用于分析发动机中的积碳的系统和方法_5

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值(或中间值)的较大差值可以与沿刻度盘1400的较小值相关联。下压力指数的平均值(或中间值)的较小差值可以与沿刻度盘1400的较大值相关联。
[0128]在一个方面,系统11可为发动机13记录气缸14的压力指数和/或波形片段的日志或历史。该日志或历史可以被记录在例如位于远程的集中式数据库中。当使用该系统11测试该发动机13时(在相同或不同的位置),该压力指数和/或波形片段的日志或历史可以与另外的(如,新的)的压力指数和/或波形片段进行比较,以识别发动机13的性能随时间推移的趋势或变化。由于该变化或趋势是在不同时间(例如,不同的天,周,月或年)执行的发动机13的多次、独立测试而识别的,这些趋势或变化可以被称为长期变化或趋势。该趋势或变化可以指示发动机13的性能由于积碳而下降,该积碳可能不是由系统11在当前测试期间只是检查波形片段1102,1200或压力指数而到的。例如,上和/或下压力指数,隆起压力指数,等等,可以不在由系统11执行的发动机13的单个测试期间表现出显著的变化,但是可以跨越随时间推移的多个感应测试(例如,在不同的天,周,月或年)显示出显著变化(例如,降低或增加)。系统11可以将这些长期变化标定到刻度盘1400上,以向操作员指示积碳和/或推荐发动机13的清洁。
[0129]在一个方面,系统11可以访问指定的波形片段和/或指定的压力指数,这些可以与发动机13的实际波形片段和/或实际压力指数进行比较。这些波形片段和/或压力指数为发动机13的不同品牌,型号,和/或类型建立,和/或可以被修改为考虑到发动机13年限的增加、发动机13被运行的地理位置,等等。指定的波形片段和/或压力指数可被存储在存储器(例如,数据库)中,该存储器被包括在系统11中或以其他方式可被系统11访问。系统11可以比较发动机13的实际波形片段和/或压力指数和指定的波形片段和/或压力指数,以确定发动机13的性能是否偏离于由指定的波形片段和/或压力指数所代表的性能。如果识别出这种偏差(例如,通过波形片段和/或压力指数改变超过一指定的非零阈值),那么系统11可以识别出潜在的积碳和/或建议发动机13的一个或多个清洁程序。
[0130]系统11可以使用压力指数检测发动机13的不点火。不点火可以代表当指定或预期时点火事件未能发生。例如,不点火可能出现在气缸14内的燃料/空气进气在与气缸14相关的火花塞点燃时(或在一非零指定时间段内)未点燃时。当比发动机13的轨迹长度指数1208的中间值(或平均值)大的多个轨迹长度指数(LC)超出了指定阈值时,系统11可以确定出现不点火。轨迹长度指示1208的中间值(或平均值)可以用校正系数(例如,可以被称为不点火倍增器)进行修改。
[0131]图43A和43B示出了用于分析发动机内的积碳的方法1500的一个示例的流程图。方法1500可以与本文示出并描述的系统11 一起使用,以确定发动机13内的积碳。可替代地,该方法1500也可以和另一个,不同的系统11 一起使用。与方法1500相关描述的操作可以其他顺序执行,而不是本文所阐述的顺序。可选地,本文所描述的一个或多个操作可以从方法1500中省略。
[0132]在1502,发动机被启动。例如,车辆可以被通电,以使发动机以一速度,例如怠速运行。可替换地,发动机可以在方法1500中的后继时间被激活。
[0133]在1504,压力传感器被定位在发动机的共同通道中。例如,压力传感器可被放置进车辆的尾管中和发动机的气缸的下游,以测量排气压力。可替换地,压力传感器可被放置进发动机的进气歧管,其是各气缸的上游,以测量进气压力。
