinder head, in accordance with the invention, the metal rod is coated with electrical insulation the ionic layer of varnish has a spherical thickening at the end, and the hole in the cylinder head housing is chamfered and has a diameter equal to the diameter of the rod.
Металлический стержень изготавливают из материала схожего по характеристикам линейного расширения с материалом головки цилиндра.The metal rod is made of a material similar in linear expansion characteristics to the material of the cylinder head.
С внешней стороны металлического стержня выполнена резьба для установки фиксатора.On the outside of the metal rod is a thread for installing the latch.
Технический результат от использования всех существенных признаков изобретения заключается в повышении надежности и долговечности работы системы измерения ионных токов в камере сгорания. Кроме того, обеспечивается возможность установки датчиков ионизации в головку блока цилиндров поршневых двигателей с сохранением работоспособности двигателя, без нарушения целостности рубашки охлаждения.The technical result from the use of all the essential features of the invention is to increase the reliability and durability of the system for measuring ion currents in the combustion chamber. In addition, it is possible to install ionization sensors in the cylinder head of piston engines while maintaining the engine's operability, without violating the integrity of the cooling jacket.
Выполнение устройства, в котором второй, положительный электрод, выполнен в виде изолированного от камеры сгорания металлического стержня, покрытого электроизоляционным слоем лака, имеющего сферическое утолщение на конце, и установленного в отверстии в корпусе головки цилиндра, снабженном фаской и имеющим диаметр, равный диаметру стержня, позволяет повысить надежность и долговечность работы системы измерения ионных токов в камере сгорания.A device in which the second, positive electrode is made in the form of a metal rod isolated from the combustion chamber, coated with an insulating layer of varnish, having a spherical thickening at the end, and installed in a hole in the cylinder head body, bevelled and having a diameter equal to the diameter of the rod, improves the reliability and durability of the system for measuring ion currents in the combustion chamber.
За счет применения электроизоляционного лака достигается уменьшение габаритов установочного отверстия в зоне установки датчика, что позволяет устанавливать второй электрод ионизационного датчика в головку цилиндра без нарушения целостности рубашки охлаждения головки цилиндра и уменьшать возможность выдавливания стержня электрода, как следствие - ведет к повышению надежности и долговечности работы системы измерения ионных токов в камере сгорания.Due to the use of electrical insulating varnish, a reduction in the dimensions of the mounting hole in the sensor installation zone is achieved, which allows you to install a second electrode of the ionization sensor in the cylinder head without violating the integrity of the cylinder head cooling jacket and reduce the ability to extrude the electrode rod, as a result of which increases the reliability and durability of the system measuring ion currents in the combustion chamber.
Сферическое утолщение на конце стержня второго электрода, установленного в отверстие, снабженное фаской для посадки сферического утолщения, а также наличие слоя клея и возможность фиксации стержня второго электрода датчика позволяют повысить герметичность установки, что также ведет к повышению надежности и долговечности работы системы измерения ионных токов в камере сгорания.The spherical thickening at the end of the rod of the second electrode installed in the hole, equipped with a chamfer to fit the spherical thickening, as well as the presence of an adhesive layer and the possibility of fixing the rod of the second electrode of the sensor, increase the tightness of the installation, which also leads to increased reliability and durability of the ion current measurement combustion chamber.
Конструкция заявляемого технического решения показана на чертежах.The design of the proposed technical solution is shown in the drawings.
Фиг. 1 - Схема установки электрода в головку цилиндра поршневого двигателя, вид снизу.FIG. 1 - Scheme of installation of the electrode in the cylinder head of a piston engine, bottom view.
Фиг. 2 - Электрическая схема регистрации ионных токов в камере сгорания двигателя внутреннего сгорания.FIG. 2 - An electric circuit for detecting ion currents in a combustion chamber of an internal combustion engine.
