GME R-6-16-1990 Spark Knock under Hot Engine and High Altitude Conditions.pdf

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1、GME - TEST PROCEDURE No. R-6-16 Datum/date of issue o1 oc 90 berarbeitet/revised Seite/Page 1 von/of 8 Zndungsklopfen unter Hei- und Hhenbedinaungen - 1. Versuchszweck Motorleistung steigern in geod. Hhe sowie Sicherstellung von Zndungsklopffreiheit unter allen Betriebsbedingungen ( hohe Last und ho

2、he Temperatur) Moderne Gemisch- und Zndsysteme knnen ber Absolutdruck-, Luftmassen- oder Luftmengenerfassung den Fllungsverlust in der Hhe erkennen und die Vorzndung entsprechend anheben. Ferner wird, je nach System, Ansaugluft-, Kiihlmitteltempera- tur und Umgebungsluftdruck erfaBt und die Zndung d

3、en Be- triebsbedingungen angepat. Die Kalibrierung dieser Funktionen ist Zweck dieses Tests. - 2. Ausrstunq und Vorbereitunqen 2.1 Megerte - Applikationshilfe zur Zeitpunktverstellung - unabhngiges ZndwinkelmeBgerat - Temperaturfhler fr Ansaugluft-, Khlmittel- und eltempe- ratur - Barometer - Hrhilf

4、e Stethoskop mit Schlauch zum Motor. Das offene Ende wird unterhalb des Saugrohrs in 5- 10 cm Entfernung vom Zylinderkopf angebracht - Zeitgleiche Datenerfassung gem Blockschaltbild (Anhang 1) Ope1 Form 66484-2 GME -TEST PROCEDURE Datum/date of issue o1 oc 90 berarbeitet/revised No. R-6-16 Seite/Pag

5、e 2 VOn/Of 8 2.2 Kraftstoffe Die Oktanzahlen des gefahrenen Kraftstoffs mssen bekannt sein. Wird kein Referenzkraftstoff verwendet, dann sind Kraftstoffproben zu entnehmen und die Oktanzahlen nachtrg- lich zu bestimmen. 2.3 Fahrzeug, Motor un8 Anbauteile Motor und Anbauteile (Luftfilter, Auspuffanla

6、ge, Khlung) mssen dem neusten Entwicklungsstand entsprechen und OK sein. Ebenso mu die Karosserie bezglich Lufteinlaffnungen auf aktuellem Stand sein. Die Basiskalibrierung fr diesen Test weitgehend abgeschlossen sein. Gemisch und Zndung sollte fr Das Verdichtungsverhltnis mu innerhalb der Toleranz

7、liegen, Laufstrecke und bisherige Betriebsbedingungen des Motors mus- sen bekannt sein. Fr den Test eignen sich nur Fahrzeuge mit Schaltgetriebe. Um den Motor hoch zu belasten, wird ein Lastanhnger mitgefhrt und das Gespann annhernd an das zul. Gesamtgewicht ausgewo- gen. - 3. Versuchsort Die Bergst

8、recke sollte mindestens bis 1800 m ber NN befahr- bar und so beschaffen sein, da lngeres Vollgasfahren mg- lich ist. Ferner sollte vor Ort eine mglichst hohe Umge- bungstemperatur gewhrleistet sein. - 4. Vercuchsdurchfhrunq Bei diesem Test wird die Klopfgrenze relativ zu der sich ein- stellenden Vor

9、zndung gemessen. Die von Hhe und Betriebstem- peraturen abhngige Vollastzndung wird vom niedrigsten bis zum hchsten Punkt der Mestrecke an mehreren Stellen wie folgt gemessen: Ope1 Form 66484-2 GME -TEST PROCEDURE No. R-6-16 Datum/date of issue o1 oc 90 berarbeitet/revised 8- Seite/Page 3 VOn/Of 8 5

10、. - 5.1 5.2 In einem niedrigen Gang den Motor unter Vollast von 1400 minl bis mindestens 5000 minl hochbeschleunigen, dabei die Zndausregelung und alle erfaBten Randbedingungen zeit- gleich aufzeichnen. Wenn ntig, mit Hilfe der Fahrzeugbremse eine gleichmige Beschleunigung erzeugen. Zur berprfung au

11、f Zndungsklopfen wird die Teststrecke mit unvernderter Zndung zunchst durchfahren. Dies kann in Verbindung mit der 0.g. Zndungsaufnahme erfolgen. Dabei ist der Motor so oft wie mglich mit Vollgas zu fahren. Wird Zndungsklopfen hr- bar, erfolgt ber einen manuellen Trigger die zeitgleiche Datenerfassu

