تشخیص کوبش براساس تحلیل بسامدهای ارتعاشی اصلی در موتور پرخوران اشتعال ‏جرقه‌ای

نویسندگان

چکیده

کوبش یکی از عوامل اصلی است که بر روی توان خروجی، بازده حرارتی و عمر موتور بنزینی ‏تأثیرگذار است. بررسی نتایج آزمون‌ها نشان می‌دهد که ارتعاشات ایجاد شده در اثر کوبش دارای ‏بسامدهای خاصی است که به حالت‌های ارتعاشی اتاق احتراق بستگی دارد. در این مقاله، ابتدا رفتار ‏موتور مورد آزمون در شرائط دور و بار مختلف با نرم‌افزار ‏GT-POWER‏ شبیه‌سازی شد. با استفاده ‏از نتایج شبیه‌سازی، سرعت صوت در اتاق احتراق در شرائط مختلف پیش‌بینی شده است. سپس ‏معادله‌ای برای پیش‌بینی بسامد حالت‌های ارتعاشاتی اتاق احتراق به کمک سرعت صوت و هندسه ‏استوانه ارائه شده است. بسامد حالت‌های ارتعاشاتی اتاق احتراق در اثر وقوع کوبش به کمک تحلیل ‏داده‌های حسگر کوبش در آزمون‌های مختلف نیز تعیین شده‌اند. مقایسه نتایج آزمون، تطابق مناسب ‏بسامد تعیین شده از دو روش را نشان می‌دهد. همچنین بر طبق نتایج آزمون، تغییر بسامد ‏حالت‌های ارتعاشاتی اتاق احتراق در دور و بارهای مختلف موتور ناچیز است و دامنه منحنی طیف ‏بسامدی در بسامدهای تعیین شده، افزایش محسوسی در شرائط وقوع کوبش خواهد داشت. در انتها ‏با توجه به بررسی‌های انجام شده، روشی برای تعیین شدت کوبش و حد مجازی برای تشخیص ‏وقوع این پدیده ارائه شده است.‏

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Knock detection based on main vibration frequencies analysis in spark ‎ignition turbocharged engine

نویسندگان [English]

  • A.H. Moshrefi
  • M. Shalchian
  • S.M. Mirsalim
  • M. Momeni Movahed
  • A.H. Parivar
چکیده [English]

One of main factors that affects outputs, thermal efficiencies and lifetimes of ‎the engine is "knock". Experimental results revealed that vibrating signals ‎generated from knocks has certain frequencies related to vibration modes of ‎the combustion chamber. In this paper, the behavior of the engine during ‎different operating conditions has been simulated using the GT-POWER ‎software. Based on simulation results, speeds of sound waves within the ‎combustion chamber have been predicted at knock conditions. Then, a ‎mathematical correlation was used to predict vibration frequencies based on ‎the speed of sounds in the combustion chamber and cylindrical geometries. ‎Vibration frequencies have also been measured experimentally using knock ‎sensor data. Comparing simulation results with experimental data ‎demonstrated an appropriate correlation between two methods and confirmed ‎that the effect of other parameters on the vibration frequency could be ‎negligible. Finally, a method for determining the occurrence and the severity of ‎knocks and a threshold for the detection of this phenomenon has been ‎proposed.‎

کلیدواژه‌ها [English]

  • Knock Detection
  • Knock threshold
  • Knock frequency
  • Spark ignition turbocharged ‎engine ‎