Устройство для диагностирования двигателя внутреннего сгорания

 

Изобретение позволяет увеличить число диагностируемых параметров.и автоматизировать процесс измерений. Устройство содержит датчик (Д) 1 исследуемого процесса, Д 2 верхней мертвой точки (ВМТ)I формирователи 3 и 4.сиг- . налов, формирователь 5 импульсов, стробоскоп 6, блок 7 управляемой за- .держки, коммутаторы 8-10,.счетный триггер 11, элементь И 12-14 .генератор 15, первый и второй счетчики 16 и 17, первый и второй вычислители 20 и 21, блоки 22-26 соотв. задания режима управления, сравнения, памяти и индикации. В режимах измерения угла опережения и длительности исследуемого процесса на выходах элементов И 13 и 14 поочередно формируются временные интервалы, соответствующие длительности процесса, фазовый сдвиг которого относительно сигнала вырабатываемого Д 2 верхней мертвой точки (ВМТ) измеряется в данном режиме работы и длительности одного периода исследуемого процесса. В режимах измерения мощности при отсутствии отметок Д 2 ВМТ и по его отметкам на выходах элементов И 13 и 14 поочередно формируются в земенные интервалы, длительности которых.соответствуют одному периоду сигнала, соответствующего для дизельного двигателя интервалу впрысквпрыск или ВМТ-ВМТт 1 ил. (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛ ИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

09) (11) Ш)4 G 01 M 1500

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4291828/25-06 (22) 28,05,87.. (46) 23,02,89, Бюл, У 7 (72) Ф.Ф,Братский, М.А.Гуранчик, В.А.Константинов, Н.H,Ìèðîøíè÷åíêî,.

А,В. Рывкин, Т,А.Сурганова, В,Л,Черняк и А.Н.П)евчик (53) 621,43,6-038,5(088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 1408276, кл, G 01 М 15/00, 1987 ° (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДИАГНОСТИРОВАНИЯДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ (57) Изобретение позволяет увеличить число диагностируемых параметров .и автоматизировать процесс измерений, Устройство содержит датчик (Д) 1 исследуемого процесса, Д 2 верхней мертвой точки (BMT), формирователи 3-и 4,сиг- . налов, формирователь 5 импульсов, стробоскоп 6, блок 7 управляемой за-.

:держки, коммутаторы 8-10,.счетный триггер 11, элементы И 12-14,генератор 15, первый и второй счетчики 16 и 17, первый и второй вычислители 20 и 21, блоки 22-26 соотв, задания режима управления, сравнения, памяти и индикации, В режимах измерения угла опережения и длительности исследуемога процесса на выходах элементов И 13 и 14 поочередно формируются временные интервалы, соответствующие длительности процесса, фазовый сдвиг которого относительно сигнала вырабатываемого Д 2 верхней мертвой точки (ВМТ) измеряется в данном режиме работы и длительности одного периода исследуемого процесса. В режимах измерения мощности при отсутствии отметок

Ф

Д 2 ВМТ и по его отметкам на выходах элементов И 13 и 14 поочередно формируются временные интервалы, длительности которых, соответствуют одному пе- риоду сигнала, соответствующего для дизельного двигателя интервалу впрыск-впрыск или ВМТ-ВMT-. 1 ил, 1460652

Изобретение относится к диагностированию двигателей внутреннего сгорания, в частности к устройствам для оценки технического состояния двигате- 5 лей, и может быть использовано при диагностировании дизелей, Цель изобретения - увеличение числа диагностируемьгх параметров и автоматизации процесса измерений, 19