12、ng aller angeschlossenen Megren. Durch ent- sprechende Gangwahl den Drehzahlbereich 1400-5000 min ge- zielt abfahren. Die Drehzahl kann dabei steigend oder fallend sein. Wenn ntig, die Fahrzeugbremse zu Hilfe nehmen. An- schlieend die Teststrecke mit um 2 KW erhhter Vorzndung erneut durchfahren. Bei

13、 auftretendem Klopfen triggern. Die nchste Mefahrt erfolgt mit 4O KW erhhter Vorzndung. In 2O -Schritten fortfahren, bis im gesamten Drehzahlbereich Klopfen festgestellt wurde. Achtung : Starkes Klopfen vermeiden, eventuell Vorzndung wahrend der Mefahrt gezielt fr den jeweiligen Drehzahlbereich einc

14、tel- len. Das Xlopfverhalten in Teillast kann entweder wahrend obriger Meungen oder durch zustzliche Mefahrten erfat werden. Auswertunq der Meercrebnisse Definition der Klopfgrenze Die Klopfgrenze bei einer bestimmten Drehzahl ist derjenige Zndwinkel bei dem das Klopfen gerade hrbar wird. Einflu der

15、 Motorlaufstrecke Durch lkohleaufbau verschlechtert sich die Klopfgrenze ber der Laufstrecke. Dies ist jedoch von den Einsatzbedingungen abhngig. Unter Kundenbedingungungen mu mit 5 KW gerechnet werden. Bei Testfahrzeugen mit hohem Vollgasanteil ist der lkohleaufbau geringer. Die Klopfgrenze fallt Z

16、U Beginn str- ker ab und stabilisiert sich dann nach 30.000- 50.000 km. Das Diagramm in Anhang 2 gilt als Richtlinie. Ope1 Form 66484-2 GME - TEST PROCEDURE Datum/date of issue o1 oc 90 berarbeitet/revised No. R-6-16 Seite/Page 4 VOn/Of 8 5.3 Festlegung der Zndungskorrekturen Der bei der Basis- Znda

17、uslegung einzuhaltende Sicherheitsab- stand zur Klopfgrenze muB auch unter HeiB- und Hhenbedingun- gen vorhanden sein. Deshalb muB der nach Pkt. 4 gemessene Abstand unter Bercksichtigung von Pkt. 5.2 ausreichend sein. Ist dies nicht der Fall, oder ist mehr als gengend Sicher- heit vorhanden, sind fo

18、lgende Funktionen neu festzulegen (Voraussetzung: das Basis- Zndkennfeld ist nach Test-Proce- dure R-6-17 abgestimmt). 5.3.1 Temperaturkompensation Die je nach Zndsystem vorhandenen Zndungskorrekturen in Abhngigkeit von Ansaugluft- und der Kiihlmitteltemperatur sind nicht ausreichend.Erfahrungswerte

19、 siehe Anhang 3. Die Position der Temperatursensoren oder anderer motorspezifi- scher Ursachen knnen eine Modifikation dieser Kennlinien notwendig machen. 5.3.2 Hhenanpassung der Zndung Die Zndungsanhebung erfolgt nicht proportional zum Fllungsveriust in der Hhe. Bei Kalibrierung neu abzustimmen. Er

20、fahrungswert: 3-4O Kw Pro 1000 m Hhendifferenz. Systemen mit zustzlichen Hhenzndkennlinien ist deren Systeme mit saugrohrdruckabhngiger Zndanhebung ber das Zndkennfeld bieten zum Teil die Mglichkeit einer zustzlichen Korrektur ber den Barometerstand. Ist diese Mglichkeit nicht vorhanden, mu das Baci

21、szndkennfeld modifiziert werden. Ope1 Form 66484-2 GME -TEST PROCEDURE No. R-6-16 Datum/date of issue o1 oc 90 berarbeitet/revised Seite/Page 5 von/of 8 I c Ope1 Form 66484-2 GME - TEST PROCEDURE Datum/date of issue o1 oc 90 berarbeitet/revised No. R-6-16 e Seite/Page 6 von/of 8 Anhang 2 Einflu der

22、Motorlaufstrecke auf die Klopfgrenze Motorlaufstrecke (km) ope1 Form 66484-2 8. GME -TEST PROCEDURE No. R-6-16 Datun/date of issue o1 oc 90 Seite/Page 7 von/of 8 berarbeitet/revised Korrekturformeln 1. Ancauglufttemperatur (Ta) d 4OoC fr 4OoC Ta 5 6Ooc fr Ta 6OoC fr 5 1,0 6. Kraftstoff - Oktanzahlen

