Устройство для диагностирования двигателя внутреннего сгорания

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДИАГНОСТИРОВАНИЯ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ ПО величине отношения г1мплитуд гармонических составляющих колебаний давления, производигуых двигателем, содержащее задатчик амплитуды, полосовой 4 1ЛьТр основной гармоники и . цепь преобразования, выполненную в виде датчика давления, дифференциального усилителя, автоматического регулятора усиления, :полосового фильтра низкочастотной гармоники, амплитудного детектора и указателя отношений амплитуд, связанных последовательно , причем автоматический регулятор усиления выполнен в виде. управляемого злемента, усилителя .амплитудаа, детектора амплитуды и сумматора, первый вход управляемого элемента является входом автоматического регулятора усиления, второй вход соединен с выходом сумматора, .а выход - с входом усилителя амплитуды , выход которого служит выходом автоматического регулятора усиления, первый вход сумматора соединен с выходом детектора амплитуды, а второй вход - с задатчиком амплитуды, отличающее ся тем, что, с целью повышения точности диагностироЧ вания, полосовой фильтр основной С/1 гаомоники включен между выходом автоматического регулятора усиления и с входом детектора амплитуды регулято-; ра. § р1 со 4; О) со

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

ВЮ

РЕСПУБЛИК

3ЦЦ С 01 М 15 00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР .IlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ!..

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ":,."

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3494584/25 06 (22) 27.09,82 (46) О7.12.83. Бюл. В 45 (72) Н.Я. Говорущенко и A.В. Дитятьев (71) Харьковский автомобильно-дорожный институт им. Комсомола украины (53) 621. 43.001.5 (088. 8) (56) 1. Патент СШа 9 3977239, :.кл. 73-119, опублик. 1976. (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДИАГНОСТИРО

ВАНИЯ ДВИГЖГЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ по величине отношения амплитуд гармонических составляющих колебаний давления, производимых двигателем, содерж щее задатчик амплитуды, полосовой фильтр основной гармоники и цепь преобразования, выполненную s виде датчика давления, дифференциального усилителя, автоматического регулятора усиления,:полосового фильтра низкочастотной гармоники, амплитудного детектора и указателя,SU„„46 А отношений амплитуд, связанных последовательно, причем автоматический регулятор усиления выполнен в виде управляемого элемента, усилителя .амплитуды, детектора амплитуды и сумматора, первый вход управляемого элемента является входом автоматического регулятора усиления, второй вход соединен с выходом сумматора, а выход - с входом усилителя амплитуды, выход которого служит выходом автоматического регулятора усиления, первый вход сумматора соединен с выходом детектора амплитуды, а второй вход - с задатчиком амплитуды, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности диагностиро-. Я вания,полосовой фильтр основной гармоники включен между выходом автоматического регулятора усиления и входом детектора. амплитуды регулято-; ра.

1059469

Изобретение относится к испытаниям и диагностике двигателей внутреннего сгорания.

Известны устройства для диагностирования двигателя внутреннего сгорания по величине отношения амплитуд 5

Гармонических составляющих колебаний данления, производимых двигателем, содержащее задатчий амплитуды, палосовой фильтр основной гармоники и цепь преобразования, выполненную в виде датчика давления, дифференциального усилителя, автоматического регулятора усиления, полосового фильтра низкочастотной гармоники,. амплитудного детектора и .указателя отношений. амплитуд, связанных последовательно автоматический регулятор усиления выполнен в виде управляемого элемента, усилителя амплитуды, детектора амплитуды и сумматора, причем 0 первый вход управляемого элемента является входом автоматического регулятора усиления, второй вход соединен с выходом сумматора, а выход — с входом усилителя амплитуды, выход которого служит выходом автоматического регулятора усиления, и первый вход сумматора соединен с выходом детектора амплитуды, а второй вход— с задатчиком амплитуды (1) .

В известном устройстве для получения отношения амплитуд двух гармоник, характеризующего техническое состояние многоцилиндрового двигателя, в нем используется аналоговый делитель, на входы которого подаются 35 напряжения с амплитудных детекторов.

Применение аналогового делителя вносит высокую погрешность в измерение и удорожает устройство из-за специфических требований аналогового 40 делителя к источнику питания.

Цель изобретения - повышение точности диагностирования.

Указанная цель достигается тем, что в устройстве для диагностирова- 45 ния двигателя внутреннего сгорания по величине отношения амплитуд гармонических составляющих колебаний давления, производимых двигателем, содержащем залатчик амплитуды, полосовой фильтр основной гармоники и цепь преобразования, выполненную в виде датчика давления, дифференциального усилителя, автоматического регулятора усиления, полосового фильтра низкочастотной гармоники, амплитудного детектора и указателя отношений амплитуд, связанных последовательно, причем автоматический регулятор усиления выполнен в виде управляемого элемента, усилителя 60 амплитуды, детектора амплитуды и сумматора, первый вход управляемого элемента является входом автоматического регулятора усиления, второй вход соединен с выходом сумматора, 65

I а выход - с входом усилителя амплитуды, выход которого служит выходом автоматического регулятора усиления, и первый вход сумматора соединен с выходом детектора амплитуды, а второй вход — с задатчиком амплитуды, полосоной фильтр основной гармоники включен между выходом автоматичес-. кого регулятора усиления и входом детектора амплитуды регулятора.