На чертеже представлена схема устройства, Устройство для диагностирования двигателя внутреннего сгорания содержит датчик 1 исследуемого процесса, . 15 датчик 2 верхней мертвой точки (ВМТ), формирователи 3 и 4 сигналов, формирователь 5 импульсов, стробоскоп 6, блок 7 управляемой задержки, коммутаторы 8-.10> счетный триггер 11, пер- 29 вый 12, второй 13 и третий 14 элементы И, генератор„15, первый 16 и второй 17 счетчики, первый 18 и второй 19 буферные элементы, первый 20 и второй 21,вычислители, блок 22 задания режима, блок 23 управления, блок 24 сравнения, блок 25 памяти и блок 26 индикации, Выход датчика 1 исследуемого процесса через формирователь 3 сигналов соединен с первым входом формирователя 5 импульсов, вторым входом коммутатора 9 и вторым и третьим входами коммутатора 10 и входом блока 7 управляемой задержки, выход которого соеди-35 нен с входом: стробоскопаи первым вхо- дом коммутатора 8, выход последнего связан с .вторым входом формирователя 5 импульсов, выход которого подключен к первым входам коммутаторов 9 и 10. 40

Третий и четвертый входы коммутатора 9 подключены к положительному выводу источника питания, а четвертый вход коммутатора 10 соединен и второй вход коммутатора 8 подключен через 45 формирователь 4 сигналов к выходу датчика 2 ВМТ, Выход коммутатора 9 соединен с первым входом элемента И l 2, выход которого связан с вторым вхо- . дом буферного элемента 18 и вторымвхо-59 дом элемента И 13, выход последнего соединен с входом счетчика 16, выход которого соединен с первым входом буферного элемента 18, Выход коммутатора 10 соединен с входом счетного триг-55 гера ll прямой выход которого соединен с вторым входом элемента И 12 а инверсный выход - с вторым входом буферного элемента 19 и вторым вхо1 дом элемента И 14, выход которого связан через счетчик 17 с первым входом буферного элемента 19, Первые входы элементов И 13 и 14 подключены к выходу генератора 15, Выходы буферных элементов 18 и 19 соединены с вторым входом блока 23 и информационным входом вычислителя 20, первый выход которого соединен с первым входом блока 23 управления, а первый и второй выходы последнего связаны с управляющими входами буферных элементов 1 8 и 19 соответственно, Третий и четвертый выходы блока 23 соединены с первым и вторым управляющими входами вычислителя 20, второй выход которого соединен с первым входом блока 24 сравнения и информационным входом блока 25 памяти, а выход последнего соединен с информационным входом вычислителя 21, первый выход вычислителя 21 соединен с информационным входом блока 26 индикации, второй выход - с управляющим входом блока 25 памяти, а дополнительный его вход подключей K седьмому выходу блока 23 управления„ шестой выход которого соединен с входом блока 22 задания режима, à пятыйс вторым входом блока 24 сравнения, выход которого подключен к третьему входу блока 23, Выход блока 22 соединен с управляющими входами коммутаторов 8-10, блока 23 управления, блока 7 управляемой задержки, блока 26 индикации и вычислителя 21, а четвертый вход блока 23 управления подключен к выходу блок.а 26 индикации.

Устройство работает следующим образом.

В соответствии с установленным в

Q блоке 22 режимом работы устройства на первый вход элемента И 12 и вход счетного триггера 11 поступают соответственно следующие сигналы: в режиме измерения угла опережения исследуемого процесса (режим "0").импульсы с выхода формирователя 5, дли.тельность которых определяется фазовым сдвигом сигналов формирователей 3 и 4; в режиме измерения длительности исследуемого процесса (режим I) - им-, пульсы с выхода формирователя 3; в режиме измерения мощности (при отсутствии отметок от датчика BMT)(режим II) - уровень логической единицы и импульсы с выхода формирователя 3; в режиме измерения мощности (по отметкам датчика BNT) (режим III) 52

Рассчитанные вычислителем 20 длительности двух последовательных временных интервалов сохраняются в блоке 25 памяти. После вычисления указанным образом длительностей двух последовательных временных интервалов по сигналу от блока 23 управления начинает работу вычислитель 21, который выбирает в обратном порядке записанные в блок 25 памяти данные и в зависимости от установленного в блоке 22 режима работы рассчитывает соответствующие значения диагностических параметров (например, частоту вращения коленчатого вала и соответствующие фазовые значения углов опережения и длительности впрыска для дизельного двигателя).