23、 (OZ) Ad2 = -l,5E(W/OZ X (OZist - OZSO11) Ope1 Form 66484-2 GME -TEST PROCEDURE Datum/date of issue o1 oc 90 berarbeitet/revised No. R-6-16 -8 Seite/Page 8 von/of 8 nderunaen / Revisions Erstellt Geprft Genehmigt Datum / Date UNTERSCHRIFTSBLATT Unterschriften A. Hadzik H. Walter E. Koch Ausgabe durc

24、h Test Prozeuren Stelle R. Klink Punkt / Item Datum 28.8.90 19.9.90 21.9.90 1.10.90 Ope1 Form 66484-2 GME -TEST PROCEDURE Datum/date of issue o1 oc 90 berarbeitet/revised No. R-6-16 -8 Seite/Page 1 von/of 8 SPARK KNOCK UNDER HOT ENGINE AND HIGH ALTITUDE CONDITIONS - 1. Purpose The intention of this

25、specification is to increase engine performance at high altitudes and to assure the absence of spark knock under any operating conditions (high load and high temperature). Modern mixture formation and ignition systems are able to recognize the admission loss at high altitudes by sensing absolute pre

26、ssure, air mass and air flow and are capable of advancing the ignition. In addition, intake air and coolant temperature and atmospheric pressure are sensed to bring the ignition timing in line with the operating conditions,depending on the system used. The purpose of this specification is the calibr

27、ation oft hese functions. - 2. EquiDment and Preparation 2.1 Instrumentation - strobe light - dwell angle measuring instrument - temperature gage for intake air, coolant and oil temperature - barometer - stethoscope Place the stethoscope under the intake manifold, 5 to 10 centimeters from the cylind

28、er head. - real-time data acquisition equipment according to the diagram in attachment 1. Opel Form 66484-2 GME - TEST PROCEDURE Datum/date of issue o1 oc 90 berarbeitet/revised No. R-6-16 e Seite/Page 2 von/of 8 2.2 Fuels The octain numbers of the used fuel must be known. If no reference fuel is us

29、ed, fuel samples shall be taken in order to determine the octane numbers. 2.3 Vehicle, Engine, and Engine Dress-up Parts Engine and dress-up parts (air cleaner, exhaust system,radiator) must be latest design and in proper condi- tion. The vehicle body shall be of the latest design parti- cularly wit

30、h respect to the air inlets. The basic air/fuel and ignition calibration shall be made before conducting this test. The compression ratio must be within the specified toler- ances and previous milage and operating condition of the vehicle must be known. This test only applies to vehicles with manual

31、 transmission. In order to obtain a high engine load, a trailer issused. The mass of the combination vehicle shall be close toits GVMR. 3. Test Site The mountain road should reach an altitute of at least 1800 meters above sea level and allow extended vehicle opera- tionat WOT. In addition the ambien

32、t temperature on the test site should be as high as possible. - 4 Performance In this test the knock limit is measured as a function of the automatically adjusted ignition advance. The ignition timing at full load, depending on the operating temperatures, shall be measured as follows from the lowest

33、 to the highest loca- tion at several points of the test route: Rev-up the engine from 1400 rpm to at least 5000 rpm at WOTin a low gear and simultaneously record ignition control andmarginal condi- tions. If necessary apply the vehicle brakes to obtain a uni- form acceleration. To determine spark k

34、nock the ignition timing is not changed before the test run. This may be done in conjunction with the above ignition recording. Ope1 Form 66484-2 GME -TEST PROCEDURE Datum/date of issue o1 oc 90 berarbeitet/revised No. R-6-16 -8 Seite/Page 3 von/of 8 Drive the vehicle at WOT as often as possible. As

35、 soonas spark knock becomes decernible, start the real-time data acquisition for all test parameters. Purposefully examine the speed range from 1400 to 5000 rpm by selecting the appropria- te transmission speeds. Engine speed may either increase or decrease. If necessary, apply the vehicle brakes. S

36、ubsequent- ly repeat the test run, however, increase the spark advance by 2 deg. crankshaft. Start data acquisition when spark knock occurs. The next test run is then made with the ignition advanced by 4 deg. crankshaft. Continue at 2 deg. increments until spark knock occurs through out the speed ra

37、nge. Warning! Avoid severe knock, if necessary adjust spark advance for the respective speed range. Knock characteristics at partload may either be recorded during the above measur- ments orin separate test runs. - 5. Evaluation of Test Results 5.1 Definition of Knock Limit The knock limit at a cert