[0134]在1506,检测器被定位在发动机附近。在一个实施例中,检测器被定位成允许该检测器无线地检测发动机的各火花塞的点火信号或点火。该检测器可被放置在发动机上方或者在发动机的其它处的附近,而不是导电地将检测器耦合到发动机或发动机的火花塞。可替换地,方法1500可以直接测量发送到发动机的点火信号,如通过将系统11导电地耦合到导线或其他将点火信号传送给火花塞的导体。
[0135]在1508,启动发动机的进气和/或排气压力的测试。该测试可以由操作员提供输入(例如,按压按钮,选择图标,或其它操作)给系统11来指示系统11开始测试而启动。
[0136]在1510,获得有关发动机的信息。此信息可以包括,例如,包括该发动机的车辆的VIN ;车辆和/或发动机的品牌,型号和/或类型;发动机的里程;测试是否是在清洁发动机之前,清洁发动机之后,清洁发动机之后并运行该车辆至少一指定时间和/或距离之后执行的;或者,是否发动机是否已被清洁是未知的。VIN,车辆的品牌,车辆的型号,和/或车辆的类型可以用来确定发动机内有多少个气缸。关于发动机是否已经或者还没有被清洁的信息可以被用来确定之前的发动机清洁对于减少发动机中的积碳而言是否是有效的。
[0137]在1512,监测由压力传感器和检测器提供的数据信号。来自压力传感器的数据信号可以是代表由压力传感器测得的进气或排气压力的压力波形。来自检测器的数据信号可以是代表发动机的气缸的点火事件的点火信号。
[0138]在1514,确定数据信号是否为测试指示了错误设置。例如,可以检测点火信号,以基于发动机的操作参数确定点火信号发生的是否过于频繁或者不够频繁。在这种情况下,检测器可能不是正在检测所有的点火事件或者可能正在检测不是点火事件的其他信号(并将这些其他信号解释为点火事件)。另外的或替代地,压力波形可能太小而无法检测,相对于时间不变化,或者有其它参数可能指示由该压力传感器感测的压力并不代表排气或进气压力。如果该数据信号指示一个潜在错误,则测试可能需要重新启动并且方法1500的流程进行到1516。如果该数据信号没有指示这样的错误,那么测试可以进行,方法1500可以继续至1518。
[0139]在1516,可以通知操作员测试的设置中有潜在的错误和/或测试可能被暂停。操作员可以重新定位检测器和/或压力传感器,并尝试再次进行测试。
[0140]在1518,监测由压力传感器和检测器提供的数据信号。来自压力传感器的数据信号可以是代表由压力传感器测得的进气或排气压力的压力波形。来自检测器的数据信号可以是代表发动机的气缸的点火事件的点火信号。
[0141]在1520,压力波形被分成波形片段。如上所述,压力波形可以由点火信号指示点火事件的时间来划分,从而获得几个波形片段。同上面所述一样,该波形片段表示与各气缸相关联的进气或排气压力。
[0142]在1522,波形片段与不同气缸相关联。例如,与上面所述一样,根据发动机内的气缸数量,方法1500可以将不同的波形片段关联到不同的气缸。
[0143]在1524,从与不同气缸相关联的波形片段为各气缸确定压力指数。这些压力指数可以包括,但不限于,轨迹长度指数(LC) 1208,方向变化指数(DC),DC/LC的上值或最大值,DC/LC的下值或最小值,DC/LC的上值或最大值与DC/LC的下值或最小值的差,DC/LC的标准偏差或其它方差,隆起压力指数1218,隆起压力指数1218的平均值或中间值,DC/LC和DC/IC的标准偏差或方差的平均值或中间值的产物,LC的平均值或中间值,DC/LC的平均值或中间值,等等。
[0144]在1526,对独立的气缸在多个燃烧循环内的一个或多个压力指数进行比较,以识别各个气缸的压力指数的变化。例如,每个气缸的压力指数可以随着时间推移互相比较,而且可以检测每个气缸的压力指数之中或之间的变化。压力指数的变换可以指示发动机内的积碳(或者发动机的其他燃烧问题)。例如,气缸的压力指数的相对大的变化可以指示发动机内有积碳。如上所述,变化的幅值可以与分值或者其他可以用来通知操作员的量化测量相关联。
