[發(fā)明專利]用于分析發(fā)動機中的積碳的系統(tǒng)和方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201380031973.5
• 申請日: 2013-06-20
• 公開（公告）號: CN104541144B
• 公開（公告）日: 2018-08-03
• 發(fā)明（設計）人: 伯尼·C.·湯普森;尼爾·R.·佩德森
• 申請（專利權）人: 伊利諾斯工具制品有限公司
• 主分類號: G01M15/04
• 分類號: G01M15/04
• 代理公司: 上海脫穎律師事務所 31259
• 代理人: 脫穎

一種感應清潔分析系統(tǒng)包括壓力傳感器、點火事件檢測器和控制模塊。壓力傳感器在車輛的共用氣流通道中測量來自氣缸的進氣和/或排氣的氣流壓力。點火事件檢測器確定氣缸的點火事件。控制模塊獲取代表氣流壓力的壓力波形，并將該壓力波形分成波形片段。控制模塊使用點火事件將波形片段的不同子集與不同的單個氣缸相關聯(lián)。控制模塊還通過檢查與至少一個氣缸相關聯(lián)的波形片段來識別在共用氣流通道中流動的且由至少一個氣缸引起的氣流壓力的周期變化。

相關申請的交叉參考

本申請要求申請?zhí)枮?3/837581，申請日為2013年03月15日，主題為“用于分析動機中的積碳的系統(tǒng)和方法”的美國申請，申請?zhí)枮?1/663341、申請日為2012年06月22日、主題為“感應清潔分析器”的美國臨時申請，以及申請?zhí)枮?1/712003，申請日2012年10月10日，主題為“積碳分析器”的美國臨時申請的優(yōu)先權，它們的全部公開內容都通過引用并入本文。

技術領域

本文所述的發(fā)明的主題一般涉及一種內燃機和這種發(fā)動機內隨著時間的推移而產(chǎn)生的碳化合物聚積。更具體地，本發(fā)明主題涉及一種汽車測試設備以及檢測氣缸燃燒效率，包括可能是由內燃機內的積碳引起的低效率的方法。

背景技術

內燃發(fā)動機已經(jīng)給世界供電了一個多世紀。這個基本的發(fā)動機設計將氣缸置于一壓縮載荷下，從而加熱充入氣缸中的空氣進氣。內燃發(fā)動機可以是兩種不同的設計，壓縮點火或火花點火。在壓縮點火發(fā)動機中，燃油直接噴入燃燒室，在這里被加熱的空氣進氣由于壓縮而有足夠的熱能來點燃燃料。在火花點火發(fā)動機中，燃料被輸送到進氣歧管，或直接噴入燃燒室中，通過壓縮加熱空氣進氣，但是，來自于壓縮的熱能不足以點燃燃料。從變壓器產(chǎn)生的火花被用來電離火花塞電極，產(chǎn)生具有足夠熱能的等離子來點燃燃料。

上述兩種發(fā)動機都是基于烴基的燃料供能的熱力發(fā)動機。這些烴基燃料包含以鏈狀排列的氫原子和碳原子。當這些高能鏈被置于足夠的負荷下時，鏈將會斷裂，而且在氧的存在下，將與氧重新結合形成低能量分子。當由高能鏈轉換為低能分子時，會以熱的形式產(chǎn)生能量。這種熱能加熱工作流體(例如，氮氣)，其膨脹并推動活塞向下，以在曲軸上產(chǎn)生轉矩。當這些烴鏈被點燃并燃燒時，會產(chǎn)生碳化合物。這些碳化合物的大部分在壓力下被推出排氣口到大氣中。那些未被推出排氣口的碳化合物經(jīng)過活塞環(huán)而成為曲軸箱竄氣(crankcase blow by)或者當進氣閥門打開時進入進氣歧管(也稱為“進氣系統(tǒng)”或“感應系統(tǒng)”)。進入曲軸箱中的碳化合物通過曲軸箱強制通風(“PCV”)系統(tǒng)被拉入進氣歧管中。此外，該PCV系統(tǒng)允許一些潤滑油化合物進入到進氣系統(tǒng)。

任一種情況下，碳化合物最終進入到運行的發(fā)動機的進氣系統(tǒng)。一個又一個的碳化合物分子附著于內燃發(fā)動機內的表面上，包括進氣系統(tǒng)。隨著時間的推移，這些碳化合物在發(fā)動機的表面上聚積。當碳層變得足夠大以至于破壞通過進氣軌道進入氣缸內的空氣進氣時，氣缸的燃燒效率將降低，而這又會導致氣缸壓力降低。由于燃料釋放了加熱氣缸內的氮氣的熱能，空氣進氣/燃料進料中的變化改變了氣缸內的壓力。這些降低的氣缸壓力或降低的燃燒效率降低了曲軸上的轉矩，從而降低了發(fā)動機的性能。

不同的發(fā)動機配置、燃料、發(fā)動機負荷、發(fā)動機運行時間，以及發(fā)動機運行溫度都會改變碳化合物在發(fā)動機中聚積的速率。這表明，這些變量會改變發(fā)動機在兩次感應清潔之間所需的時間間隔。所需要的是一種裝置和一種方法，其中發(fā)動機內的碳化合物的積累可以被準確地判斷。

在彼得森的7801671和7899608號美國專利中，披露了一種識別內燃機發(fā)生的一個或多個不點火的方法。在彼得森等人的專利中披露的裝置和方法可被用來確定燃燒效率。但是，這樣的設備和方法是用于受過訓練的技術人員的。例如，它需要相對較高技術的一些人員找到并將監(jiān)測設備連接到點火線圈，以及解釋所獲得的數(shù)據(jù)以確定發(fā)動機內聚積的碳化合物。

發(fā)明內容