ارايه راهبرد تعيين زمان جرقه‌ در مرز كوبش براي موتور پرخوران اشتعال جرقه‌اي

Determination of knock borderline ignition timing in a turbocharged spark ignition engine

تنظيم زمان جرقه‌ در شرايط مرزي وقوع كوبش، براي دستيابي به بيشينه بازده حرارتي و همچنين محافظت از قطعات، هدف اصلي اين مقاله مي‌باشد. در رايانه موتورهاي امروزي، امكان مهار وقوع كوبش با استفاده از اطلاعات حسگر كوبش وجود دارد. مهمترين مشكل استفاده از حسگر كوبش اين است كه در اين روش امكان پيش‌بيني وقوع كوبش و شدت آن توسط رايانه موتور تا قبل از وقوع كوبش وجود ندارد. در اين مقاله، الگويي براي پيش‌بيني كوبش و تعيين زمان جرقه‌ مرزي آن در شرايط كاري گوناگون موتور ارايه شده است. اين شرايط كاري به عنوان ورودي‌هاي الگو، توسط حسگرهاي موتور و يا با شبيه سازي در رايانه موتور تشخيص داده مي‌شوند. در الگوي ارايه شده، اثر متغيرهاي دور و بار نسبي موتور، دماي چند راهه هوا و دماي آب خنك كاري در وقوع كوبش در نظر گرفته شده است. زمان جرقه‌ معادل شرايط مرزي كوبش در تركيبهاي مختلف اين عوامل، خروجي اصلي الگوي نهايي است. مقايسه زمان جرقه‌ خروجي الگوي ارايه شده با نتايج آزمون در يك موتور پرخوران بنزيني، دقت خوب الگوي ارايه شده را نشان مي‌دهد.

The component protection and the thermal efficiency increase are main targets of controlling ignition timing on the knock borderline. The closed-loop knock control is possible with the data analysis, obtained from the knock sensor. However, in this method, the knock prediction and the knock intensity determination are not possible before the knock occurrence. A model to predict the knock and determine its borderline ignition timing, in different engine operating conditions, is presented in this study. These operating conditions, as inputs to the model, were detected using engine sensorsʹ signals or by simulations in the engine control unit. The effect of the engine speed, the load, the temperature and the intake manifold temperature on the knock occurrence were considered in presented model. The output of the model was knock borderline ignition timing in different combinations of mentioned variables. Experimental results from a modern gasoline turbocharged engine were used to validate the model. Estimated ignition timing from the model was in very good agreement with the experimentally measured knock borderline.