专利名称：气体发动机气缸不正常燃烧现象的检测方法及报警装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及发动机的控制，更具体地指一种气体发动机气缸不正常燃烧现象的检测方法及报警装置。
当前，由于环境污染严重，机动车发动机的废气排放将会越来越受到限制，如北京、上海等地从1999年起实施了新的排放法规，为了降低废气的排放，减少污染、节约能源，全国各大城市正在轿车、公交车以及一些特殊场合开发应用低排放的气体发动机。常规的做法是利用现有的机动车(船)中使用的汽油机、柴油机改装成气体发动机，常用的有液化石油气发动机(LPG发动机)、煤气发动机、沼气发动机等。改装过程中，一般燃料系统以及蒸发器、混合器等都经过精心地研究、设计、制造，但发动机的其它方面基本没有变化，实际上，由于气体发动机的固有特点以及运行中各种因素的影响，常因空燃比不对，或者点火电系统失电、点火器故障等原因造成发动机某一气缸或多缸的不正常燃烧或熄火，未燃燃气在排气管内的后燃将导致排气温度升高，甚至烧坏排气管。显然，从安全角度出发，气体发动机必须要防止和避免这种事故发生。
为此，本发明针对上述气体发动机易出现的问题，提出一种气体发动机气缸不正常燃烧现象的检测方法及报警装置。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案其检测方法为，用温度传感器伸入正在燃烧的气体发动机气缸的各排气管中，以对相应的各排气管中的温度进行测量；将所测的温度值转换为电信号，该电信号再与一个所设定的与安全燃烧温度值相对应的额定电压值进行比较；若所测的气体发动机气缸中某气缸的温度值小于安全燃烧温度值所允许的额定值后，则发出报警信号。
该检测报警装置主要包括可伸入发动机气缸的排气管的温度传感器、补偿导线、电路处理装置，温度传感器对发动机排气管内的温度进行测量并转换为电信号，该电信号经补偿导线输入至电路处理装置进行处理。
由于本发明采用将正燃烧的气体发动机气缸的各排气管中所测得的温度与安全燃烧温度值相比较的检测方法，当两者的温差超过一定值后就发出报警信号；以及采用了由温度传感器、补偿导线、电路处理装置构成了气体发动机气缸不正常燃烧现象的检测报警装置，当将该装置的温度传感器置于气体发动机排气管中后，一旦发动机出现气缸不能正常燃烧甚至熄火的现象后，该检测报警装置就会检测出来并报警，因此能较好地避免发动机气缸内未燃燃气的积聚而引起发动机的暴燃的发生。
下面结合附图和实施例，对本发明作进一步的详细说明
图1为本发明的检测报警装置结构原理示意图。
本发明的基本原理是，在气体发动机正常工作时，各气缸的排气温度数值较高(不管是全负荷还是部分负荷)，各气缸排温比较均匀，通常温差小于50-70℃，但是一旦发动机的某一气缸不燃烧，则该气缸的排气温度将迅速下降。基于这一原理，我们通过对一台发动机气缸不燃烧瞬间排气温度的变化进行了测量，其结果见下表表某一LPG发动机气缸熄火对相应排气支管排气温度的影响
注试验机为6缸机从表中的实验数据中可得出一定的规律，在气缸内燃气不燃烧后的15秒内，该气缸的排温迅速下降，且下降的幅度较大，经多次试验测量验证，在10秒内排温下降幅度可达一百几十度，甚至二百度以上，若熄火时间达到15秒，则排温的下降更大。另一个情况是在高负荷熄火时，该气缸排气温度的下降率大，在低负荷熄火时该气缸排气温度的下降速率小；但是，两者的温度经过15秒钟或更长的时间后，最终趋于同一个稳定的温度区间。
根据上述的实验结果，本发明的检测方法为用温度传感器伸入正在燃烧的气体发动机气缸各排气管(当为单缸时，此处所指的就是排气管当为多缸时，此处的排气管则为排气支管)中，一般来说是用热电偶伸入正在燃烧的气体发动机气缸各排气管中，以对相应的各排气管中的温度进行测量，将所测得的温度值转换为电信号，该电信号再与一个所设定的与安全燃烧温度值相对应的额定电压值进行相比较，若一旦所测的气体发动机气缸中某气缸的温度值(当然，相对于该温度值则有一个相应的电压值，以下所指的温度值均有一个相应的电压值)小于安全燃烧温度值所允许的额定值后，则发出报警信号。正在燃烧的气体发动机气缸各排气管中的温度与所设定的安全燃烧温度值的比较有以下三种比较方法，第一种比较方法是，设定各气缸排气管在正常燃烧时的排气温度的平均值为安全燃烧温度值，将各气缸燃烧时的排气管的温度与所述的排气温度平均值相比较，若某一排气管的温度小于排气温度的平均值，便能认定该排气管所对应的气缸燃烧不正常；第二种比较方法，设定发动机气缸的排气总管(发动机为多缸时，每一缸的排气管所汇聚的总管)的排气温度为安全燃烧温度值，将各气缸燃烧时的排气管的温度与所述的排气总管的排气温度相比较，若某一排气管的温度小于排气总管的排气温度时，便能认定该排气管所对应的气缸燃烧不正常；第三种比较方法，设定一个正常燃烧状态下的最低排气温度值为安全燃烧温度值，将各气缸燃烧时的排气管的温度与所述的最低排气温度值相比较，若某一排气管的温度低于最低排气温度值时，便能认定该排气管所对应的气缸燃烧不正常。用上述三种比较方法的哪一种要视具体的情况而定。
