Способ диагностирования форсунки для подачи топлива в двигатель внутреннего сгорания и устройство для его осуществления

 

1. Способ диагностирования форсунки для подачи топлива в двигатель внутреннего сгорания, заключающийся в том, что сравнивают амплитуды виброимпульсов , сформированных путем фильтрации виброударного процесса, возникающего при ее работе, с опорным напряжением, отличающийс я тем, что, с целью расширения диапазона диагностируемых двигателей, изменяют опорное напряжение с заданной скоростью от максимального значения амплитуды виброимпульса проверяемой форсунки в сторону уменьшения, измеряют периоды повторения виброимпульсов , превьпиающих опорное напряжение , сравнивают периоды между собой (Л и по результатам сравнения судят о состоянии форсунки.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК ае (и) 3 G 01 М 15/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ.

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1(я

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3254581/25-06 (22) 02.03.81 (46) 15.07.84. Бюл. 9 26 (72) Т.Л.Метс, М.И.Кийзел и В.И.Соловьев (71) Тартусский филиал Центрального опытно-конструкторского технологического бюро Государственного всесоюзно"

ro ордена Трудового Красного Знамени научно-.исследовательского технологического института ремонта и эксплуатации машинно-тракторного парка (53) 621.436,038.5(088.8) (56) 1. Патент СССР У 564828, кл. С 01 М 15/00, 1977. (54) СПОСОБ ДИАГНОСТИРОВАНИЯ ФОРСУНКИ ДЛЯ ПОДАЧИ ТОПЛИВА В ДВИГАТЕЛЬ

ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ И УСТРОЙСТВО

ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ. (57) 1. Способ диагностирования форсунки для подачи топлива в двигатель внутреннего сгорания, заключающийся в том, что сравнивают амплитуды виброимпульсов, сформированных путем фильтрации виброударного процесса, возникающего при ее работе, с опорным напряжением, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью расширения диапазона диагностируемых двигателей, изменяют опорное напряжение с заданной скоростью от максимального значения амплитуды виброимпульса проверяемой форсунки в сторону уменьшения, измеряют периоды повторения виброимO пульсов, превышающих опорное напряже- g ние, сравнивают периоды между собой и по результатам сравнения судят о состоянии форсунки. С:

2. Устройство диагностирования форсунки для подачи топлива в двигатель внутреннего сгорания, содержащее вибродатчик, фильтр, амплитудный детектор и измеритель, соединенные последовательно, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения диапазона диагностируемся двигателей дополнительно содержит делитель с регулируемым коэффициентом деления, компаратор и одновибратор, связанные последовательно и включенные в связь амплитудного детектора с измерителем, причем другой вход компаратора подключен к фильтру.

Изобретение относится к диагности; рованию форсунок и топливной системы дизельного двигателя вибрационным методом.

Известен способ диагностирования форсунки дпя подачи топлива в двига.тель внутреннего сгорания, заключающийся в том, что сравнивают амплитуды виброимпульсов, сформированных путем фильтрации виброударного процесса, 10 возникающего при ее работе, с опорным напряжением (1).

Известно устройство диагностирования форсунки для подачи топлива в двигатель внутреннего сгорания, содер 15 жащее вибродатчик, фильтр, амплитудный детектор и измеритель, соединенйые последовательно (1) .

В сигнале вибродатчика, прикреплен ного на колпак форсунки ДВС, присут- 2б ствуют виброимпульсы как проверяемой, так и непроверяемых форсунок. Для диагностирования форсунки по способупрототипу необходимо иметь информацию о фазе рабочего цикла ДВС, чтобы 25 разделить виброимпульсы проверяемой форсунки и "шума фона", т.е. использовать метку опорной точки (ОТ). У многих марок дизельных ДВС использование датчика ОТ затруднено или невозможно из-за отсутствия метки ОТ, используемой во время работы.

Диагностирование форсунки по абсолютному значению разницы ее виброим- 35 пульсов н "шума фона" связано с погрешностью, осусловленной зависимостью амплитуды вибросигнала от места, качества и конструкции приспособления для крепления вибродатчика на форсун- 40 ку. Амплитуда вибросигнала форсунки

1 зависит также от режима работы дизельного ДВС, что при измерении ее абсолютного значения вносит значитель ную погрешность в результат диагностирования.