38、ain engine speed is that dwell angle at which knock can just be heared. 5.2 Influence of Engine Milage Because of oil coking the knock limit decreases vs. enginemi- lage. This, however, depends on the operatingconditions. Under customer conditions, 5 deg. crankshaft must be expected. In case of test

39、 vehicles with a high WOT share, there is less oil coking. The knock limit curve decreases more sharply in the beginning and then stabilizes after 30 O00 to 50 O00 kilometers. Refer to the diagram in attachment 2. 5.3 The safety margin for the basic ignition adjustment to be observed with respect to

40、 the knock limit must also be obser- ved under hot engine and high altitude conditions. For this reason, the distance measured under paragraph 4 must be sufficient also when considering paragraph 5.2. If this is not the case, or if there is more than sufficient safety, the following functions must b

41、e newly established. (Pre re- quisite: The basic ignition adjustment must be to Ope1 Form 66484-2 GME -TEST PROCEDURE Datum/date of issue o1 oc 90 berarbeitet/revised No. R-6-16 Seite/Page 4 VOn/Of 8 5.3.1 Test Pro-cedure L - 6 - 17). Temperature compensation The timing corrections provided by ignit

42、ion systems as a function of the intake air and coolant temperature are not sufficient. Experimental values can be seen from attachment 3. The position of the temperature sensors or other engine- specifics may require modifications to these characteristics. 5.3.2 High Altitude Adjustement of Ignitio

43、n Timing The spark advance is not proportional to the admission losses at high altitudes. Systems with additional high altitude chracteristics must be newly calibrated. Experiment-a value: 3 to 4 deg. crankshaft per 1000 meters difference in altitude. Systems with ignition map controlled intake mani

44、- fold vacuum dependent spark advance sometimes allow tomake additional corrections based on barometer reading. If this is not possible it is necessary to modify the basic ignition map. Ope1 Form 66484-2 GME - TEST PROCEDURE NO. R-6-16 8- Datum/date of issue o1 oc 90 Seite/Page 5 von/of 8 berarbeite

45、t/revised Attachment 1 I I I I I U Ope1 Form 66484-2 GME -TEST PROCEDURE Datum/date of issue o1 oc 90 berarbeitet/revised No. R-6-16 Seite/Page 6 von/of 8 Attachment 2 Influence of Engine Life on Knock Limit Einf1.d- der- Motorlaufstr-ecke ouf die Klopfmenze Knock Motorlaufstrecke (km) Engine Life O

46、pe1 Form 66484-2 GME -TEST PROCEDURE NO. I R-6-16 8- Datum/date of issue o1 oc 90 Seite/Page 7 von/of 8 berarbeitet/revised Korrekturf orme ln Correction Factors 1. Ansaugluf ttemperatur (Ta) Induction Air Temperature Adt= ,iKW/*C x (Ta-25aC) dii(?= 1,5OKW + O,ZaKW/*C x Ta-4OeC) ddv= 5,5“KW + ci,25X

47、W/0C x (Ta-60C) for fitr Ta 5 40QC fur 40C Ta g 6O*c fr Ta 6OeC Coolant Temperature 2. Kwlwassertemperatur (Tw) *. * - for AOC&= OtleKw/oC X (Tw-9“C) fr Tv 5 90C o,isKw/ac x (TW-9O“C) fiir liw 90QC Air pressure 3, Luftdruck (p) Ada= 0,33*KW/kPa x (p-100kPa) Compression Rotio 4. VerdichtungsvrhltnIs

48、e 1 Adtt = 8OKW x (E ist - E soll) Air Fuel Ratio 5, Luftverh8Itnis (A ) 449 3 1,5KW - 15“KW x (A -i Fuel Octane Numbers 6, Kraftstaff - Oktanzahlen (02) for fifr 5 1,o db? = -l,SalCW/OZ X (OZiSt - OZsoll) ON ONactual ONspecification Ope1 Form 66484-2 GME - TEST PROCEDURE No. R-6-16 Datum/date of is

49、sue o1 oc 90 Seite/Page 8 von/of 8 berarbeitet/revised nderuncren / Revisions Erstellt Geprft Genehmigt Datum / Date Ausgabe durch Test Prozeuren Stelle UNTERSCHRIFTSBLATT Unters chri f ten A. Hadzig H. Walter E. Koch R. Klink Punkt / Item Datum 28.08.90 19.09.90 21.09.90 01.10.90 - Ope1 Form 66484-2