[0145]在1528,确定压力指数是否指示了发动机中发生不点火。如上所述,发动机的不点火可以在多个比发动机13的轨迹长度指数1208的中间值(或平均值)更大(或更长)的轨迹长度指数(LC) 1208超出了一指定阈值时被检测到。轨迹长度指数1208的中间值(或平均值)可以用校正系数(例如,可被称为不点火倍增器)来修改。如果气缸的潜在不点火被识别到,方法1500的流程可以进行到1530,在这里,识别出的潜在不点火被报告给系统的操作员。然后方法1500可以继续至1532。如果没有不点火被检测到,则方法1500的流程可进行到1532。
[0146]在1532,基于所检测的压力指数,分值或其他指示器被提供给操作员以呈现发动机内的积碳量。如上所述,这个分值可以被呈现在提供发动机内聚积了多少碳的相关指示的刻度盘上。
[0147]在1534,基于该分值或其他指示器为发动机提供一个或多个建议。这些建议可以包括清洁发动机,以特定的清洁程序清洁发动机,为以后的测试返回车辆,等等。对于发动机内的不同积碳量可以推荐不同的清洁程序。
[0148]在一个实施例中,提供了一种用仪器辅助识别内燃机的气缸中的燃烧效率的周期性变化的方法。该发动机包括进气系统,气缸,为每个气缸生成点火事件的装置,和排气系统。该仪器包括用一个或多个软件程序编程的一个或多个微处理器,存储器,和用于测量气缸压力脉冲的装置。该方法包括运行发动机多个燃烧周期,用测量气缸压力脉冲的装置测量压力脉冲,从所测量的气缸压力脉冲生成波形,和将所测量的气缸压力脉冲的波形分成波形周期和周期片段。每个波形周期表示发动机的一个完整的燃烧周期。每个周期片段代表发动机的单个气缸的燃烧周期。周期片段的总数等于气缸的总数。该方法还包括用单独的且不同的标识符标记每个来自发动机的一个周期的波形片段,以及重复该标识符序列多个连续的周期和将一个特定周期期间的每个单独的波形片段与多个连续周期的具有相同标识符的波形片段比较以识别每个波形片段的周期性变化。
[0149]在一个方面,该仪器进一步包括用于检测至少一些点火事件的装置。将波形分成波形周期和波形片段包括利用所检测到的至少一些点火事件。
[0150]在一个方面,用于检测至少一些点火信号的装置包括天线,并且所述方法还包括将天线相对于发动机放置,使得天线可以检测至少一些点火事件。所述一个或多个软件程序包括用于确定该天线相对于发动机是否正确放置以使所述天线正检测至少一些点火信号的程序。该方法还可以包括确定该天线是否在进行到识别燃烧效率的周期性压力变化之前正确地放置。
[0151]在一个方面,所述一个或多个软件程序包括如果天线没有被正确放置则暂停检测的程序。
[0152]在一个方面,所述仪器包括用于产生报警信号的装置,附加在暂停检测上,所述一个或多个程序包括启动用于生成报警信号的装置的程序。
[0153]在一个方面,当该天线没有拾取所有来自发动机的点火事件时,所述一个或多个软件程序包括在不是基于由天线拾取的点火事件的压力波形上识别并设置波形划分的程序。将波形分成多份包括利用由天线拾取的点火事件来在波形上设置划分标记的程序,以及在沿波形上的那些由于一个点火事件未被天线检测到而缺失一个划分的位置上识别和设置划分的程序。
[0154]在一个方面,用于检测至少一些点火事件的仪器包括到用于为气缸中的一个产生点火事件的装置的直接连接。
[0155]在一个方面,来自发动机的点火事件不是由任意仪器拾取的。所述一个或多个软件程序包括在压力波形上识别并设置所有的波形划分的程序。将波形划分成多份的步骤包括利用该程序来沿波形识别并设置所有波形划分的步骤。
