一种发动机爆震的检测方法及发动机与流程

1.本发明涉及发动机技术领域，尤其涉及一种发动机爆震的检测方法及发动机。


背景技术：

2.爆震是一种发动机非正常燃烧现象，由于天然气市售燃料成份差异较大、进气量过大、发动机老化或点火提前角过大等原因，会引起天然气发动机发生爆震。
3.目前发动机爆震的检测方法是通过爆震传感器在发动机特定的运行工况下进行检测，当爆震传感器检测到特定的频率信号时，则认为爆震故障发生。但是对于重型车辆，由于行驶和工作环境复杂，发动机震动较严重，对爆震信号干扰较大；另外，发动机的安装条件不同和部分部件的变更，也会对爆震信号产生一定干扰，导致爆震故障误判率高。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种发动机爆震的检测方法及发动机，应用该发动机爆震的检测方法的发动机能够降低爆震故障的误判率。
5.为达上述目的，本发明采用以下技术方案：
6.一种发动机爆震的检测方法，包括以下步骤：
7.当爆震传感器第一次检测到爆震信号时，检测此刻发动机的排气温度，并记为第一温度；
8.判断所述第一温度是否大于温度限值，若是，则判定发动机发生爆震。
9.作为发动机爆震的检测方法的一个优选方案，该发动机爆震的检测方法还包括：
10.若所述第一温度小于等于所述温度限值，则所述爆震传感器继续监测；
11.判断所述爆震信号在设定时间内被检测到的时间是否大于所述设定时间的预设比例，若是，则检测发动机在所述设定时间后的排气温度，并记为第二温度；
12.若所述第二温度大于所述第一温度，则计算所述第二温度与所述第一温度的差值；
13.判断所述第二温度与所述第一温度的差值是否大于温差限值，若是，则判定发动机发生爆震。
14.作为发动机爆震的检测方法的一个优选方案，若所述爆震信号在所述设定时间内被检测到的时间小于等于所述设定时间的预设比例和/或所述第二温度与所述第一温度的差值小于等于所述温差限值，则返回重新开始监测。
15.作为发动机爆震的检测方法的一个优选方案，所述预设比例为60％。
16.作为发动机爆震的检测方法的一个优选方案，所述温差限值为30℃～50℃。
17.作为发动机爆震的检测方法的一个优选方案，所述发动机的排气温度通过温度传感器检测，所述发动机爆震的检测方法还包括：发动机启动后，先对所述爆震传感器和所述温度传感器进行自检。
18.作为发动机爆震的检测方法的一个优选方案，当判定所述发动机发生爆震时，报
警模块报警。
19.一种发动机，包括气缸、缸盖和排气管，所述缸盖设置于所述气缸的上方，所述排气管与所述气缸的排气口连接；所述发动机采用如以上任一项所述的发动机爆震的检测方法，还包括爆震传感器和温度传感器，所述爆震传感器设置于所述缸盖上；所述温度传感器设置于所述排气管上。
20.作为发动机的一个优选方案，所述温度传感器安装于所述排气管靠近所述气缸的一端。
21.作为发动机的一个优选方案，所述发动机还包括报警模块，所述报警模块用于在所述发动机被判定为发生爆震时报警。
22.本发明的有益效果：
23.本发明提供的发动机爆震的检测方法，通过在爆震传感器第一次检测到爆震信号时，同时检测发动机的排气温度，如果发动机的排气温度在短时间内上升到温度限值，则判定发动机发生爆震。该发动机爆震的检测方法能够有效排除发动机震动或部件更换对爆震传感器的干扰，造成的发动机爆震的误判，解决了重型车辆的发动机仅靠爆震传感器检测爆震故障不准确的问题，降低了发动机爆震的误判率。
24.本发明提供的发动机，采用上述的发动机爆震的检测方法检测发动机是否发生爆震，降低了发动机爆震的误判率。
附图说明
25.图1是本发明实施例一提供的发动机的结构示意图；
26.图2是本发明实施例二提供的发动机爆震的检测方法的流程图。
27.图中：
28.1、气缸；2、缸盖；3、排气管；4、爆震传感器；5、温度传感器；6、电控单元。
具体实施方式
29.下面详细描述本发明的实施例，实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
30.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。其中，术语“第一位置”和“第二位置”为两个不同的位置。
31.除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
32.除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一特征和第二特征直接接触，也可以包括第一特征和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
33.下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
34.发动机气缸内的可燃气体混合物在气缸内被点燃后，在某种条件下，燃烧变得不正常，压力曲线出现高频和大幅度波动，在上止点附近dp/dt值急剧波动达0.2mpa/μs之高，此时火焰传播速度和火焰前锋形状发生急剧的改变，这种现象称为爆震。
35.实施例一：
36.如图1所示，本实施例提供了一种发动机，包括气缸1、缸盖2、排气管3、爆震传感器4和温度传感器5，缸盖2设置于气缸1的上方，排气管3与气缸1的排气口连接；爆震传感器4设置于缸盖2上；温度传感器5设置于排气管3上。
37.排气管3设置于气缸1的一侧，用于将所述气缸1内的废气排出。发动机包括至少一个爆震传感器4，在本实施例中，爆震传感器4设置有两个，两个爆震传感器4均安装在缸盖2的上方。当有爆震发生时，气缸1的震动通过爆震传感器4检测，同时气缸1内的温度会迅速上升，通过排气管3上的温度传感器5检测气缸1的排气温度，当排气温度达到温度限值时，则判定发动机发生爆震。
