Устройство для контроля работоспособности цилиндров двигателя внутреннего сгорания

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ РАБОТОСПОСОБНОСТИ ЦИЛИВДРОВ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ по авт.св. № 802592, отличающееся, тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, оно дополнительно содержит датчик импульсов зажигания всех цилиндров, делитель напряжения , повторитель напряжения, два пороговых элемента, светодиод и пиковый детектор, информационный вход которого соединен через повторитель и делитель напряжения с датчиком импульсов зажигания всех цилиндров, управлякщий вход детектора связан с центральньм контактом переключателя выбора контролируемого цилиндра, а выход - с входами пороговых элементов,, к объединенным выходам которых подключен светодиод.

COOS СОВЕТСНИХ м

РЕСПУБ ЛИК

@11 F 02 Р 17/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕПЬСТИУ

5<Р 1м »

1 (61) 802592 (21) 3569979/25-06 (22) 31.03.83 (46) 07.06.84. Бюл. В 21 (72) Н.Ш.Габитов, В.В.Фомин, А.Б.Брюханов и Д.Ш.Габитов (71) Институт повышения квалификации руководящих работников и специалистов

Министерства автомобильной промышленности СССР (53) 621.43.001.5(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

В 802592, кл. F 02 P 17/00, 1980. (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ

РАБОТОСПОСОБНОСТИ ЦИЛИНДРОВ ДВИГАТЕЛЯ

ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ по авт.св...SU„„1096393 А

Р 802592, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, оно дополнительно содержит датчик импульсов зажигания всех цилиндров, делитель напряжения, повторитель напряжения, два пороговых элемента, светодиод и пиковый детектор, информационный вход которого соединен через повторитель и делитель напряжения с датчиком импульсов зажигания всех цилиндров, управляющий вход детектора связан с центральным контактом переключателя выбора контролируемого. цилиндра, а выход — с входами пороговых элементов, к объединенным выходам которых подключен светодиод.

1096393 г

Изобретение относится к технической диагностике, преимущественно .к средствам встроенного контроля технического состояния свечей цилиндров двигателей внутреннего сгорания (ДВС). S

По основному авт.св. У 802592 известно устройство для контроля работоспособности цилиндров ДВС, содержащее тахометр, счетчик-распределитель, счетный и установочный входы которого соединены через формирователи с контактами прерывателя системы зажигания контролируемого двигателя и с датчиком импульсов зажигания первого цилиндра, а выходы связаны через переключатель выбора контролируемога цилиндра и кнопку с управляющим электродом тиристора, подключенного через стабилитрон параллельно контактам прерывателя системы зажигания 11 ).

Известное устройство позволяет отключать зажигание в любом иэ выбранных переключателем цилиндров двигателя. Отключая зажигание в выбранном цилиндре, определяют по изменению показаний тахометра относительную мощность, создаваемую контролируемым цилиндром ДВС.

Недостатком такого устройства является следующее. Во-первых, точность измерений уменьшается с увеличением числа цилиндров контролируемого двигателя: для оценки технического

35 состояния цилиндра четырехцилиидраваго двигателя используется 25% шкалы тахометра, восьмицилиндрового — 12,5% и т.д. Во-вторых, это устройство имеет невысокую производительность, поскольку для контроля технического состояния каждого цилиндра необходимо выполнить следующую последовательность операций: запомнить первоначальное показание тахометра, отключить зажигание в цилиндре, выждать время, пока двигатель не выйдет на установившийся режим. запомнить показание тахометра после отключения зажигания в цилиндре, вычислить изменение показаний тахометра, сравнить результат с нормативом.

В-третьих, известное устройство

- Т требует поддержания постоянного нагрузочного режима двигателя на время измерений, поскольку оценка техни55 ческого состояния цилиндров производится по изменению показаний тахометра, что повышает трудоемкость контроля.

Указанные недостатки устройства могут быть преодолены, если контро— лировать пробивные напряжения свечей цилиндров, поскольку при измерении этого параметра точность результатов измерения не зависит от числа цилиндров, не требуется отключать зажигание в контролируемом цилиндре и поддерживать постоянный нагруэочный режим двигателя. Кроме того, пробивные напряжения свечей являются важными диагностическими параметрами, позволяющими судить о зазоре искровых промежутков свечей зажигания цилиндров, от величины которых во многом зависит экономичность, мощность, состав отработанных гаэов и уровень радиопомех двигателя.

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей устройства эа счет измерения пробивных напряжений свечей.