По окончании работы вычислителя 2! рассчитанные им данные передаются в блок 26 индикации, где отображаются в соответствующем выбранному режиму виде, после чего блок 23 управления получает сигнал о возможности начать новый цикл измерений. Помимо выбора режима измерения того или иного диагностического параметра в блоке 22 задания режима осуществляется также синхронизация работы всего устройства в целом, например, устанавливается режим индикации измеряемых параметров, Кроме того, блок 22 задания режима управляет также работой стробоскопа 6, При наличии сигналов от датчика 2BMT стробоскоп 6 не используется ни в одном из режимов работы устройства и его работа блокируется за счет выключения блока 7 управляемой задержки. Однако при отсутствии сигналов от датчика 2 BMT формирователь 5 не срабатывает, блокируя работу счетного триггера 11, который при этом не изменяет своего состояния,по отметкам исследуемого процесса, формируемых формирователем 3, Вследствие этого перед началом измерения блок 23 управления переключает вычислитель 20 на прием информации по второму каналу (выход буферного элемента 19) и инициализирует работу последнего по расчету длительности соответствующего временного интервала, В данном случае возможны два состояния счетного триггера 11 - взведенное и сброшенное, В первом случае работа счетчика 17 заблокирована и вычислитель 20 выдает нулевое эначез 14606 уровень логической единицы и импульсы с выхода формирователя 4 импульсов, В режимах "0" и "1" на выходах элементов И 13 и 14 поочередно формируют5 ся временные интервалы, соответствующие длительности процесса, фазовый сдвиг которого измеряется в данном режиме работы (например, угол опережения и длительность впрыска для ди- .!О зельного двигателя), и длительности одного периода исследуемого процесса (например, интервал впрыск-впрыск для дизельного двигателя). В режимах

II u III на выходах элементов И )3 1Б и 14 поочередно формируются временные интервалы, длительность которых соответствует одному периоду сигнала, поступающего на вход счетного триггера !1 (для дизельного двигателя это 2О соответственно интервалы впрыск-впрыск и ВМТ"BMT).

При установке режима "0" или "1" блок 23 управления поочередно через буферные элементы 18 и 19 считывает >5 информацию о состоянии счетчиков 16 и 17, анализируя состояние выхода элемента И 13 и инверсного выхода счетного триггера )1 (Первый "Готово" высокий. потенциал на выходе элемен- ЗО та И )3, разрешающий поступление так товых импульсов на выход счетчика 16 второй "Готово" — высокий потенциал на инверсном выходе счетного триггера ))1 раэреш щий посту ление такто- 35 вых импульсов на вход счетчика 17)..

Такой поочередный контроль блоком 23 управления состояний счетчиков 16 и 17 обеспечивает надежную синхронизацию работы устройства при измерении 4р фазовых характеристик процесса малой длительности (например, угла опережения впрыска, близкого к 0 ). о

При обнаружении блоком 23 начала работы либо счетчика. 16, либо счетчи- 45 ка 17 он переключает вычислитель 20 на прием информации по первому каналу (выход буферного элемента 18) и инициализирует работу последнего по расчет длительности данного временного 5р интервала. При поступлении в блок 23 управления сигнала об окончании расчета длительности данного временного интервала последний переключает канал приема информации вычислителем 20 (вы-55 ход буферного элемента !9),который вслед за этим производит расчет соответствующей длительности очередности временного интервала.

1460652 ние длительности данного coQTBeTcT вующего временного интервала, Во втором случае заблокирована работа счетчика 16, а на вход счетчика 17 постоянно поступают импульсы от генератора 15, т,е, счетчик 17 находится в состоянии непрерывного счета, что приводит к зацикливанию работы вычислителя 20,и в блок 23 управления не по- 10 ступает сигнал об окончании преобразования данного временного интервала.

