¿Es posible que una computadora con motor diesel detecte (y prevenga) una condición fuera de control?

Aunque el escape diesel no es tan común ...

... las consecuencias son espectacularmente catastróficas .

En los motores de la vieja escuela, puedo entender que no hay mucho que puedas hacer al respecto, excepto tratar de cortar el suministro de aire.

¿Pero qué hay de los motores modernos?

Dado que los motores modernos generalmente tienen una computadora orquestando entre varios sensores y actuadores, parece bastante plausible que la computadora detecte la presencia de una condición fuera de control y apague los inyectores de combustible y (con suerte) evite el desastre.

Por supuesto, cortar el suministro de combustible no garantiza que no se produzca un desbocamiento (si el motor funciona con vapor de aceite), pero maneja un posible modo de falla.

Preguntas

• ¿Es posible definir una condición lógica basada en ciertas características de operación del motor (por ejemplo, temperatura del refrigerante, velocidad, acelerador) que sirva para representar un motor en modo desbocado?

  Un factor importante a tener en cuenta es que la condición lógica utilizada no debería dar un falso positivo (por ejemplo, corta el suministro de combustible porque el motor está bajo una carga severa mientras un vehículo completamente cargado va cuesta arriba)

• ¿Cómo lo están haciendo los fabricantes de vehículos hoy en día?

• Suponiendo que el fugitivo pueda ser detectado de manera confiable por una computadora con motor, ¿qué mecanismos de actuación podría desplegar para hacer todo lo posible para detenerlo?

  Estoy pensando en cortar el suministro de aire, el suministro de combustible, el suministro de aceite y evitar que el motor se queme.

La forma común en que se proporciona protección efectiva contra sobrevelocidad en los motores diesel en la industria del petróleo y el gas es mucho más simple que usar la electrónica para efectuar un apagado.

El único método efectivo y confiable de apagar un diesel de sobrevelocidad es bloquear el aire de admisión. Se instala una válvula simple en el paso de aire de admisión que se cierra cuando el flujo de aire a través de la válvula excede lo que sería normal para las velocidades normales de operación del motor. Se activa por el flujo de aire en sí, no necesita ninguna entrada sensorial o energía externa. Puede configurarse para cerrarse ante la pérdida de presión de aceite como una característica adicional (generalmente no relacionada con la sobrevelocidad), y cerrarse manualmente por cable desde el panel operativo.

Estos dispositivos funcionan con tensión de resorte ajustable:

La fuerza de cierre en la válvula es proporcionada por el flujo de aire de admisión que pasa a través de ella. A medida que aumenta el flujo de aire, se acumula la fuerza de cierre. los muelles de la válvula resisten esta resistencia, cuya precarga se puede ajustar de tal manera que, en un flujo de aire dado, la fuerza resultante supera la resistencia del resorte y hace que la válvula se cierre. una vez cerrada, la válvula no se restablecerá a la condición abierta hasta que el motor se detenga.

API o NFPA (no recuerdo cuál) requiere que los motores diesel de respuesta a emergencias móviles utilizados en la industria del petróleo y el gas (refinerías), como los camiones de bomberos de la refinería, estén equipados con detección de vapor de hidrocarburos que active la misma válvula mencionada anteriormente. Creo que la razón principal NO es evitar el desbocamiento (aunque lo haría), es apagar una fuente de ignición activa en una nube de vapor, lo que podría ser más catastrófico que un diesel desbocado.

Presumiblemente sería muy fácil detectar una condición fuera de control basada en la posición del acelerador, la velocidad del motor y posiblemente la tasa de aceleración o las RPM de sobrevelocidad. Apagar el combustible no ayudará porque cuando ocurre esta condición, el motor está funcionando con su propio aceite o con gas ambiental en la atmósfera.

Hay un dispositivo conocido como Válvula de cierre que está instalado en ciertos motores, pero no creo que existan en los autos de carretera como tales.