Укаэанная цель достигается тем, что устройство, содержащее тахометр, счетчик-распределитель, счетный и установочный входы которого соединены

\ через формирователи с контактами прерывателя системы зажигания контролируемого двигателя и с датчиком импульсов зажигания первого цилиндра, а выходы связаны через переключатель выбора контролируемого цилиндра и кнопку с управляющим электродом тиристора, подключенного через стабилитрон параллельно контактам прерывателя системы зажигания, дополнительно соддржит датчик импульсов зажигания всех цилиндров, делитель напряжения„ повторитель напряжения, два пороговых элемента, светодиод н пиковый детектор, информационный вход которого соединен через повторитель и делитель напряжения с введенным датчиком, управляющий вход детектора связан с центральным контактам переключателя выбора контролируемого цилиндра, а выход— с входамн пороговых элементов к объединенным выходам которых подключен светодиод.

Изобретение позволяет контролировать пробивные напряжения свечей.

При этом высокопроизводительный метод измерения пробивных напряжений применяется для экспресс-контроля технического состояния свечей цилиндров, а при выявлении аномалии в работе цилиндра может быть использован для

6393 4

35 в первом цилиндре, не нарушая синхронности работы счетчика-распределителя 1 и распределителя 19 системы 5 зажига.,ния контролируемого ДВС.

Изменяя положение центрального контакта переключателя 7, можно выключить зажигание в любом цилиндре двигателя. Выключив зажигание в

45 выбранном цилиндре и наблюпая измеи некие показаний тахометра 11, судят . о степени участия данного цилиндра в создании крутящего момента двигателя — об относительной мощности. отдаваемой контролируемым цилиндром.

Когда контакты кнопки 8 разомкнуты, то тиристор 9 постоянно закрыт и устройство не влияет на работу системы 5 зажигания.

Управляющий транзистор 24 пикового детектора 15 отпирается сигналом с центрального контакта переключателя,7 только на время выработки импульса зажигания в выбранный пере3 109 локализации места неисправности также и более трудоемкий метод отключения зажигания в контролируемом цилиндре, что расширяет функциональные возможности устройства.

На фиг. 1 приведена функциональная схема устройства; на фиг. 2— временные диаграммы работы устройства в режиме измерения пробивных напряжений свечей.

Устройство содержит счетчик-распределитель 1, счетный и установоч-. ный входы которого соединены через формирователи 2 и 3 с контактами прерывателя 4 системы 5 зажигания контролируемого ДВС и с датчиком б импульсов зажигания первого цилиндра.

Выходы счетчика-распределителя 1 соединены через переключатель 7 для выбора контролируемого цилиндра и кнопку 8 с управляющим электродом тиристора 9, который подключен параллельно к контактам прерывателя 4 через стабилитрон 10. К выходу формирователя 2 также подключен тахометр 11. Датчик 12 импульсов зажигания цилиндров соединен через делитель 13 напряжения и повторитель 14 напряжения с информационным входом пикового детектора 15, управляющий вход которого подключен к центральному контакту переключателя 7. Выход пикового детектора 15 соединен с входами пороговых элементов 16 и 17, к объединенным выходам которых подключен светодиод 18. В системе 5 зажигания контролируемого ДВС имеется распределитель 19, катушка 20 зажигания и источник 21 питания (бортсеть автомобиля). Пиковый детек- тор 15 предназначен для запоминания амплитуды напряжения, поступающего на его информационный вход, и содержит запоминающий конденсатор 22, диод 23, предотвращающий разряд конденсатора, управляющий транзистор 24 повторитель 25 напряжения. Источники

26 и 27 опорного напряжения определяют пороги срабатывания пороговых элементов 16 и 17. Счетчик 1 имеет выходы ?8-31.

Устройство работает следующим образом.

Импульсы с контактов прерывателя

4 (фиг. 2e) и с датчика импульсов зажигания первого цилиндра (фиг. 2s) поступают через формирователи 2 и 3 (фиг. 2á,ъ) на счетный и установочный входы счетчика-распределителя 1.

Поэтому счетчик-распределитель 1 устройства работает синхронно с распределителем 19 системы 5 зажигания контролируемого ДВС. Сигналы напряжений на выходах счетчика-распределителя представлены на фиг. 2с, ж, 3, и .

Если контакты кнопки 8 замкнуты, то устройство позволяет отключать зажигание в выбранном переключателем 7 цилиндре ДВС, а если разомкнуты, то контролирует амплитуду пробивных напряжений свечей.

Когда контакты кнопки 8 замкнуты, то любой из выходов счетчика-распределителя 1 может соединяться с управляющим электродом тиристора 9, подключенного параллельно к контактам прерывателя 4 через стабилитрон 10.

