É possível que um computador com motor diesel detecte (e evite) uma condição descontrolada?

Embora o fugitivo a diesel não seja tão comum ...

... as consequências são espetacularmente catastróficas .

Nos motores da velha escola, entendo que não há muito o que fazer sobre isso, exceto tentar cortar o suprimento de ar.

Mas e os motores modernos?

Como os motores modernos geralmente têm um computador orquestrando entre vários sensores e atuadores, parece bastante plausível que o computador detecte a presença de uma condição descontrolada e desligue os injetores de combustível e (esperançosamente) evite desastres.

Obviamente, cortar o suprimento de combustível não garante que a fuga não ocorra (se o motor estiver funcionando com vapor de óleo), mas lida com um possível modo de falha.

Questões

• É possível definir uma condição lógica com base em certas características de operação do motor (por exemplo, temperatura do refrigerante, velocidade, acelerador) que serviriam para representar um motor no modo de escape?

  Um fator importante a considerar é que a condição lógica usada não deve dar um falso positivo (por exemplo, corta o suprimento de combustível porque o motor está sob carga severa enquanto um veículo totalmente carregado está subindo)

• Como os fabricantes de veículos estão fazendo isso hoje, se é que existem?

• Supondo que o fugitivo possa ser detectado com segurança por um computador de mecanismo, que mecanismos de atuação ele poderia empregar para fazer o melhor possível para impedir o fugitivo?

  Estou pensando nas linhas de cortar o suprimento de ar, suprimento de combustível, suprimento de óleo e impedir que o motor se queime.

A maneira comum de fornecer proteção efetiva contra velocidade excessiva em motores a diesel na indústria de petróleo e gás é muito mais simples do que usar eletrônicos para efetuar um desligamento.

O único método eficaz e confiável de desligar um diesel com velocidade excessiva é bloquear o ar de admissão. Uma válvula simples é instalada na passagem do ar de admissão que fecha quando o fluxo de ar através da válvula excede o que seria normal para as velocidades normais de operação do motor. É acionado pelo próprio fluxo de ar, não necessita de entradas sensoriais ou energia externa. Ele pode ser configurado para fechar com a perda de pressão do óleo como um recurso adicional (geralmente não relacionado à velocidade excessiva) e ser fechado manualmente por cabo no painel operacional.

Estes dispositivos funcionam com tensão de mola ajustável:

a força de fechamento na válvula é fornecida pelo fluxo de ar de entrada que passa. À medida que o fluxo de ar aumenta, a força de fechamento aumenta. isso é resistido pelas molas da válvula, cuja pré-carga é ajustável de modo que, em um determinado fluxo de ar, a força resultante supere a resistência da mola e faça com que a válvula feche. uma vez fechada, a válvula não será redefinida para a condição aberta até que o motor pare.

A API ou a NFPA (não me lembro qual) exige que os motores diesel de resposta a emergências usados ​​na indústria de petróleo e gás (refinarias), como os bombeiros das refinarias, sejam equipados com detecção de vapor de hidrocarboneto que aciona a mesma válvula mencionada acima. Acredito que o principal motivo não é impedir a fuga (mesmo que isso ocorra), é desligar uma fonte de ignição ativa em uma nuvem de vapor, o que pode ser mais catastrófico do que um diesel em fuga.

Presumivelmente, seria muito fácil detectar uma condição de fuga com base na posição do acelerador, velocidade do motor e possivelmente taxa de aceleração ou RPM de velocidade excessiva. Desligar o combustível não ajudará, porque quando essa condição ocorre, o motor está funcionando com seu próprio óleo ou com gás ambiente na atmosfera.

Existe um dispositivo conhecido como válvula de desligamento que é instalado em certos motores, mas não acho que eles existam nos carros de passeio.

Um descontrole acontece quando o motor começa a obter combustível de outra fonte que não os injetores - vazamentos de turbo, óleo acumulado no intercooler, óleo sendo retirado do cárter. A única maneira de impedir isso é cortar o suprimento de ar do motor.

As fugas que eu vi / ouvi falar acontecem rápido - realmente rápido - o aumento da velocidade é diferente de tudo o que poderia / poderia acontecer em operação normal (bem, talvez semelhante à rotação livre do motor. Então, com certeza parece que a ECU poderia Além disso, além da rotação e da posição do acelerador, a ECU provavelmente tem acesso à velocidade da estrada e à marcha em que a transmissão está.

A interrupção pode ser feita acionando uma válvula anti-shudder ou algo assim, como uma válvula / válvula / válvula de fechamento dedicada na entrada.

Dito isto, me surpreende que isso não pareça ser uma característica da ECU em nenhum dos motores a diesel com os quais estou familiarizado - embora eles pareçam ter os sensores necessários e uma válvula anti-shudder capaz de desligar o motor (pelo menos em marcha lenta, nunca tentei desligá-lo com o acelerador aberto). Como parece que isso poderia ser feito completamente no firmware da ECU, eu pensaria que isso teria sido feito - o custo de desenvolvimento parece ser relativamente baixo e algo único (além de talvez ajustar alguns parâmetros se o projeto não fosse auto-ajuste), não haveria custo por unidade que eu possa ver.

Portanto, isso me deixa pensando se há algum outro motivo para não implementar o recurso. Se houvesse custos adicionais de material, eu poderia ver negociando o custo de produção com a probabilidade de um fugitivo, mas como o custo por veículo seria zero (ou muito próximo de zero), não parece a justificativa para não fazer isso. seria econômico.

Todos os motores reduzirão a injeção de combustível quando a linha vermelha for ultrapassada. É para isso que servem os limitadores de rotação, e eles estão conosco há muitas décadas.