38.作为发动机爆震的检测装置的一个优选方案，温度传感器5安装于排气管3靠近气缸1的一端。这样的设置使得温度传感器5检测的气体温度更接近气缸1内气体的温度，避免了因气体在排出过程中热量流失造成的温度传感器5检测的气体温度与气缸1内气体的温度差异大。
39.发动机爆震的检测装置还包括电控单元6，爆震传感器4和温度传感器5均与电控单元6电连接。当发动机的气缸1的震动超过震动限值时，两个爆震传感器4能够将检测到的震动信号转换成电信号发送给电控单元6。温度传感器5用于检测气缸1的排气温度，并将检测到的排气温度发送给电控单元6。电控单元6内存储有判断发动机爆震的条件，电控单元6根据接收到的爆震信号和排气温度以及发动机爆震的条件判断发动机是否发生爆震。
40.发动机爆震的检测装置包括报警模块，报警模块用于在发动机发生爆震时报警。电控单元6与报警模块电连接，当电控单元6判定发动机发生爆震后，控制报警模块报警，提示用户发动机发生爆震。
41.本实施例提供的发动机应用于重型车辆，重型车辆由于行驶和工作环境复杂，发动机震动较严重，对爆震传感器4的干扰较大；而且发动机的安装条件不同或部分部件的变更，也会对爆震传感器4的信号产生一定干扰。本实施例提供的发动机能够有效排除发动机震动或部件更换给爆震传感器4带来的干扰，降低了发动机爆震的误判率。
42.实施例二：
43.如图2所示，本实施例提供了一种发动机爆震的检测方法，应用实施例一提供的发动机，包括以下步骤：
44.s10、发动机启动后，先对爆震传感器和温度传感器进行自检。
45.在对发动机爆震检测之前，先对爆震传感器和温度传感器进行自身故障检测，以确保爆震传感器和温度传感器的功能正常，不会因爆震传感器和/或温度传感器故障造成发动机爆震的误判。
46.关于爆震传感器和温度传感器的自检已是现有技术，在此不再赘述。
47.s20、当爆震传感器第一次检测到爆震信号时，检测此刻发动机的排气温度，并记为第一温度。
48.在本实施例中，发动机的排气温度通过温度传感器检测。温度传感器设置于排气管上。
49.当任意一个爆震传感器检测到气缸的震动超过震动限值时，爆震传感器会向电控单元发送爆震信号，电控单元接收到爆震信号后，同时记录温度传感器此刻检测到的温度值，并记为第一温度。
50.s30、判断第一温度是否大于温度限值，若是，则判定发动机发生爆震，执行s90；若否，则执行s40。
51.通常情况下，在发动机的气缸内发生爆震时，气缸内气体的温度会在短时间内迅速上升，如果上升到温度限值时，则发动机发生爆震。
52.由于在发动机发生爆震时，气缸内的燃烧非常剧烈，短时间内会产生大量气体，同时气缸内燃烧产生的气体会通过排气管迅速排出。而排气管排出的气体相比气缸内的气体检测更加方便，故在本实施例中，将排气管的排气温度用来判断气缸内气体温度。
53.在本实施例中，温度限值与发动机的功率和工况有关，该温度限值可通过实验标定获得。
54.s40、爆震传感器继续监测。
55.当第一温度未超过温度限值时，通过爆震传感器继续监测，看是否还能检测到爆震信号，以防止误判。
56.s50、判断爆震信号在设定时间内被检测到的时间是否大于设定时间的预设比例，若是，则执行s60；若否，则返回s20。
57.若在爆震传感器继续监测的过程中，还能持续检测到爆震信号，则根据爆震信号的出现的时长继续判断。在本实施例中，设定时间与发动机的功率和工况有关，在此不作具体限定，本领域技术人员可根据实验标定获得。
58.优选地，预设比例为60％。
59.s60、检测发动机在设定时间后的排气温度，并记为第二温度
60.在本实施例中，设定时间为20秒，在第一次检测到爆震信号后的20秒内，还能长时间检测到爆震信号，且爆震信号在20秒内被检测到的时间大于12秒，则电控单元记录第一次检测到的爆震信号间隔20秒后的排气温度，并记为第二温度。
61.当然，在其他实施例中，还可以根据在设定时间内检测到的爆震信号的次数判断。爆震信号的次数与发动机的转速有关，发动机的转速越大，爆震频率越高。以检测到的爆震信号次数判断时需综合考虑发动机的转速。
62.s70、若第二温度大于第一温度，则计算第二温度与第一温度的差值。
63.若第二温度大于第一温度，说明气缸内的气体温度在设定时间内上升，发动机有可能发生爆震。
64.s80、判断第二温度与第一温度的差值是否大于温差限值，若是，则发动机发生爆震，执行s90；若否，则返回s20。
65.在设定时间内长时间检测到爆震信号，且第二温度与第一温度的差值大于温度限值，说明气缸内的气体温度在设定时间内迅速上升，则判定发动机发生爆震。
66.优选地，温差限值为30℃～50℃。在本实施例中，温差限值为30℃。当然，在其他实施例中，温差限值可根据发动机的功率以及工况选择。
67.由于在发动机发生爆震时，并不一定瞬间上升到很高，通过温差监测发动机是否发生爆震，检测的结果更加准确。
68.s90、报警模块报警。
69.电控单元判定发动机发生爆震后，控制报警模块报警，以提示用户发动机发生爆震。
70.本实施例提供的发动机爆震的检测方法，通过在爆震传感器第一次检测到爆震信号时，同时检测发动机的排气温度，如果发动机的排气温度在短时间内上升到温度限值，则判定发动机发生爆震。该发动机爆震的检测方法能够有效排除发动机震动或部件更换对爆震传感器的干扰，造成的发动机爆震的误判，解决了重型车辆的发动机仅靠爆震传感器检测爆震故障不准确的问题，降低了发动机爆震的误判率。
71.以上内容仅为本发明的较佳实施例，对于本领域的普通技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。