В связи с этим блок 23 управления передает в блок 24 сравнения нулевое значение операнда и ожидает появле- 1б ния сигнала готовности от вычислителя 20 в течение предустановленного фиксированного временного интервала, значение которого задается исходя из минимально возможной частоты вращения 20 коленчатого вала диагностируемого двигателя, на которой производятся измерения заданных диагностических. параметров,.Это может быть, например, частота вращения, в несколько раз мень- 25 шая минимальной частоты вращения двигателя при его холостом ходе. При поступлении от вычислителя 20 сигнала готовности в блок 23 управления последний считывает состояние блока 24 3р сравнения, В случае нулевого результата работы вычислителя 20, а также в том случае, когда сигнал готовности от вычислителя 20 не поступает в блок 23 управления по истечении указанного фиксированного интервала времени, последний передает в блок 22 задания режима сигнал, свидетельствующий об отсутствии в устройстве временных отме- 4р ток от датчика 2 ВМТ, По этому сигналу блок 22 разрешает работу блока 7 управляемой задержки (включение стробоскопа 6) и подключает его выход к второму входу формирователя 5. В этом 45 случае измерение, например, угла опе- . режения впрыска в дизельном двигателе производится полуав томатически пу-. тем ручной установки требуемой временной задержки формирования световых им- бр пульсов с троб оскопом 6, осущес твляем ой путем совмещения соответствующих отметок на маховике и картере диагностируемого двигателя известным способом.

В том случае, когда блоком 23 управления фиксируется окончание работы вычислителя 20, и рассчитанное последним значение длительности временного интервала отлично от нуля, блок 23 передает в блок 22 задания режима сигнал, подтверждающий наличие в устройстве временных отметок от датчиками 2 BMT.

При этом блок 22 запрещает работу блока 7 управляемой задержки (выключение стробоскопа 6) и на второй вход формирователя 5 посредством коммутатора 8 поступают импульсы отметок BMT с выхода формирователя 4.

В этом случае измерение например, угла опережения впрыска в дизельном двигателе производится автоматически беэ участия оператора, При установке режимов ЕЕ и III блок 23 управления производит поочередное подключение выходов буферных элементов 18 и 19 к вычислителю 20 (переключение каналов приема информации) и инициализирует преобразование последовательных следующих один за другим временных интервалов и их последовательную запись в блок 25 памяти, При этом в блок 24 сравнения из блока 23 управления передается некоторое пороговое значение, соответствуюmee определенному участку скоростной „ характеристики свободного разгона двигателя от минимальных до максимальных оборотов холостого хода, позволяющий путем измерения углового ускоре-.. ния рассчитать эффективную мощность работы двигателя в заданном скоростном режиме, При каждом очередном поступлении в блок 23 управления сигнала готовности от вычислителя 20 проверяется состояние блока 24 сравнения.B этом случае,когда рассчитанное значение временного интервала меньше установленного блоком 23 порогового значения (Т< То), последний инициализирует расчет следующего временного интервала вплоть до тбго момента, когда будет зафиксировано превышение заданного блоком 23 порогового значения Т, после чего в режиме II производится расчет еще одного следующего временного интервала, а в режиме III — двух следуюших временных интервалов, и блок 23 управления инициализирует работу вычислителя 21.

По сигналу от блока 23 управления вычислитель 21 выбирает последовательно из блока 25 памяти необходимое число записанных туда ранее значений и осуществляет расчет соответствующих значений эффективной мощ7 14606 ности, По окончании работы. вычислителя 21 рассчитанные им данные передаются в блок 26 индикации, где.отображаются в соответствующем виде, после чего блок 23 управления получает сигнал о воэможности начать новый цикл измерений.

l

Режим II измерения эффективной мощ-10 ности выбирается в случае отсутствия сигналов от датчика 2 ВМТ, что определяется укаэанным образом (при измерении фазовых характеристик работы двигателя), sa исключением того что в данном случае нет необходимости в использовании световых отметок от стробоскопа, который в данном режиме находится в выключенном состоянии.

