Способ определения технического состояния двигателя внутреннего сгорания

 

Изобретение м.б. использовано для диагностики многоцилиндровых двигателей в условиях эксплуатации. Цель изобретения - повьппение точностя диагностирования. Замеряют частоту вращения коленчатого вала при отключении ципиндров (ц) и длительность цикла (ЛИ) в каждом Ц согласно порядку работы Ц от момента, соответствующего положению коленчатого вала в верхней мертвой точке на такте сжатия , на угловом интервале, равном углу между очередными вспышками. ДЦ замеряют при отключении Ц и при всех включенных в работу Ц, В каждом Ц определяют величину замедления ДЦ при отключенном Ц по сравнению со средней длительностью рабочего цикла при всех включенных в работу Ц. Ц считают неисправным, если величина за- , медления ДЦ при отключении Ц меньше величины средней длительности рабочего цикла, уменьшенной в (i-1)

СООЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (И) (51)4 С 01 Ы 15/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНЯТИЯМ

ПРИ ГННТ СССР (21) 4299961/25-06 (22) 20.08.87 (46) 30.03,89, Бюл. й- 12 (72) Н.И. Григоров, М.И. Загороднев, Б.Т. Кононов, В.З. Ройк, Б.Ф. Самойленко, К.Г. Сергеев и 10.È. Стрелков (53) 621.43.001(088.8) (56) Прибор Э-2 16. Техническое описание и инструкция по эксплуатации, 1985, с. 4-6. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТЕХНИЧЕСКОГО

СОСТОЯНИЯ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ (57) Изобретение м.б., использовано для диагностики многоцилиндровых двигателей в условиях эксплуатации.

Цель изобретения — повьппение точности диагностирования. Замеряют частоту вращения коленчатого вала при отключении цилиндров (Ц) и длительность

Изобретение относится к двигателям внутреннего сгорания, а именно к диагностированию многоцилиндровых двигателей в условиях эксплуатации.

Цель изобретения — повьппение точности диагностирования двигателя внутреннего сгорания. . На чертеже представлена блок-схема устройства для реализации способа применительно для четырехтактного шестицилиндрового двигателя.

Устройство содержит датчик циклов 1, шифратор 2 датчиков циклов, селектор 3 датчиков циклов, датчик угловых отметок 4, шифратор 5 датчика угловых отметок, селектор 6 датчика угловых отметок, электрогидроклацикла (ДЦ) в каждом Ц согласно порядку работы Ц от момента, соответствующего положению коленчатого вала в верхней мертвой точке на такте сжатия, на угловом интервале, равном углу между очередными вспьппками.

ДЦ замеряют при отключении Ц и при всех включенных в работу Ц. В каждом

Ц определяют величину замедления ДЦ при отключенном Ц по сравнению со средней длительностью рабочего цикла при всех включенных в работу Ц. Ц считают неисправным, если величина за-,, медления ДЦ при отключении Ц меньше величины средней длительности рабочего цикла, уменьшенной в (i-1) (1+К) раэ, где. i — число Ц; К вЂ” степень неравномерности в относит. единицах, допустимая для данного типа двигателя. 1 ил.

2 паны 7-12 первого, пятого, третьего, шестого, второго и четвертого цилиндров, обеспечивающие отключение соответствующих цилиндров путем отключения подачи топлива в цилиндр двигателя, первую 13, вторую 14,,третью 15, четвертую 16, пятую 17 и шестую 18 схемы И, г енератор импульсов 19, первый делитель частоты

20, первый 21, второй 22, третий 23, четвертый 24, пятый 25 и шестой 26 реверсивный счетчик, седьмую схему

И 27, второй делитель частоты 28, седьмой счетчик 29, первую 30, вторую 31, третью 32, четвертую 33, пятую 34 и шестую 35 цифровые схемы сравнения, индикаторы неисправности з 146938

36-41 соответственно первого, пятого, третьего, шестого, второго и четвертого цилиндров, восьмую схему

И 42, первый 43, второй 44 и третий

45 триггеры со счетным входом (Т-триггеры) шифратора датчика циклов и первый 46, второй 47, третий 48, четвертый 49, пятый 50, шестой 51 и седьмой 52 триггеры со счетным входом шифратора датчика угловых отме-. ток.