请参阅图1所示，气体发动机一般来说它含有气缸，单缸或多缸，在气缸盖1上接有排气管，在多气缸的气体发动机中，每一个气缸均接有排气支管3、每一排气支管3与排气总管相通。本发明的检测报警装置主要包括可伸入发动机排气管(当为单缸时，此处所指的就是排气管；当为多缸时，此处的排气管则为排气支管)的温度传感器4、补偿导线5、电路处理装置6，温度传感器4对发动机排气管内的温度进行测量并转换为电信号，该电信号经补偿导线5输入至电路处理装置6进行处理，该电路处理装置6为一般的电路处理报警装置，它的作用主要是将温度传感器4测量后的电信号进行放大处理并报警。图中的方框7则为执行机构，例如，为声、光报警、或控制部分，该部分视检测报警装置使用的场合来设置，如需将执行机构接至操纵室时，则电路处理装置6就输出供给执行机构的信号，由执行机构来报警或控制。由于电路处理装置6和执行机构均可采用通用的已知电路，在此，就不作详细描述。
在本发明中，温度传感器4采用了热电偶。所说的热电偶的形状采用与排气管的形状相同，即可采用两段，一段为圆弧形、一段为竖直状，圆弧形一段伸入排气支管3中，竖直状一段在排气总管2。所说热电偶的数量可根据气体发动机气缸的缸数来设置，本发明中热电偶采用了四根。至于采用多少根则要视情况而定，气体发动机为单缸，则热电偶采用单根，若气体发动机为双缸，则热电偶采用两根，依次类推，若气体发动机为多缸，则热电偶采用多根。
权利要求
1.一种气体发动机气缸不正常燃烧现象的检测方法，其特征在于用温度传感器伸入正在燃烧的气体发动机气缸各排气管中，以对相应的各排气管中的温度进行测量；将所测的温度值转换为电信号，该电信号再与一个所设定的与安全燃烧温度值相对应的额定电压值进行比较；若所测的气体发动机气缸中某气缸的温度值小于安全燃烧温度值所允许的额定值后，则发出报警信号。
2.如权利要求1所述的气体发动机气缸不正常燃烧现象的检测方法，其特征在于设定各气缸排气管在正常燃烧时的排气温度的平均值为安全燃烧温度值，将各气缸燃烧时的排气管的温度与所述的排气温度平均值相比较，若某一排气管的温度小于排气温度的平均值，便认定该排气管所对应的气缸燃烧不正常。
3.如权利要求1所述的气体发动机气缸不正常燃烧现象的检测方法，其特征在于设定发动机气缸的排气总管的排气温度为安全燃烧温度值，将各气缸燃烧时的排气管的温度与所述的总管的排气温度相比较，若某一排气管的温度小于排气总管的排气温度时，便认定该排气管所对应的气缸燃烧不正常。
4.如权利要求1所述的气体发动机气缸不正常燃烧现象的检测方法，其特征在于设定一个正常燃烧状态下的最低排气温度值为安全燃烧温度值，将各气缸燃烧时的排气管的温度与所述的最低排气温度值相比较，若某一排气管的温度小于最低排气温度值时，便能认定该排气管所对应的气缸燃烧不正常。
5.一种气体发动机气缸不正常燃烧现象的检测报警装置，其特征在于该检测报警装置主要包括可伸入发动机排气管的温度传感器、补偿导线、电路处理装置，温度传感器对发动机排气管内的温度进行测量并转换为电信号，该电信号经补偿导线输入至电路处理装置进行处理。
6.如权利要求5所述的气体发动机气缸不正常燃烧现象的检测报警装置，其特征在于所说的温度传感器采用热电偶。
7.如权利要求6所述的气体发动机气缸不正常燃烧现象的检测报警装置，其特征在于所说的热电偶的形状采用与排气管的形状相同。
8.如权利要求6所述的气体发动机气缸不正常燃烧现象的检测报警装置，其特征在于所说热电偶的数量可根据气体发动机气缸的缸数来设置单根至多根。
全文摘要
一种气体发动机气缸不正常燃烧现象的检测方法及报警装置,通过检测各气缸排气管中的排气温度变化,并对其进行比较分析,确定气缸内是否燃烧正常;其装置包括温度传感器、补偿导线、电路处理装置,温度传感器对发动机排气管内的温度进行测量并转换为电信号,并进行处理。发动机出现气缸不能正常燃烧甚至熄火的现象后,该装置就会检测出来并报警,能较好地避免发动机气缸内未燃燃气的积聚而引起发动机暴燃的发生。
文档编号G01M15/00GK1267823SQ9910407
公开日2000年9月27日 申请日期1999年3月19日 优先权日1999年3月19日
发明者何兵, 陈瑾, 沈忆闽, 冯明志, 王 锋, 施永康 申请人:中国船舶工业总公司第七研究院第七一一研究所