Устройство измерения, контроля и диагностики процесса сгорания в камере двигателя внутреннего сгорания, содержит ионизационный датчик, включающий изолированные друг от друга электроды 1, 2. Один из электродов 1, отрицательный, - корпус головки цилиндра. Второй 2, положительный, - изолированный от головки цилиндров металлический стержень. Второй электрод 2 установлен в отверстии 3, выполненном в головке цилиндров 4.A device for measuring, monitoring and diagnosing the combustion process in the chamber of an internal combustion engine contains an ionization
Металлический стержень 2 положительного электрода покрыт электроизоляционным слоем лака 5 и имеет сферическое утолщение 6 на одном конце, расположенном в камере сгорания. Сферическое утолщение 6 на металлическом стержне 2 выполняется методом наплавки материала или расплавления того же материала, что и стержень, и придания ему нужной формы. Сферическое утолщение 6 является неразрывным элементом электрода 2 датчика.The
Отверстие 3 в корпусе головки цилиндра 4 снабжено фаской 7 и имеет диаметр D, равный диаметру стержня 2 положительного электрода. Устройство содержит прибор 8 фиксации показаний датчика.The
С внешней стороны металлического стержня 2 выполнена резьба для установки фиксатора 9, выполненного, например, в виде резиновой шайбы 10 и гайки 11.On the outside of the
Положительный электрод 2 установлен в отверстие 3 на термостойкий клей 12, так чтобы сферическое утолщение 6 располагалось в фаске 7, прилегающей к камере сгорания.The
Металлический стержень 2 положительного электрода изготавливают из материала схожего по характеристикам линейного расширения с материалом головки цилиндра 4.The
Прибор 8 фиксации показаний датчика представляет собой, например, осциллограф, включенный в электрическую сеть, состоящую из источника питания постоянного тока 13, к которому подключен ионизационный датчик 14 и датчик напряжения 15 и снабженную выходом 16 на цифровой осциллограф (см. фиг. 2).The
Широко известны покрывные лаки, предназначенные преимущественно для создания защитного электроизоляционного покрытия на пропитанных обмотках, а также для покрытия металлов, различных электроизоляционных деталей из гетинакса, текстолита и других материалов. Они образуют механически прочную, гладкую, блестящую, влагостойкую пленку на поверхности твердой изоляции. Такая пленка повышает напряжение поверхностного разряда и поверхностное сопротивление изоляции, создает защиту лакируемого изделия от действия влаги, растворителей и химически активных веществ. Некоторые покрывные лаки (так называемые эмаль-лаки) наносят не на твердую изоляцию, а непосредственно на металл, образуя на его поверхности электроизоляционный слой (например, изоляция эмалированных проводов, изоляция листов электротехнической стали в расслоенных магнитопроводах электрических машин и аппаратов). Покрывные лаки имеют хорошие электрические характеристики, влагостойкость и нагревостойкость, оптимально быстро высыхают, проявлять хорошую адгезию к покрываемой поверхности и способность образовывать твердую и механически прочную пленку. В зависимости от условий эксплуатации и назначения электротехнического оборудования к покрывным лакам могут быть предъявлены и дополнительные требования, как, например, повышенная влаго- и термостойкость, стойкость к воздействию нефтяных масел и химически активных сред.Coating varnishes are widely known, intended primarily for creating a protective electrical insulating coating on impregnated windings, as well as for coating metals, various electrical insulating parts from getinax, textolite and other materials. They form a mechanically strong, smooth, shiny, moisture-resistant film on the surface of solid insulation. Such a film increases the surface discharge voltage and surface insulation resistance, creates protection for the varnished product from moisture, solvents and chemically active substances. Some coating varnishes (the so-called enamel varnishes) are applied not to solid insulation, but directly to the metal, forming an electrical insulating layer on its surface (for example, insulation of enameled wires, insulation of sheets of electrical steel in delaminated magnetic circuits of electrical machines and devices). Coating varnishes have good electrical characteristics, moisture resistance and heat resistance, dry quickly optimally, show good adhesion to the surface to be coated and the ability to form a hard and mechanically strong film. Depending on the operating conditions and the purpose of the electrical equipment, additional requirements can be imposed on topcoats, such as increased moisture and heat resistance, resistance to the effects of petroleum oils and chemically active environments.
Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.
При приближении днища поршня к верхней мертвой точке на свечу зажигания подается электрическое питание высокого напряжения и между электродами свечи проскакивает электрическая искра, воспламеняющая топливно-воздушную смесь в камере сгорания в объеме вокруг электродов свечи. От воспламенившегося объема пламя распространяется по свежей ТВС по камере сгорания. В процессе завершения сгорания фронт пламени, достигнув положительного электрода - металлического стержня 2, замыкает электрическую цепь между электродами ионизационного датчика, головкой блока 1 и металлическим стержнем 2, в которой появляется ионный ток. Величина ионного тока, характеризующая интенсивность выгорания ТВС, сравнивается в электронной системе управления двигателем (ЭСУД) с величиной ионного тока при 
Проведенные экспериментальные исследования предложенного решения на двигателе ВА3-2111 (Смоленская, Н.М. Улучшение экономичности двигателей с искровым зажиганием за счет применения газовых композитных топлив: дис. канд. тех. наук: 05.04.02 - М., 2015. - 165 с., Смоленская, Н.М. Скорость распространения пламени в двигателе ВА3-2111 при добавке водорода в бензовоздушную смесь / Н.М. Смоленская, В.В. Смоленский // ж-л. Естественные и технические науки №4, 2013. М.: Спутник плюс. - С. 25-31.) подтвердили, что оно позволяет обеспечить повышение надежности и работоспособности системы измерения, контроля и диагностики процесса сгорания, при этом полученные сигналы имеют хорошо обрабатываемый и информативный вид.Experimental studies of the proposed solution on the VA3-2111 engine (Smolenskaya, N.M. Improving the efficiency of spark ignition engines through the use of gas composite fuels: diss. Candidate of technical sciences: 05.04.02 - M., 2015. - 165 s ., Smolenskaya, N.M. Flame propagation velocity in the VA3-2111 engine when hydrogen is added to a gasoline mixture / N.M. Smolenskaya, V.V. Smolensky // J. Natural and Technical Sciences No. 4, 2013. M .: Sputnik plus. - P. 25-31.) Confirmed that it allows to increase the reliability and availability and measuring, control and diagnostics of the combustion process, the received signals are processed well and informative view.
