Способ оценки технического состояния двигателя внутреннего сгорания и устройство для его осуществления

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) 011

А1 (5g)$ С 01. М 15/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4499091/06 (22) 28. 10.88 (46) 23.02.91.Нюл. № 7 (71) Куйбышевский институт инженеров железнодорожного транспорта .им .M.Т.Елизарова (72) N.Д.Ермаков и В.П.Криволапов (53) 621.436.001 ° 5(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 10290?6, кл. G 01 М 15/00, 1983.

Авторское свидетельство СССР

¹- 1255889, кл. С 01 N 15/00, 1985. (54) СПОСОБ ОЦЕНКИ ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к испытаниям двигателей внутреннего сгорания,. в частности к способам и устройствам для оценки технического состояния двигателей. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей способа и устройства, заключающееся в дифференцированном распознавании дефектов топливной аппаратуры и цилиндро-поршневой группы дизельных двигателей. Поставленная цель достигается тем, что способ оценки технического состояния двигателя, заключающийся в измерении углового ускорения коленчатого веса в пределах заданного диапазона по углу поворота вала и сравнении измеренного значения с эталонным, дополнен одновременным измерением угла опережения и продолжительности впрыска топлива, а показатель технического состояния двигателя определяется при сравнениин совокупности измеренных параметров с эталонными. Устройство, реализующее способ оценки технического состояния двигателя, содержащее датчик 1 положения коленчатого вала, датчик 2 ралочего процесса форсунки, усилитсль

3, блок 4 индикации, дополнительно снабжено фильтром 5, аналого-фицровым преобразователем 6, программируемым задатчикам 7, генератором 8 опорной частоты, элементом И 9, регистром 10 памяти, блоком 11 обработки информации. 2 с. и 1 з.п.ф-лы, 7 ил.

1629778 разом.

При работе дизельного двигателя измеряется угловое ускорение коленчатого вала в период между началом и окончанием впрыска топлива форсункой.

Вместе с этим измеряются угол опережения и длительность впрыска топлива.

Совокупность этих параметров принимается в качестве показателя технического состояния двигателя при сравнении их с эталонными значениями. По углу опережения и продолжительности впрыска судят о техническом состоянии топливной аппаратуры, а по форме 45 кривой ускорения — о состоянии цилиндро-поршневой группы, при этом учитывается взаимное влияние указанных параметров.

Устройство для реализации способа содержит датчик 1 углового положения коленчатого вала, датчик 2 рабочего процесса форсунки, усилитель.З, блок

4 индикации, фильтр 5, аналого-цифровой преобразователь 6, программи55 руемый задатчик 7, генератор 8 опорной частоты, элемент И 9, регистр

10 памяти, блок 11 обработки информации.

Изобретение относится к испытаниям двигателей внутреннего сгорания, в частности к способам и устройствам для оценки технического состояния двигателей.

Пель изобретения — повышение точ.— ности оценки технического состояния, заключающееся в дифференцированном распознавании дефектов топливной аппаратуры и цилиндро-поршневой груп— пы дизельных двигателей.

На фиг. 1 представлена схема устройства для определения технического состояния двигателей; на фиг. 2 сигнал с датчика процесса от подъема и посадки иглы форсунки; на фиг,З импульсы с второго выхода датчика положения; на фиг, 4 — импульс с пер— вого выхода датчика положения, на

/ фиг. 5 — сигнал с выхода задатчика, разрешающий работу генератора опорЙой частоты и прохождение импульсов с датчика положения; на фиг. 6 — им.пульсы записи в регистр, которые поступают с первого выхода аналогоцифрового преобразователя на первый вход регистра (управляющий вход); на фиг. 7 — информация, записываемая в регистр.

Способ осуществляют следующим об10

Датчик рабочего процесса форсунки через усилитель и фильтр подключен к первому входу аналого †цифрово преобразователя, к второму входу которого через программируемый задатчик и генератор опорной частоты подключены два выхода датчика положения вала. Программируемый задатчик связан также с вторым выходом блока обработки информации. Второй выход датчика углового положения вала и выход задатчика соединены также с входами элемента И, выход которого, как и выходы аналого-цифрового преобразователя, подключены к входам регистра памяти, расположенного на входе блока обработки информации, связанного с блоком индикации.