Если переключатель 7 находится в положении, указанном на фиг. 1, то от выхода 28 счетчика-распределителя 1 поступают на управляющий электрод

,тиристора 9 отпирающие импульсы (фиг.2е) в момент, когда системой зажигания вырабатывается высоковольтный импульс, распределяемый на свечу первого цилиндра. Напряжение зажигания в первом цилиндре ограничивается на уровне, определяемом стабилитроном 10 (на фиг. 2д не показано уменьшение амплитуды напряжения зажигания первого цилиндра). Амплитуды этого импульса достаточно для нормальной работы формирователя 3 импульсов датчика 6 первой свечи. Таким образом устройство позволяет отключать зажигание

10МЗЭ3 ключателем 7 цилиндр (фиг. 2д -и) . !

При этом запоминающий конденсатор.

22 заряжается от выходного напряжения датчика 12 (фиг. 2d) через делитель

13, повторитель 14, транзистор 24 5 и диод 23 до уровня, пропорционального пробивному напряжению свечи выбранного цилиндра. Таким образом, с выхода пикового детектора 15 поступает на входы пороговых элементов 16 и 17 напряжение, пропорциональное пробивному напряжению свечи выбранного цилиндра.

Для классических систем зажигания номинальное значение пробивного

35 напряжения свечи составляет 8-10 кВ, а для электронных 10-12 кВ. Если пробивное напряжение выходит за пределы указанных зон, то ухудшается топливная экономичность, повышается токсичность отработавших газов и уменьшается мощность двигателя.

Допустим, что напряжения источников 26 и 27 опорного напряжения выбраны пропорциональными 8 и 10 кВ соответственно. Тогда, если пробивное напряжение свечи контролируемого цилиндра находится в пределах зоны

8-10 кВ, то на выходах обоих пороговых элементов 16 и 17 сигналы логической единицы и светодиод 18 включены, что свидетельствует о том, что пробивное напряжение свечи находится в диапазоне 8-10 кВ.

Когда пробивное напряжение свечи выходит за пределы зоны 8-10 кВ, то открывается выходной транзистор одного из пороговых элементов 16 и 17 и светодиод отключается, что сигнализирует о том, что пробивное 40 напряжение свечи вьппло за пределы допустимой зоны. При этом водителю необходимо таким образом прдрегули" ровать зазор искрового промежутка контролируемой свечи, чтобы включилсяuS светодиод 18.

Изменяя положение центрального контактного переключателя 7, можно контролировать пробивное напряжение (зазор искрового промежутка) свечи любого цилиндра ДВС.

Согласно статистике зазоры искро- вых промежутков свечей прогорают в среднем со скоростью 0,2 мм эа

10 тыс.км. пробега автомобиля. Поэтому никакие усовершенствования самой системы зажигания (внедрение аналоговых, цифровых и микропроцессорных систем зажигания) в принципе не могут обеспечить оптимальное искрообраэование в цилиндрах. Только применение комплексных систем управления и контроля может оптимизировать эксплуатационные свойства систем зажигания.

Таким образом, изобретение расширяет функциональные возможности устройства за счет контроля пробивных напряжений свечей. Пробивные напряжения свечей являются важными диагностическими параметрами, существенно влияющими на эксплуатационные свойства автомобиля. Например, полностью неработающая одна свеча четырехци" линдрового двигателя приводит к потере мощности не менее чем на 20-25К, при этом расход топлива возрастает в среднем на 20Х и повышается токсичность отработанных газов двигателя.

Таким образом, использование предлагаемого устройства будет способствовать улучшению основных эксплуатационных свойств двигателя за счет своевременного выявления и устранения неисправностей свечей цилиндров.

В настоящее время разработан и изготовлен макетный образец устройства, который используется для встроенного контроля работоспособности свечей автомобиля "Москвич-2140".

Длительная эксплуатация данного устройства на автомобиле в составе комплексной встроенной системы, позволяющей контролировать угол замкнутого состояния контактов прерывателя, пробивные напряжения свечей, напряжение на замкнутых контактах прерывателя, напряжение бортсети и эффективность работы цилиндров путем отключения зажигания в них показала, 1 что расход топлива автомобиля может быть снижен в среднем на 3,57. эа счет своевременного выполнения и устранения неисправностей системы зажигания.

2096393

1096393

Заказ 3767/24

Тираж 524

Подписное

ВНИИПИ Государственного ом .:-.ста СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент"., г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Составитель Н. Патрахальцев

Редактор П, Макаревич Техред Ж.Кастелевич Корректор О. Билак