Un desbocamiento ocurre cuando el motor comienza a obtener combustible de una fuente distinta de los inyectores: fugas de aceite turbo, aceite acumulado en el refrigerador intermedio, aceite extraído del cárter. La única forma de detenerlo es cortar el suministro de aire del motor.

Los fugitivos que he visto / escuchado suceden rápido, realmente rápido, el aumento de la velocidad es diferente a todo lo que podría / podría suceder en el funcionamiento normal (bueno, tal vez sea similar a la aceleración libre del motor. Por lo tanto, parece que la ECU podría detectar esto con bastante facilidad. Además de las RPM y la posición del acelerador, la ECU probablemente tiene acceso a la velocidad de la carretera y al engranaje en el que se encuentra la transmisión.

Se podría detener actuando una válvula anti-estremecimiento o algo así, como una válvula / válvula de cierre dedicada en la entrada.

Dicho esto, me desconcierta que esto no parezca ser una característica de la ECU en ninguno de los motores diesel de VW con los que estoy familiarizado, a pesar de que parecen tener los sensores necesarios y una válvula antivibración capaz de apagar el motor (al menos desde el ralentí, nunca he tratado de apagarlo con el acelerador abierto). Como parece que podría hacerse completamente en el firmware de la ECU, creo que esto se habría hecho: el costo de desarrollo parece ser relativamente bajo y una cosa única (más allá de quizás ajustar algunos parámetros si el diseño no fue (autoajuste), no habría ningún costo por unidad que pueda ver.

Esto me deja preguntándome si hay alguna otra razón para no implementar la función. Si hubiera costos de material adicionales, podría ver el intercambio del costo de producción con la probabilidad de un fugitivo, pero dado que el costo por vehículo sería cero (o muy cercano a cero), no parece ser la razón para no hacerlo Sería económico.

Todos los motores reducirán la inyección de combustible cuando se supere la línea roja. Para eso están los limitadores de revoluciones, y han estado con nosotros durante muchas décadas.

Algunos motores (¿los más modernos?) Tienen una válvula de mariposa, aunque no son estrictamente necesarios para el funcionamiento básico. Esa válvula debería comenzar a cerrarse cuando el motor necesita, bueno, aceleración, como es el caso cuando sueltas el acelerador o cuando aceleras demasiado.

Por cierto, una vez no pude apagar mi motor de gasolina porque estaba funcionando con aceite de autoencendido aspirado a través de un orificio quemado en el pistón por una bujía rota. No aceleró demasiado, pero no se detuvo durante un minuto más o menos después de que me detuve y apagué el encendido. Por lo tanto, el problema puede suceder incluso con personas que no sean diesel.

puede definir un motor fuera de control en función de si está demasiado por encima de la línea roja usando sensores de leva o manivela.

Para detenerlo harías una de dos cosas o ambas. el suministro de combustible se cortaría o la válvula de mariposa de admisión se cerrará. También puede usar un freno y embrague o un freno de transmisión y un convertidor de par de alta resistencia.

Puede empujar las levas de lado manteniendo el motor cerrado.

Puede hacer algo similar a un freno Jake y abrir los puertos de escape en la carrera de potencia.

Podrías bloquear el tubo de escape.

puedes tener un tanque de gas inerte que libera

Los motores diésel utilizan el motor para detenerse, pero no se trata simplemente de apagar el aire y el combustible del motor. El motor tiene que inhalar aire, comprimirlo y luego soltarlo al final de la carrera de compresión. Si el aire no se inhala y exhala activamente, el motor recuperará la energía que gasta en la carrera de compresión en la carrera de expansión. Un motor que no ha sido diseñado para frenar no puede actuar como un freno. Detener el combustible y el aire no detendrá a un fugitivo en una pendiente.

Es posible detectar la operación del vehículo fuera de un régimen de seguridad, pero las acciones de un sistema automático pueden resultar peligrosas. Por ejemplo, frenar agresivamente un vehículo en una superficie resbaladiza puede provocar una pérdida total de control.