Следовательно, недостатками известных способа и устройства являются узость диапазона диагностируемых дизельных ДВС и большая погрешность при диагностировании форсунки по абсолютным значениям ее вибросигнала.

Целью изобретения является расширение диапазона диагностируемых двигателей.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу диагностирования. форсунки для подачи топлива в двигатель внутреннего сгорания, заключающемуся в том, что сравнивают амплитуды виброимпульсов, сформированных путем фильтрации виброударного процесса, возникающего при ее работе, с опорным напряженнем, опорное напряжение изменяют с заданной скоростью от максимального значения амплитуды виброимпульса проверяемой форсунки в сторону уменьшения, измеряют периоды повторения виброимпульсов, превышающих опорное напряжение, сравнивают периоды между собой и по результатам сравнения судят о состоянии форсунки.

Устройство диагностирования форсунки для подачи топлива в двигатель внутреннего сгорания, содержащее вибродатчик, фильтр, амплитудный детектор и измеритель, соединенные последо-. вательно, дополнительно содержит делитель с регулируемым кеэффициентом деления, компаратор и одновибратор, связанные последовательно и включенные в связь амплитудного детектора с измерителем, причем другой вход компаратора подключен к фильтру.

На фиг. 1 представлено распределение Р(А) амплитуд виброимпульсов, з 1 сформированных путем фильтрации сигнала вибродатчика, прикрепленного на диагностируемой (первой) форсунке четырехцилиндрового ДВС, на фиг. 2— устройство для осуществления способа.

Виброимпульсы форсунки возбуждаются в пространстве близком зоне ударного воздействия между иглой и корпусом распылителя форсунки. На пути от места возбуждения до вибродаичика абсолютное значение амплитуды упругой волны виброколебаний убывает по показательному закону: î -м5 Ao -km 5 ц= — е = — „е где А — амплитуда волны на расстояо нии от источника. равном единице, 5 — расстояние от источника, — показатель затухания амплн. туды волны, — круговая частота сигнала, К вЂ” коэффициент пропорциональности.

Следовательно, амплитуда принимаемых датчиком виброимпульсов зависит от амплитуды Ао возбуждаемых форсункой виброколебаний, частоты 63 фильтрации и расстояния 5 между датчиком и зоной излучения виброколебаний, Рассмотрим случай проверки форсунки первого цилиндра четырехцилиндрового дизеля. Для этого вибродатчик прикрепляют на колпак форсунки первого цилиндра.

Амплитуда А виброимпульса от подъема и посадки иглы распыпителя форсунки зависит от многих факторов, % определяющих характеристику топливоподачи и впрыска (регулировка натяжения пружины, состояние прецизионных пар топливной системы, заклинивание иглы, закоксованности форсунки и др.) .. (3) t otк

35 где А, — минимальное значение амплитуды волны, возбуждаемой первой форсунки на единичном расстоянии, максимальное значение амплитуды волны, возбуждаемой второй форсунки на единичном расстоя45 нин.

Обычно частота (d фильтрации вибросигнала, удовлетворяющая условию (3), находится в ультразвуковом диапазоне., Законы распределения p,(A), Р„(А)

50 амплитуд виброимпульсов непроверяемых форсунок перекрываются между собой и помехой Опомех (фиг. 1) так, что виброимпульсы непроверяемых форсунок не разделимы по амплитуде от помех.

А О так

В результате неравномерного влияния всех этих факторов амплитуда последующих друг другу виброимпульсов форсунки во время впрыска топлива имеет флюктуирующий характер. С учетом этого у неисправной проверяемой (первой) форсунки амплитуды собственных виброимпульсов распределены по закону Р,(А), имеющему значения в диапазоне 0, ; ... lJ, „Ä 0< среднее значение амплитуды виброимпульсов (фиг, 1) .

55 В состав устройства для диагностирования форсунки входят (фиг. 2) вибродатчик 1, фильтр 2, компаратор 3, ампдитудный детектор 4, делитель 5 с

103108 4

Вибродатчик, установленный на проверяемой (первой) форсунке, принимает также и прошедшие к проверяемой форсунке виброимпульсы от других, непроверяемых форсунок. Виброимпульсы от наиболее близкой непроверяемой (второй) форсунки имеют распределение

P (А) со средним и максимальным значеНИЯМИ 62,0 2 ах СООТВеТСТВеННО.