Alguns motores (mais modernos?) Possuem uma válvula de borboleta, embora não seja estritamente necessária para a operação básica. Essa válvula deve começar a fechar quando o motor precisar, bem, do acelerador, como é o caso quando você libera o acelerador ou quando está em alta rotação.

A propósito, uma vez eu não conseguia desligar meu motor a gasolina porque estava funcionando com óleo auto-inflamável sugado através de um orifício queimado no pistão por uma vela quebrada. Não acelerou demais, mas não parou por um minuto depois que eu parei e desliguei a ignição. Portanto, o problema pode até acontecer com os não-diesel.

você pode definir um mecanismo descontrolado com base no redline excessivo demais usando sensores de came ou manivela.

Para pará-lo, você faria uma de duas coisas ou ambas. o suprimento de combustível seria cortado e a válvula borboleta de admissão será fechada. Você também pode usar um freio e embreagem ou um freio trans e um conversor de torque de alta resistência.

Você pode empurrar as câmeras para os lados, mantendo o motor fechado.

você pode fazer algo semelhante a um freio jake e abrir as portas de escape no golpe de poder.

você pode bloquear o tubo de escape.

você pode ter um tanque de gás inerte que libera

Os motores a diesel usam a quebra do motor para parar, mas não se trata apenas de desligar o ar e o combustível do motor. O motor precisa inalar ar, comprimir e soltar no final do curso de compressão. Se o ar não for inalado e expirado ativamente, o motor recuperará a energia que gasta no curso de compressão no curso de expansão. Um motor que não foi projetado para frear não pode atuar como um freio. A interrupção do combustível e do ar não impedirá a fuga em uma inclinação.

É possível detectar a operação do veículo fora de um regime de segurança, mas as ações de um sistema automático podem ser perigosas. Por exemplo, frear agressivamente um veículo em uma superfície escorregadia pode resultar em perda total de controle.

Os computadores provavelmente são melhores em reduzir a probabilidade de fuga do que na freada. Eles podem monitorar temperaturas críticas, pressões e níveis e acionar um alarme antes que os freios falhem.

Meu entendimento do fugitivo a diesel foi que ele foi causado inteiramente pelo óleo lubrificante que entra na carga de ar da câmara de combustão, geralmente, mas nem sempre, através de uma falha de vedação do óleo em um turbocompressor.

Os motores mais modernos (com os quais entendo os anos 90 em diante), especialmente os injetados em combustível, operam um modo de "corte excedente" para economizar combustível e melhorar a frenagem do motor, onde se você estiver fora do acelerador e a RPM estiver acima de um certo nível (tipicamente meados da década de 1000), eles não deliberadamente injectar qualquer combustível para dentro do cilindro ou carga de ar, apenas a retomar injecção (ou de carburação) quando a velocidade desce abaixo do referido limiar, a fim de evitar uma tenda (alguns modelos particularmente twitchy, tal como motores diesel pequenos com impulso rígido, na verdade, são configurados para começar a injetar um pouco, em rotações um pouco mais altas, se a velocidade do motor estiver caindo rapidamente, como uma tática "anti-stall", mas que ainda exija rpms em geral em 2000 ou sem alcance, e para que caiam, não subam).

Portanto, nenhuma alteração precisaria ser feita na forma como eles operam para implementar sua ideia; tudo bem, é o que eles já fazem por padrão. Se você não estiver tocando no acelerador e as rotações começarem a subir, o sistema primeiro reduzirá progressivamente o combustível injetado, a fim de tentar regular a marcha lenta para a velocidade normal e, na sua falta, o interromperá completamente uma vez. está acima do limite de superação para implementar a frenagem do motor. Se isso não for suficiente, porque o combustível combustível está sendo adicionado de outra fonte, bem ... a menos que o motor tenha outro sistema antifugas específico instalado (por exemplo, uma aba ativada por solenóide que estrangulará catastroficamente o suprimento de ar) ou o motorista capaz de tomar ações suficientemente rápidas e brutais para forçá-lo à força, enquanto o fluxo anormal de combustível ainda é muito pequeno (como eu já tive que fazer) ... você está cheio. A ECU não pode fazer nada.

Além disso, como os computadores do motor geralmente não fazem muita coisa para integrar as informações dos sensores de roda ABS e / ou da caixa de engrenagens (e principalmente da embreagem), além do nível de controle da agulha do velocímetro e da ativação do ABS. / ESP, quando necessário, acendendo a luz de marcha atrás ou cortando a potência do acelerador fly-by-wire se for detectada a rotação da roda, a ECU praticamente não tem como determinar se um aumento não solicitado na velocidade do motor é devido a uma fuga anômala, um pouco demais muito spray persistente de partida fácil, introduzido em uma manhã gelada, ou o motor sendo acionado mecanicamente pelas rodas da estrada devido a um rebaixamento acentuado ou ao uso de marchas para atuar como freio do motor. Certamente teria dificuldade em saber o que '

((aliás, talvez isso já tenha se tornado uma coisa nos motores a diesel de carros de passageiros todos os dias, mas ter qualquer tipo de aba, válvula de borboleta ou restrição na admissão definitivamente não foi o caso de qualquer um que eu possuísse; parte da eficiência O sistema do seu pequeno TDi típico baseia-se na ausência de tais coisas, com a potência e a velocidade do motor dependentes inteiramente da quantidade de combustível injetada imediatamente antes do TDC no curso da compressão.Se houver uma aba de desligamento de segurança, seja guardado com segurança fora do fluxo de ar usual até que seja realmente necessário, e só então feche.Eu suponho que provavelmente seria mais útil, confiável e simples de implementar se apenas abrisse quando você ligasse a ignição e fechasse quando você ligasse isso ...?))