На фиг. 1 представлена функциональная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 — схема комплексного электрического сигнала и его низкочастотная и основная гармоники.

Устройство содержит датчик 1 давления, дифференциальный усилитель 2,. автоматический регулятор 3 усиления, полосовые фильтры 4 и 5 низкочастотной и основной гармоник, амплитудный детектор 6, указатель 7 отношения амплитуд и задатчик 8 амплитуды.

Датчик 1 давления преобразует сиг нал давления н электрический сигнал.

За дна оборота коленчатого вала, например восьмицилиндрового двигателя, н его объемы (впускной, выпускной трубопроводы, картер) поступят восемь импульсов давления,в порядке, соответствующем порядку работы цилиндров (кривая a), В случае, если какойлибо цилиндр имеет неисправность (на фиг. 2 — шестой), импульс данления от него будет отличаться от импульсов давления от исправных цилиндров. В этом случае в спектре колебания давления наряду с основной гармоникой (кривая Ь фиг. 2), появится низкочастотная гармоника (кривая С „ Степень неисправности двигателя оценивается отношением амплитуд низкочастотной гармоники к основной, которое может при тяжелых дефектак достигать значения 1,5.

У исправного двигателя импульсы от всех цилиндров одинаковы, вследствие чего амплитуда низкочастотной гармоники, а с ней и,отношение амплитуд равны нулю.

Параметр "отношение амплитуд" удобен тем, что он выражается величиной нулевой размерности и не требует тариронок.

Устройство для диагностирования работает следующим образом.

От датчика 1 давления через дифференциальный усилитель 2 комплексный сигнал. поступает на автоматический регулятор 3 усиления и далее на полосоные фильтры 4 и 5 низкочастотной и основной гармоник» Благодаря включению полосового фильтра 5 основной гармоники в цепь обратной связи автоматического регулятора 3 усиления, величина коэффициента усиления автоматического регулятора будет устанавливаться такой, при которой обеспечивается постоянство

1059469 ческой суммой), подается на управляемый элемент 9, который изменяет амплитуду сигнала на входе усилителя

10 так, чтобы сигнал рассоглассования установился равным нулю. Управляеьалй элемент 9 может быть выполнен, в частности, в виде регулируемого делителя, на который подается сигнал колебания давления. !

Анализ свОйств регулятора позволяет заключить, что его особенностью является регулирование амплитуды по напряжению, присутствующему на входе детектора 11, где напряжение сигнала регулятор поддерживает постоянным. Это свойство использовано в данном техническом решении, в котором связь между выходом усилителя амплитуды 10 и детектором 11 амплитуды разомкнута и в нее включен полосовой фильтр 5. На выходе фильтра 5, а значит и на входе детектора 11 амплитуды вЕличина основной гармоники, независимо от спектрального состава сигнала, поддерживается постоянной, что позволяет измерять отношение амплитуд низкочастотной и основной составляющих, не прибегая к помощи аналогового делителя.

Положительный эффект предлагаемого устройстда обеспечивается нетрадиционным включением автоматического регулятора усиления.

Х Г Р Ху . -Х

Р г г амплитуды основной гармоники на выходе фильтра 5. Таким образом, независимо от частотного состава комп- лексного сигнала, знаменатель отноkgè . щения амплитуд — " HHslcoI(° по частотной гармоники и основной, в силу свойств данной схемы, будет всегда постоянным С=К ао . Лмплитудный детектор, подключенный к выходу полосового фильтра 5 низкочастотной гармоники, детектирует величину

К ° a являющуюся отношением амплитуд н в масштабе С . Эта величина. выводится затем на указатель 7, проградуированный в величине отношения ампли- 15 туд.

Регулятор состоит из управляемоГо элемента 9, усилителя ЙО амплитуды, детектора 11 амплитуды, сумматора 12.

Работает регулятор следующим обра-2О зом.

Сигнал давления от датчика 1 давления и усилителя 2 поступает на-управляемый элемент 9, который устанавливает величину входного сигнала, 5 в зависимости от поступаемого напряжения с сумматрра 12. Далее, сигнал поступает на усилитель 10- амплитуды и после усиления - на выход регулятора. С выхода регулятора 3 сигнал gp в известных устройствах поступает в детектор 11 амплитуды. Выделенная в детекторе 11 амплитуда в виде про.порционального ей напряжения поступает на сумматор 12, где сравнивается с заданной задатчиком 8 величиной амплитуды, представленной также в виде напряжения. Сигнал рас» согласования, являющийся разностью этих напряжений (или их алгебраи" . 40

Таким образом, на всякое изменение амплитуды сигнала давления регулятор 3 посредством отрицательной обратной связи реагирует таким образом, что íà его выходе устанавливается постоянная, предварительно заданная амплитуда сигнала давления.

ВНИИПИ Заказ 9821/48

Тираж 873 Подписное

Филиал ППП "Патент", r.Ужгород, ул.проектная,4