Устройство работает следующим образом.

Перед началом измерений поршень диагностируемого цилиндра, например первого, устанавливают в положение, соответствующее его верхней мертвой точке (ВМТ). В этом положении совмещают датчик циклов t с меткой на 20 кулачковом валу двигателя и с одной из угловых меток датчика угловых отметок 4. Выбирают число угловых отметок датчика угловых отметок 4 равным количеству цилиндров двигателя. 25

Такт работы устройства задается датчиком циклов 1. Для работы устройства характерно восемь периодов.

В первом периоде производится измерение времени прохождения угловых 30 отметок, соответствующих углу поворота коленчатого вала, равному

120 град, т.е. углу между. очередными всньтшками при отключенном первом цилиндре. Начало измерения соответству- 3> ет положению коленчатого вала в верхней мертвой точке (ВИТ) пятого цилиндра. В третьем периоде измеряют время поворота коленчатого вала на

120 град от положения, соответствующего ВМТ третьего цилиндра. В четвертом, пятом и шестом периодах измеряют время поворота коленчатого вала на 120 град. от положения, соответствующего ВМТ поршня шестого, вто-<5 рого и четвертого цилиндров при отключенных соответствующих цилиндрах.

В седьмом периоде измеряют среднюю длительность рабочего цикла в цилиндре при всех включенных в работу цилиндрах, измеряют величину средней длительности рабочего цикла, уменьшенную в (i-1)(1+К) раз (где

i — wHcazo цилиндров К - коэффици ент неравномерности. выраженный в относительных единицах) и определяют величину замедления длительности цикла. В восьмом периоде сравнивают. величину замедления длительности цикла в каждом цилиндре с величиной t / ср

/(i-1) (1+К) и производится индикация технического состояния отдельных цилиндров, а в конце периода производится установка на нуль шифраторов и счетчиков.

Испытания проводят на установившемся режиме работы двигателя. В первом периоде измерения с приходом импульса от датчика циклов 1 счетные триггеры 43, 44 и 45 шифратора 2 датчиков циклов устанавливаются в единичное состояние, при котором появляется единичный сигнал на первом выходе селектора 3 датчика циклов.

Сигнал с первого выхода селектора 3 подается на электрогидроклапан 7 и тем самым прекращается подача топлива в первый цилиндр, т.е. первый цилиндр отключается.

С приходом первого импульса от датчика циклов 1 появляется первый импульс от датчика угловых отметок 4, который устанавливает счетные триггеры 46-52 шифратора 5 в единичное состояние, при котором появляется единичный сигнал на первом выходе селектора 6 датчика угловых отметок.

При этом, первая схема И 13 разрешает прохождение импульса на суммирующий вход первого счетчика 21 в моменты прихода импульса C выхода генератора импульсов 19. Зались чисел на первом счетчике 21 происходит до тех пор, пока на первом выходе селектора 6 есть единичный сигнал.

Если число угловых отметок датчика угловых отметок 4 равно шести, то единичный сигнал на первом выходе селектора 6 исчезает в момент прихода третьего импульса с датчика угловых отметок 4, что соответствует повороту коленчатого вала на 120 град от начального положения, соответствующего положению поршня первого цилиндра в ВИТ. С приходом второго импульса от датчика циклов 1 изменяется состояние счетных триггеров 43, 44 и 45 шифратора 2 так, что исчезает единичный сигнал на первом выходе селектора 3 и появляется единичный сигнал на втором выходе это го селектора ° При этом, снимается напряжение с электрогидроклапана 7 и первый цилиндр включается в работу. При этом появляется напряжение на электрогидроклапане 8 и выключается подача топлива в пятом цилинд146938 ре, Запись числа в счетчике 22 начинается после прихода девятого импульса с выхода датчика угловых отметок 4 (три импульса во втором периоде) т ° е. тогда, когда открывается

5 вторая схема И 14 и заканчивается в момент прихода одиннадцатого импульса с датчика угловых отметок 4.

