Способ оценки неравномерности работы двигателя внутреннего сгорания и устройство для его осуществления

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

А1 (19) (111 (У1) G 01 И 15/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И OTHPblTHRM

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4471154/06 (22) 04.08.88, (46) 23.02.91. Бюл. Р 7 (71) Сибирский научно-исследовательский институт механизации и электрификации сельского хозяйства (72) И.П.Добролюбов, В.М,Лившиц, С.В.Самойлов, В.F..Äåðå÷óê и А.P.Голштейн (53) 621 ° 231-001.6(088.8) (56) Патент СНА - 3972230, кл. G 01 И 15/ОО, 1982. (54} СПОСОБ 011ЕНКИ НЕРАВНОМЕРНОСТИ

РАБОТЫ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕ.НИЯ (57) Изобретение относится к приборостроению и может использоваться для

2 определения неравномерности работы цилиндров двигателя внутреннего сгорания ДВС в условиях эксплуатации.

Пель — упрощение и повынеьие точности определения неравномерности многоцилиндровых ДВС в условиях эксплуатации. В стационарном режиме работы двигателя без нагрузки устанавливают фиксированную, например, номинальную„ частоту вращения, выделяют из сигнала ускорения коленчатого вала гармонику, совпадающую с частотой цикла работы двигателя, и гармонические составляющие f = . ° f< где Ц

Ц (ц У угол поворота коленчатого вяля за цикл работы двигателя, Ц вЂ” угол чередования вспышек между соседними

1629777 группами из двух и более цилиндров, при этом число таких групп в цикле работы двигателя четное f. — частота в цикла работы ПВС, k — - номер гармо5 нической составляющей. Кроме того, выделяют составляющую, совпадающую с четвертой гармоникой частоты вращения коленчатого валя, и находят отношение амплитуд выделенных гармоник ..к амплитуде четвертой гармоники. Затем двигатель нагружают и на той же частоте вращения вновь измеряют амплитуды указанных гармоник и находят их

Изобретение относится к приборостроению и может быть использовано для оценки неравномерности работы двигателей внутреннего сгорания при их диагностировании.

Цель изобретения — повышение точности оценки.

На чертеже представлена блок-схема устройства для осуществления способа.

Устройство содержит соединенные последовательно датчик 1 меток углоного положения коленчатого вала, преобразователь 2 частоты следования импульсов в напряжение, дифференциатор 3 и блок 4 перестраинаемых поло35 совых фильтров, блок 5 выпрямителей, блок б аналоговых делителей, блок 7 индикаторов, а также измеритель 8 частоты вращения, подключенный к вы ходу преобразователя 2, Блоки 4-7 состоят : из шести одноименных элементов, подсоединенных к выходу дифференциатора 3 параллельно в виде шести последовательных цепей, причем выход выпрямителя 5 первой последовательной цепи подключен к вторым входам аналоговых делителей второй и шестой последовательных цепей с второй по шестую, а второй вход делителя первой последовательной цепи подключен к источнику опорного напряжения.

Датчик 1 меток углового положения выполнен н виде последовательно соединенных индуктивного первичного преобразователя, установленного в кожухе маховика напротив его зубчатого венца, триггера 111митта, формиотношения с тем, чтобы по разности этих отношений под нагрузкой и на холостом ходу судить о степени неравномерности цилиндров. Устройство для осуществления этого способа содержит измеритель частоты вращения 8. блок 4 перестраинаемых полосовых фильтров, блок 5 выпрямителей-измерителей амплитуд гармоник, блок 6 аналогоных делителей, источник опорного напряжения и блок 7 индикаторон, 2 с.п.h-лы, 1 ил. рующего из двухполярного сигнала первичного преобразователя однополярный прямоугольный импульс, и ждущего мультивибратора, генерирующего прямоугольные импульсы стандартной длительности и амплитуды. Преобразователь 2 частоты следонания импульсов в напряжение может быть выполнен в простейшем случае н виде активного фильтря низких частот, полоса пропускания которого должна быть шире, чем четвертая гармоника частоты вращения.

Дифференциатор 3 выполнен на микросхеме операционного усилителя. Перестраиваемые полосовые фильтры блока

4 могут быть выполнены в виде узкополосных RC-фильтров, центральная частота которых может. изменяться вручную путем переключения RC-цепочек или автоматически с помощью напряжения, поступающего с измерителя частоты вращения, С помощью этого напряжения может осуществляться изменение одного иэ резисторов RCфильтра. В качестве активного сопротивления при этом используется сопротивление канала полевого транзистора. Выпрямители блока 5 средневыпрямленного значения сигнала также могут быть выполнены на микросхеме операционного .усилителя. Делители блока 6 могут быть выполнены на микросхеме аналогового перемножителя 525 ПС 1 или 525 ПС 2 н режиме деления. Индикаторами блока 7 могут быть гальванометры (вольтметры).

Измеритель 8 частоты вращения содержит активный фильтр низких частот с узкой полосой пропускания для выделения постоянной составляющей сиг10

5. 162 нала и последовательно соединенный с ним гальванометр (вольтметр) .