Фо рмула и зоб р е тения

Ус тройс тв о для .диаг нос тиров ания двигателя внутренного сгорания, содержащее последовательно соединенные дат-25 чик исследуемого rrpouecca первый формирователь сигналов и формирователь импульсов, последовательно соединенные датчик верхней мертвой точки и второй формирователь сигналов, З0 первый, второй и третий элементы И, каждый из которых снабжен двумя входами, первый и второй счетчики, первый и второй буферные элементы, каждый иэ которых снабжен тремя выходами, первый вычислитель с информационным входом, блок управления с двумя выходами, блок индикации, генератор и счетный триггер, прямой выход которо-! го соединен с вторым входом первого 40 элемента И, а инверсный выход триггера подключен к вторым входам третьего элемента И и второго буферного элемента, выход первого элемента И подключен к ВТороМу Входу первого буфер» 45 ного элемента.и второму входу второго элемента И, выход которого через первый счетчик связан с первым.входом первого буферного элемента, выход третьего элемента И через второй счет-я0 чик связан с первым входом второго буферного элемента, а первые входы второго и третьего элементов И подключены к генератору, выходы первого и второго буферных элементов связаны с информационным входом первого вычислителя, выход которого подключен к первому входу блока управления, первь|й и второй выходы которого связаны с

52 8 третьими входами первого и второго буферных элементов соответственно, о т— л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью увеличения числа диагностируемых параметров и автоматизации процесса измерений, устройство дополнительно снабжено первым и вторым коммутаторами, выполненными с управляющим,и четырьмя дополнительными входами, третьим коммутатором, выполненным с управляющим и двумя дополнительными входами, блоком управляемой задержки с управляющим и дополнительным входами, стробоскопом, блоком задания режима, выполненного с входом и выходом, блоком сравнения и блоком памяти, каждый из которых выполнен с двумя входами и одним выходом, и вторым вычислителем, выполненным с управляющим информационным и дополнительными входами и двумя выходами, блок. управления снабжен вторым, третьим, четвертым и управляющим входами и третьим, четвертью, пятым, шестым и седьмым выходами, первый вычислитель до- полнительно снабжен первым и вторым управляющими входами и выходом, блок индикации выполнен с управляющим входом и выходом, а формирователь импульсов снабжен вторым входом, причем выход блока задания режима подключен к управляющим входам первого, второго и третьего коммутаторов, блока управляемой задержки, блока индикации, второго вычислителя и блока управления, второй вход которого подключен к выходам.первого и второго буферных элементов, третий вход блока управления подключен к выходу блока сравнения, четвертый его вход связан с выходом блока индикации, информационный вход которого подключен.к первому выходу второго вычислителя, третий и четвертый выходы блока управления подключены соответственно к первому и второму управляющим входам, первого вычислителя, выход которого связан с первым входом блока памяти и первым входом блока сравнения, второй вход которого подключен к пятому выходу блока управления, шестой выход последнего связан с входом блока задания режима, а седьмой его выход подключен к дополни-. тельному входу второго вычислителя, второй вход блока памяти связан.с вторым выходом второго вычислителя, информационный вход которого подключен к выходу блока памяти, выход первого

Составитель А,Золотов

Техред А.Кравчук Корректор В,Гирняк

Редактор А,Козорез

Заказ 537/52

Тираж 788

Подписное.ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,101

9 1460652 10 формирователя сигналов дополнительно тьего коммутатора и четвертому входу подключен к второму входу первого второго коммутатора, выход формировакоммутатора, второму и третьему вхо- теля импульсов подключен к первым дам второго коммутатора и донолнитель-. входам первого и второго коммутатоному входу блока управляемой задержки, ров, выходы которых подключены соотвыход которого csasaa с входом стробо- ветственно к первому входу первого скопа и перввы входом третьего комму- элемента И и входу счетного триггера, татора,выход последнего подключен к а третий и четвертый входы первого второму входу формирователя импуль 10 коммутатора выполнены для подключения сов, выход второго формирователя сиг- к источнику сигнала уровня логической капов подключен к второму входу тре- единицы.