Las computadoras son probablemente mejores para reducir la probabilidad de un fugitivo que frenar. Pueden controlar temperaturas críticas, presiones y niveles, y activar una alarma antes de que los frenos fallen.

Mi comprensión del escape diesel fue que fue causada completamente por el aceite lubricante que llegaba a la carga de aire de la cámara de combustión, generalmente pero no siempre a través de un sello de aceite fallido en un turbocompresor.

La mayoría de los motores modernos (con lo que me refiero a los años 90 en adelante), especialmente los inyectados con combustible, operan en un modo de "corte por exceso de velocidad" para ahorrar combustible y mejorar el frenado del motor, donde si está fuera del acelerador y las RPM están por encima de cierto nivel (generalmente a mediados de 1000), no inyectan deliberadamente ningún combustible en el cilindro o la carga de aire, solo reanudan la inyección (o carburación) cuando la velocidad cae por debajo de ese umbral para evitar una parada (algunos modelos particularmente nerviosos, como Los motores diesel pequeños reforzados con fuerza, en realidad están configurados para comenzar a inyectar un poco, a revoluciones ligeramente más altas, si la velocidad del motor está disminuyendo rápidamente, como una táctica "anti-pérdida", pero eso todavía requiere rpm en el 2000 o más. sin rango, y para que estén cayendo, no subiendo).

Por lo tanto, no será necesario realizar ningún cambio en su funcionamiento para implementar su idea; todo bien, es lo que ya hacen por defecto. Si no está tocando el acelerador, y las revoluciones comienzan a aumentar, el sistema primero reducirá progresivamente el combustible que se inyecta para intentar regular el ralentí a la velocidad normal y, en su defecto, lo cortará por completo una vez está por encima del umbral de desbordamiento para implementar el frenado del motor. Si eso no es suficiente, porque se está agregando combustible desde otra fuente, bueno ... a menos que el motor tenga algún otro sistema anti-embalamiento específico instalado (por ejemplo, una aleta activada por solenoide que estrangule catastróficamente el suministro de aire), o el conductor esté capaz de tomar medidas lo suficientemente rápidas y brutales para detenerlo por la fuerza mientras el flujo de combustible anómalo aún es bastante pequeño (como una vez tuve que hacer) ... estás lleno. La ECU no puede hacer nada.

Además, como las computadoras con motor generalmente no hacen mucho para integrar la información de los sensores de las ruedas del ABS y / o la caja de cambios (y particularmente no el embrague), más allá del nivel de control de la aguja del velocímetro y la activación del ABS / ESP donde sea necesario o encender la luz de marcha atrás, o cortar la potencia del acelerador de vuelo por cable si se detecta el giro de la rueda, la ECU prácticamente no tiene forma de determinar si un aumento no controlado de la velocidad del motor se debe a un escape anómalo, también un poco Se introdujo una gran cantidad de aerosol de inicio fácil persistente en una mañana helada, o el motor está siendo sobrecargado mecánicamente por las ruedas de la carretera debido a una bajada pronunciada o al uso de cambios descendentes para actuar como un freno del motor. Ciertamente tendría dificultades para saber qué '

((por cierto, tal vez se haya convertido en algo habitual en los motores diésel de automóviles de pasajeros, pero tener cualquier tipo de aleta, válvula de mariposa o restricción en la admisión definitivamente NO fue el caso en ninguno de los que he tenido; parte de la eficiencia del sistema en su pequeño y típico TDi se basa en la ausencia de tales cosas, y la potencia y la velocidad del motor dependen completamente de la cantidad de combustible inyectado justo antes del TDC en la carrera de compresión. Si hay una aleta de apagado de seguridad, entonces debería se guardará de forma segura fuera del flujo de aire habitual hasta que sea realmente necesario, solo luego se cerrará de golpe. Supongo que sería más útil, confiable y simple de implementar si solo se abriera cuando encendió el encendido y se cerró cuando giró apagado...?))