10 Из геометрии ДВС следует, что расстояние 5, от датчика, прикрепленного íà первой форсунке, до места возбуждения виброимпульсов первой форсунки гораздо меньше расстояния 5 от

15 датчика до места возбуждения виброимпульсов второй форсунки. Практически расстояние 5 равно расстоянию между соседними форсунками. Расстояния

5„ и 5 являются конструктивными

20 параметрами конкретной марки ДВС. В принципе возможно найти для каждой конкретной марки ДВС частоту и фильтрации вибросигнала, при которой соотношение г минимальной амплитуды U,„

25 виброимпульсов проверяемой исправной (первой) форсунки и максимальной амплитуды Й, „@„ (фиг. 1) виброимпульсов непроверяемой (второй) форсунки больше единицы согласно выражениям:

"itin sonic э2 4 „» (с с,) %O 20AlQх к (2) 1103108 регулируемым коэффициентом передачи, одновибратор 6 и измеритель 7 периода.

Принцип работы устройства следующий, 5

Сигнал вибродатчика i, установленного на проверяемой форсунке, подается на фильтр 2. С фильтра 2 сигнал подается на входы компаратора 3 и амплитудного детектора 4. Детектор 4

<О запоминает максимальное значение

0«<1<,„ виброударного импульса и через делитель 5 с регулируемым коэффициентом передачи К< подает его на второй вход компаратора 3. Компаратор 3 срабатывает от сигнала, превышающего напряжение К <, О, „, и запускает одновибратор 6, период импульсов которого измеряют с помощью измерителя 7.

Способ осуществляют с помощью предлагаемого устройства следующим образом.

Опорное напряжение приравнивают к максимальному значению U< ä„ амплиту25 ды виброимпульсов проверяемой форсунки (производится автоматически амплитудным детектором 4 при коэффициенте

К < = 1 делителя 5), Регулировкой коэффициента К, передачи делителя 4 медленно изменяют опорное напряжение

К< ° LI «<<„ в сторону уменьшения ° Скорость регулировки опорного напряжения выбирают такой, что примерно за

200-300 оборотов коленчатого вала 35

ДВС изменение опорного напряжения не превышает 107 его начального значения О<„„ц„ . В то же время с помощью измерителя 7 измеряют периоды повторения виброимпульсов, превышающих 40 опорное напряжение К< О<,«,<л. Сравнивают отсчеты измерителя 7 (значения периодов) между собой. При достижении опорным напряжением значения в диапазоне от максимальной амплитуды 45 виброимпульсов непроверяемых форсунок до минимальной амплитуды виброимпульсов проверяемой (первой) форсунки (U2 «

Если форсунка неисправна, влияние перечисленных факторов превышает допустиМые пределы, и она работает нестабильно (или вообще не функционирует). Амплитуда ее виброимпульсов колеблется в широких пределах, соответствующее распределение Р,(А) (фиг. 1), перекрывает зону амплитуд виброимпульсов непроверяемых форсунок и помех (О ... Опомел .. О,,„ „ ). В этом случае невозможно найти,дпорного напряжения, превышающие которое виброимпульсы повторяются стабильно с периодом подачи топлива. Об этом свидетельствует неравномерность отсчетов измерения 7 во всем диапазоне возможных значений опорного напряжения, что является критерием выбраковки проверяемой форсунки из-за несоответствия ее виброимпульсов условиям (2) и (3) .

Из графика (фиг. I) видно, что изменение масштаба преобразования ампли; туды А виброимпульсов форсунки не влияет на оценку отношения (2). Это значит, что изменение апмлитуды вибросигнала форсунки, зависящее от крепления вибродатчика и режима ДВС, не вносит погрешности в поставляемый технический диагноз.

Предлагаемый способ обеспечивает диагностирование форсунок независимо от конструктивных особенностей получения меток ОТ проверяемого ДВС.

Тем самым предлагаемые способы и устройство обеспечивают расширение круга диагностируемых ДВС и снижение погрешности диагностирования форсунки, Прн замене измерителя периода частотомером предлагаемое устройство может быть использовано как тахометр.

Если делитель с регулируемым коэффициентом передачи снабдить шкалой, способ и устройство могут быть использованы для регистрации закона распределения виброимпульсов механизмов.

1103108

Составитель Н.Патрахальцев

Редактор Н.Ивцдкая Техред М.Тенер Корректор А.Дэятко

Заказ 4969/31 Тираж 823 Подпиеное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Ч

Филиал ППП ™Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4