[0156]在一个方面,所述一个或多个软件程序包括确定用于测量气缸压力脉冲的装置是否被正确定位和是否功能正常以使用于测量的装置检测来自多个气缸中的每个的所有压力脉冲的程序。该方法还可以包括利用该程序确定用于测量气缸压力脉冲的装置是否检测到所有压力脉冲。
[0157]在一个方面,所述一个或多个软件程序包括如果用于测量气缸压力脉冲的装置没有拾取压力脉冲则暂停检测的程序。
[0158]在一个方面,所述仪器包括用于产生报警信号的装置,附加于暂停检测上,所述一个或多个软件程序包括激活用于生成报警信号的装置的程序。
[0159]在一个方面,所述仪器包括用于获取与正在测试的发动机相关联的车辆识别码(VIN)数据的装置。所述一个或多个软件程序包括用于分析VIN数据以确定正在测试的发动机的年份,品牌和型号的程序。该方法还可以包括获取正在测试的发动机的VIN数据和确定该发动机的年份,品牌和型号。
[0160]在一个方面,所述VIN数据是条形码的形式,用于获取VIN数据的装置是条形码扫描器,并且该方法还可以包括扫描与发动机相关联的VIN条形码。
[0161]在一个方面,所述仪器包括键盘,以及获取VIN数据的方法包括手动输入存储器中的VIN数据。
[0162]在一个方面,所述仪器还包括屏幕。所述一个或多个软件程序包括用于在屏幕上显示下拉菜单的程序,该屏幕允许选择年的选择年份,品牌,型号和发动机类型。
[0163]在一个方面,所述存储器包括发动机的数据库,为此要使用校正因子以及所述一个或多个软件程序中的至少一些。该方法还可以包括检查数据库以确定是否需要应用校正,如果是,则应用校正因子到所述一个或多个软件程序中的至少一些。
[0164]在一个方面,校正因子是在试验前应用。
[0165]在一个方面,所述一个或多个软件程序包括用于将与每个波形片段相关联的周期性变化转换成代表发动机的进气系统中的平均湍流的数值的一个或多个程序,该数值还代表相关的积碳。该方法还可以包括将周期性变化转换成发动机的进气系统中的平均波形湍流的数值。
[0166]在一个方面,该仪器包括积碳刻度盘。所述一个或多个软件程序包括用于将平均波形湍流变换为刻度的程序。该方法还可以包括使用代表平均波形湍流的数值和用于转换的程序来在积碳刻度盘上标定发动机的进气系统中的积碳。
[0167]在一个方面,所述仪器包括屏幕,其上显示积碳刻度盘。该方法还可以包括在积碳刻度盘上显示标定的积碳。
[0168]在一个方面,在积碳刻度盘上显示标定的积碳还包括显示报警指示器,该指示器从包括一种进气系统应当被清洁的建议和另一种进气系统没必要清洁的建议的组中选择。
[0169]在一个方面,所述一个或多个软件程序包括多个用于将与每个波形划分相关联的周期性压力变化转换成每个都代表发动机的进气系统中的平均波形湍流的同样多个数值的程序。该方法还可以包括将周期性变化转换成每个都代表该发送机的进气系统中的平均波形湍流的多个数值,和选择多个数值中最大的一个作为最准确地表示该发动机的进气系统中的平均波形湍流和进气系统中的积碳。
[0170]在一个方面,该方法还可以包括为指示发动机不点火的压力变化分析各个波形划分。
[0171]在一个方面,该方法还可以包括显示视觉指示器,指示正在测试的发动机有发动机不点火。
[0172]在一个方面,所述仪器包括用于产生报警信号的装置。所述一个或多个软件程序可以包括用于在检测到不点火时激活所述报警信号的程序。该方法还可以包括在检测到不点火时激活用于生成报警信号的装置。
[0173]在一个方面,该方法还可以包括将用于测量所述气缸压力脉冲的装置插入排气系统中,在这里,所述波形是排气压力波形。
[0174]在一个方面,用于测量所述压力脉冲的装置是文丘里管,并且所述方法还包括将所述文丘里管
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