Способ осуществляют следующим образом.

Сигнал с датчика 1 меток углового положения подается на преобразователь 2, где частота следования импульсов прямоугольной формы преобразуется в напряжение. Напряжение изменяющейся амплитуды с преобразователя 2 поступает на измеритель 8 частоты вращения, где выделяется постоянная составляющая сигнала и одновременно поступает на дифференциатор 3, с входа которого сигнал, пропорциональный мгновенным значениям ускорения вращения коленчатого вала двигателя, подается на входы фильтров блока 4 перестраиваемых полосовых фильтров (фильтр первой цепи настраивается на частоту, кратную четвертой гармонике частоты вращения, остальные фильтры при испытании четырехтактного ДВС настроены на частоты: фильтр второй цепи — на кратную

0 5 гармонике частоты вращения, фильтр третьей цепи — кратной 1 гармонике частоты вращения, фильтр четвертой цепи — кратную 1,5 гармонике частоты вращения, фильтр пятой цепи— кратную 2 и фильтр шестой цепи кратную 3 гармонике частоты вращения вала двигателя). Далее в каждом канале. измерения сигналы, пропорциональные соответствующим гармоникам, через выпрямители блока 5 подаются на входы аналогового делителя 6. На один из входов каждого делителя

6 подается сигнал, пропорциональный четвертой гармонике частоты вращения, а на второй вход каждого делителя блока 5, кроме первой цепи, подается сигнал с соответствующих выходов выпрямителей 5, на второй вход делителя первой цепи подается напряжение с источника опорного .напряжения, соответствующего нормированному для контролируемой марки делителя значению (и отражающему среднюю мощность двигателя, т.е. без учета неравномерности работы цилиндров), с делителя 7 сигналы, пропорциональные отношениям соответствующих гармоник к четвертой гармонике частоты вра— щения коленчатого вала (k 5.

Eoz/ < 1, = E(/Е,, 1 <,,=,-/, 1д = Я,/Я, k = f /Я,, =f /,1), поступают на индикаторы 7.

9777 6

Амплитуда каждого из этих сигналов характеризует степень неравномерности работы цилиндров конкретного типа двигателя.

Перед измерениями настраивают фильтры блока 4 на соответствующие частоты (при ручной перестройке). С источника опорного напряжения (не показан) подают на второй вход делителя первой цепи напряжение, соответ ствующее нормированному (эталонному) значению составляющей ускорения, кратной четвертой гармонике частоты вращения для контролируемой марки двигателя.

На холостой ходу (без нагрузки) устанавливают двигателю частоту вращения (например, номинальную), при которой оценивается неравномерность работы цилиндра. Регистрируют значения отношений соответствующих гарМпник блоком 7. Затем при номинальной нагрузке устанавливают двигателю ту же частоту вращения (номинальную) и вновь регистрируют значения отноше-. ний соответствующих гармоник. Показания индикатора первой пепи характеризуют отличие средней мощности двигателя от сняты; нормативной (эталонной), а разность показаний .:ндикаторов цепей с второй по шестую, сня тых под нагрузкой и при холостом ходу двигателя, характеризует неравномерность работы цилиндра.

Формула изобретения

1. Способ оценки неравномерности работы двигателя внутреннего сгорания, включающий измерение частоты вращения и углового ускорения коленчатого вала в стационарном режиме, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, устанавливают номинальную частоту -ращения коленчатого вала двигателя без нагрузки, измеряют амплитуду гармонической составляющей углового ускорения коленчатого вала., совпадающей с частотой цикла работы двигателя, и амплитуды заданных гармонических составляющих частоты вращения, затем измеряют амплитуду гармонической сос тавляющей углового ускорения коленчатого вала, совпадающей с четвертой гармоникой частоты вращения, находят

1629777

Составитель Н.Аристов

Техред И.дидык Корректор А. Осауленко

Редактор Л.Зайцева

Заказ 433 Тираж 353 Подписное

ВНИИИИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина, 101 отношения амплитуд измеренных гармоник к амплитуде этой гармоники, после чего двигатель нагружают и осуществляют на номинальной частоте вращения повторные измерения амплитуд гармоник и рассчитывают их отношения, а по разности отношений под нагрузкой и на холостом ходу оценивают неравномерность. 10

2. Устройство для оценки неравномерности работы двигателя внутреннего сгорания, содержащее последовательно соединенные датчик углового положения коленчатого вала, преобразователь частоты следования импульсов в напряжение, измеритель частоты вращения и дифференциатор, а также источник напряжения, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повыщения точности, устройство дополнительно содержит блок перестраиваемых полосовых фильтров, блок выпрямителей-измерителей амплитуд гармоник, блок аналоговых делителей, источник опорного напряжения и блок индикаторов, причем полосовые фильтры входами соединены с дифференциатором, а их выходы через соответствующие выпрямители-измерители амплитуды соедииены с первыми входами соответствующих аналоговых делителей, выходы которых соединены с индикаторами, а второй вход делителя канала измерения четвертой гармоники соединен с источником опорного напряжения, а вторые входы остальных делителей соединены с выходом измерителя четвертой гармоники.