Приход третьего импульса с выхода датчика циклов 1 обеспечивает появление единичного сигнала только на третьем выходе селектора 3. При этом включается в работу пятый цилиндр и отключается третий, так как появляется напряжение на электрогидроклапане 9. Запись числа в третьем счетчике 23 длится от момента прихода двадцать девятого импульса с выхода датчика угловых отметок 4 до момента прихода тридцать первого имПульса с выхода этого датчика.

Приход четвертого импульса с вы.хода датчика циклов 1 обеспечивает появление единичного сигнала на чет- 25 вертом выходе селектора 3. При этом включается в работу третий цилиндр и отключается шестой, так как появляется напряжение на электрогидроклапане !0. Запись числа в -четвертом счетчи е 24 будет происходить от момента прихода сорок третьего импульса с выхода датчика угловых отметок

4 до момента прихода сорок пятого импульса с выхода этого датчика.

Приход пятого импульса с выхода датчика циклов 1 обеспечит появление единичного сигнала только на пятом выходе селектора 3. При этом включается в работу шестой цилиндр и от- 4 ключается второй, так как появляется напряжение на электрогидроклапане 11. Запись числа в пятом счетчике 25 будет происходить от момента прихода пятьдесят седьмого импульса 45 с выхода датчика угловых отметок 4 до момента прихода пятьдесят девятого импульса с выхода этого датчика.

Приход шестого импульса с выхода датчика циклов 1 обеспечивает появление единичного сигнала только на шестом выходе селектора 3. При этом включается в работу второй цилиндр и отключается четвертый, так как появляется напряжение на электрогидроклапане 12. Запись числа в шестом счетчике 26 будет длиться от момента прихода семьдесят первого импульса с выхода датчика угловых отметок

4 от момента прихода семьдесят трет|.— его импульса с выхода этого датчика.

Приход седьмого импульса с выхода датчика циклов 1 обеспечивает появление единичного сигнала на седьмом выходе селектора 3. При этом включается в работу четвертый цилиндр двигателя. Одновременна с приходом седьмого импульса с выхода датчика циклов 1 приходит семьдесят третий ж пульс с выхода датчика угловых отметок 4 и появляется единичный сигнал на седьмом выходе селектора 6.

При этом сигнал с выхода генератора импульсов 19, проходя последовательно.через первый делитель частоты 20 и седьмую схему И 27, подается на вычитающие входы первого 2 1, второ "о 22, третьего 23, четвертого 24, пятого 25 и шестого :o реверсивнь|х счетчиков. Считывание чисел в этих счетчиках идет с частотой в шесть раз меньшей частоты следования импульсов с выхода генератора импульсов 19.Процесс считывания длится два оборота коленчатого вала с семьдесят третьего по восемьдесят пятый импульсы, поступаемые с выхода датчика угловых отметок 4. За это время измеряется средняя длительность

paGo:Teão цикла при всех включенных цилиндрах, отнесенная к среднему времени поворота коленчатого вала на

120 град. К концу периода считывания в реверсивных счетчиках 21-26 остаются числа, пропорциональные величине замедления длительности цикла при отключенном цилиндре по сравнению с средней длительностью рабочего цикла. Одновременно с этим в седьмом периоде определяется величина t /

/(i-1) ° (1+К) . Эта величина подсчитывается седьмым счетчиком 29, сигнал на вход которого поступает через второй делитель частоты 28. Частота следования сигнала с выхода второго делителя частоты 28 в (i-1)(1+К) раз меньше, чем частота появления импульсов на выходе седьмой схемы И 27 °

