Мониторинг параметров токсичности двигателя и селективное управление функционированием его систем

Abstract

Изменение технического состояния ДВС при эксплуатации таких систем, как система питания, система зажигания, цилиндропоршневая группа, система впуска и выпуска приводит к ухудшению процесса сгорания, росту токсичных компонентов и, как следствие, ведет к ускорению выработки ресурса катализатора. В свою очередь, отказ катализатора приведет к несоответствию экологического класса автомобиля существующим нормам ЕВРО и последующая замена отказавшего элемента не поменяет ситуации, а для устранения первопричины отказа катализатора требуется замена некоторых элементов систем. В связи с этим в процессе эксплуатации ДВС актуальна разработка способов контроля динамики изменения концентрации токсичных компонентов СО, СН, СО2 и О2 в отработавших газах, что возможно при использовании портативных газоанализаторов, встроенных в систему выпуска отработавших газов. Работа портативного газоанализатора может быть организована дискретно, в виде тестовых режимов мониторинга параметров токсичности, например, на холостом ходу, в режиме разгона, на постоянных мощностных и нагрузочных режимах, при работе избирательно отдельных цилиндров двигателя. В данном исследовании с целью дозагрузки цилиндров осуществляется полное и частичное отключение цилиндров разработанным портативным прибором - догружателем бензинового двигателя. Измерение параметров токсичности производится четырехкомпонентным газоанализатором. Проведенный комплекс исследований показал высокую эффективность контроля технического состояния цилиндропоршневой группы, систем топливоподачи и зажигания и других систем путем контроля параметров токсичности отработавших газов. При высокой селективности воздействия нагрузки на отдельные цилиндры и при ее существенной вариации можно предупредить отказ катализатора, в том числе и за счет адаптивности исполнительных элементов под изменение технического состояния отдельных узлов. If the technical condition of an engine changes during the operation of its power supply system, ignition system, piston-cylinder group, intake and exhaust system, it deteriorates the combustion process, increases toxic components, and thus exhausts the catalyst lifespan. In turn, the catalyst failure will cause non-compliance of the vehicle emission class with the EURO standards. Replacement of the failed element will not help; and to eliminate the initial cause of the catalyst failure, it is necessary to replace some elements of the systems. In this regard, development of methods for controlling changes in the concentration of toxic components CO, CH, CO2, and O2 in exhaust gases is a relevant issue of engine operation. This is feasible due to the use of portable gas analyzers that are built into the exhaust systems. A portable gas analyzer can operate discretely, in test modes for monitoring toxicity parameters, e. g., in idle mode, in acceleration mode, in constant power and load modes, when the individual cylinders of the engine operate selectively. This research shows how to perform full and partial cylinder shutdown using a developed portable device, i. e. a loader of gasoline engine, for complete cylinder loading. Toxicity parameters are measured using a four-component gas analyzer. The research showed that is highly efficient to control the technical condition of the cylinder-piston group, fuel and ignition systems, and other systems by controlling the toxicity parameters of exhaust gases. If the selectivity of load impact on individual cylinders is high, and if it varies significantly, the catalyst failure can be prevented due to the adaptability of actuators to changes in the technical condition of individual nodes.