Claims (3)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016117701A RU2620477C1 (en) | 2016-05-04 | 2016-05-04 | Device for measurement, control and diagnostics of combustion process in combustion engine chamber |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016117701A RU2620477C1 (en) | 2016-05-04 | 2016-05-04 | Device for measurement, control and diagnostics of combustion process in combustion engine chamber |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2620477C1 true RU2620477C1 (en) | 2017-05-25 |
Family
ID=58881665
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2016117701A RU2620477C1 (en) | 2016-05-04 | 2016-05-04 | Device for measurement, control and diagnostics of combustion process in combustion engine chamber |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2620477C1 (en) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1302096A1 (en) * | 1985-11-20 | 1987-04-07 | Московский Завод Тепловой Автоматики | Device for monitoring flame and serviceability of transducer insulation |
| JPH1182271A (en) * | 1997-09-05 | 1999-03-26 | Denso Corp | Abnormality detection device for diesel engine |
| US6275041B1 (en) * | 1999-10-07 | 2001-08-14 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kiasha | Combustion state detecting apparatus for internal combustion engine |
| RU2309334C1 (en) * | 2006-01-10 | 2007-10-27 | Тольяттинский государственный университет | Method of supervision and control over combustion of the fuel in the internal combustion engine (ice) and the ionization sensor for realization of the method |
| RU2013128191A (en) * | 2013-06-18 | 2014-12-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тольяттинский государственный университет" | METHOD FOR STUDYING THE COMBUSTION PROCESS IN THE INTERNAL COMBUSTION ENGINE AND SYSTEM FOR ITS IMPLEMENTATION |
-
2016
- 2016-05-04 RU RU2016117701A patent/RU2620477C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1302096A1 (en) * | 1985-11-20 | 1987-04-07 | Московский Завод Тепловой Автоматики | Device for monitoring flame and serviceability of transducer insulation |
| JPH1182271A (en) * | 1997-09-05 | 1999-03-26 | Denso Corp | Abnormality detection device for diesel engine |
| US6275041B1 (en) * | 1999-10-07 | 2001-08-14 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kiasha | Combustion state detecting apparatus for internal combustion engine |
| RU2309334C1 (en) * | 2006-01-10 | 2007-10-27 | Тольяттинский государственный университет | Method of supervision and control over combustion of the fuel in the internal combustion engine (ice) and the ionization sensor for realization of the method |
| RU2013128191A (en) * | 2013-06-18 | 2014-12-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тольяттинский государственный университет" | METHOD FOR STUDYING THE COMBUSTION PROCESS IN THE INTERNAL COMBUSTION ENGINE AND SYSTEM FOR ITS IMPLEMENTATION |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US10975829B2 (en) | Spark plug combustion ionization sensor | |
| JP4578556B2 (en) | Gas sensor and manufacturing method thereof | |
| US20070261471A1 (en) | Soot sensor | |
| US9551684B2 (en) | Gas sensor element and gas sensor | |
| JP2007184194A (en) | Spark plug for internal combustion engine | |
| US20120180756A1 (en) | Multi-sensing fuel injection system and method for making the same | |
| RU2406864C1 (en) | Plant for determining burning speed of solid rocket fuel | |
| JP2019091706A (en) | Ignition plug, control system, internal combustion engine, and internal combustion engine system | |
| RU2620477C1 (en) | Device for measurement, control and diagnostics of combustion process in combustion engine chamber | |
| RU2338080C2 (en) | Method for controlling jet engine capacitive ignition system | |
| CN1847835A (en) | Coated ion sensor | |
| Doi et al. | Development of spark plug for ion current misfire detection system | |
| RU2677979C1 (en) | Alarm system ionization sensor of presence of high-temperature corrosive environment | |
| US10186846B2 (en) | System and method for testing breakdown voltage/dielectric strength of spark plug insulators | |
| Liu et al. | Design and test of sensor for aircraft engine gas path debris electrostatic monitoring | |
| WO2018055833A1 (en) | Spark plug | |
| RU2309334C1 (en) | Method of supervision and control over combustion of the fuel in the internal combustion engine (ice) and the ionization sensor for realization of the method | |
| US10763006B2 (en) | Ion probe | |
| CN205333214U (en) | Temperature measuring device in integrated jar in spark plug | |
| Smolenskaya et al. | Device for measuring the electrical conductivity of a flame for the diagnosis of the combustion process in an ICE with spark ignition | |
| JP2019191071A (en) | Sensor element and gas sensor | |
| Gao et al. | A New Ignitior for Large-Bore Natural Gas Engines-Railplug Design Improvement and Optimization | |
| RU2655681C1 (en) | Method of the ignition system components diagnostics by the spark discharges continuous sequence | |
| US9964093B2 (en) | Two-dimensional igniter for testing in-cylinder gas velocity and/or gas composition | |
| Ronney | Technical Progress Report |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20190505 |