В восьмом периоде измерения производится сравнение числа, записанного в седьмом счетчике 29, с числами, записанными в счетчиках 21-26. Эта операция производится цифровыми схемами сравнения 30-35. Если число, записанное в седьмом счетчике 29, окажется больше числа, записанного в одном или нескольких реверсивных д,= t — t

t P ср

1 ср °

dt опреде. 55

7 146938 счетчиках 21-26, то на выходе соответствующей цифровой схемы сравнения 30-35 появляется сигнал и включается индикатор неисправности того или иного цилиндра. Приход девяносто шестого импульса с выхода датчика угловых отметок 4,обеспечивает появление единичного сигнала на восьмом выходе селектора 6, включение восьмой схемы И 42 и сброс на нуль всех счетчиков и шифраторов. Приход очередного вяносто седьмого импульса с выхода датчика угловых отметок 4 эквивалентен приходу первого импульса,i5 так как девяносто шестым импульсом схема устройства возвращается в исходное состояние.

Сущность изобретения состоит в упрощении технологии и повышении точности определения технического состояния двигателя внутреннего сгорания путем измерения длительности рабочих циклов в i-ом цилиндре двигателя при отключении этого цилиндра, измере- 25 ния средней длительности рабочего цикла в цилиндре при всех включенных в работу цилиндрах двигателя, определения в каждом цилиндре степени замедления длительности, рабочего цик- 30 ла при отключении цилиндра по сравнению со средней длительностью рабочего цикла в цилиндре и определения неисправного цилиндра в случае, если степень замедления длительности рабочего цикла при отключенном цилиндре меньше величины средней длитель-! ности рабочего цикла в цилиндре, уменьшенной в (i-1)(1+К) раз.

Выбор BBJI HHb1 t p /(1-1) (1+К) в качестве меры для оценки технического состояния двигателя объясняется следующим. В случае, когда все цилиндры двигателя идентичны (усе в хорошем техническом состоянии) и их вклад в работу двигателя равновелик,, длительность t„ цикла в цилиндре при одном отключенном цилиндре определяется при известной средней длительности t рабочего цикла по формуле ср

Величина замедления ляется из выражения

Существующие ГОСТЫ и другие нор/ мативные документы допускают возможность неравномерной работы отдельных цилиндров двигателя. Этот допуск целесообразно учесть, введя коэффициент К, равный степени неравномерности в относительных единицах, допустимый для данного типа двигателя, В том случае, если степень замедления Д t; будет меньше величины ср /(1-1) 1+к), то 1.-й цилиндР Развивает недопустимую малую мощность и, следовательно, он неисправен.

Использование изобретения упрощает технологию испытаний и уменьшает их трудоемкость, повышает точность определения технического состояния двигателя внутреннего сгорания, обеспечивая при этом своевременное определение неисправности в том или ином цилиндре.

Формула изобретения

Способ определения технического состояния двигателя внутреннего сгорания, заключающтФся в замере частоты вращения коленчатого вала при отключении цилиндров, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью повышения точности, замеряют длительность цикла в каждом цилиндре согласно порядку работы цилиндров двигателя от момента, соответствующего положению коленчатого вала в верхней мертвой точке на такте сжатия, на угловом интервале, равном углу между очередными вспышками, причем замеряют длительность цикла при отключении цилиндра и при всех включенных в работу цилиндрах двигателя, в каждом цилиндре определяют величину замедления длительности цикла при отключенном цилиндре по сравнению со средней длительностью рабочего цикла при всех включенных в работу цилиндрах и считают цилиндр неисправным, если величина замедления длительности цикла при отключении цилиндра меньше величины средней длительности рабочего цикла, уменьшенной в (i-1)(1+K) раз, где i — число цилиндров, К— степень неравномерности в относительных единицах, допустимая для данного типа двигателя.

1469384

Составитель В. Горбунов

Техред М.Ходанич Корректор C. 1Чекмар

Редактор И. Сегляник

Заказ 1351/48 Тираж 788 Подписное

ВЯЯИПИ 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,!О!