Устройство работает следующим образом.

Перед диагностированием устанавливают датчик 1 положения на двигатель и жестко связывают его с валом двигателя. Датчик 1 положения преобразует вращательное движение в электрические импульсы, количество

1 которых пропорционально угловом; перемещению вала. С второго выхода датчика 1 положения снимается серия импульсов за один оборот вала, с первого выхода — один импульс за один оборот вала. Предварительно исходя из циклограммы работы двигателя, на первый вход задатчика 7 с второго выхода блока 11 обработки информации заносятся фазы начала и конца измерения.

После пуска двигателя и вывода

его на режим сигнал с датчика 2 рабочего процесса форсунки, амплитуду и форму которого необходимо измерять и анализировать для определения начала и конца подачи топлива в цилиндр двигателя, последовательно проходит усилитель 3, фильтр 5 и по" ступает на первый вход аналого-цифрового преобразователя 6. Ачалогоцифровой преобразователь б преобразует входной аналоговый сигнал в цифровой код, пропорциональный амплитуде сигнала о; подъема и посадки на седло иглы форсунки. Одновременно импульсы с датчика 1 положения ггпступают на входы эадатчика 7 и первый вход элемента И 9. Импульсом с первого выхода датчика 1 положения задается начало счета задатчику 7, который подсчитывает импульсы, по30

Pt = 1l2f

40

5 16 ступающие с второго выхода датчика

1 положения.

Измерение начинается при совпадении числа поступающих импульсов с второго выхода датчика 1 -положения на третий вход задатчика 7 и числового кода, соответствующего фазе начала подачи топлива топливным насосом высокого давления, т.е. до начала подъема иглы форсунки и подачи топлива в цилиндр двигателя.

В этот момент с выхода задатчика 7 на один из входов элемента И 9 поступает сигнал, разрешающий прохождение импульсов с второго выхода датчика 1 положения на третий вход регистра 10. Этим сигналом задатчик 7 разрешает работу генератору 8 опорной частоты, который подает импульсы высокой частоты на второй вход аналого-цифрового преобразователя 6 для его запуска.

Частота иппульсов опорного генератора 8, т.е. частота стробирования аналого-цифрового преобразователя 6, выбирается согласно теореме

Котельникова где gt — максимальный интервал между отсчетами, при котором имеется возможность безошибочно восстанавливать дискретизируемую функцию

x(t) по дискретным отсчетам, f — частота среза, т.е. максимальная частота в спектре входного сигнала.

По окончании каждого преобразования с ,первого выхода аналого-цифрового преобразователя 6 подается сигнал записи на первый вход регистра 10. По фронту этого сигнала происходит запись в ре гистр 10 с второго и третьего входов.

В и разрядов регистра 10 по второму входу записывается код, представляющий числовой эквивалент сигнала с датчика ? процесса, где и число разрядов аналого-цифрового преобразователя 6. Одновременно в п+1 разряд регистра 10 по третьему входу записыва— ется информация об угловом положении сигнала с датчика 2 процесса, т.е. информация о наличии или отсутствии сигнала с датчика 1 положения

29778

6 (фиг ° 2-7) где точкой обозначена информация, записанная в и разрядов регистра по второму входу, крестом обозначена информация в и+1 разряде регистра

10, записанная по третьему входу регистра, т. е. наличие логической единицы.

Ввиду наличия неравномерности вращения вала даже внутри одного оборота период импульсов различен.

Таким образом информация о процессе с датчика 2 процесса "привязывается" к фазе положения вала, а так как стробирование аналого-цифрового преобразователя 6 производится по- . стоянной частотой генератора 8 опорной частоты, то осуществляется также и временная привязка информации с датчика 2 процесса.

Следовательно, информация о процессе с выхода регистра 10 поступает на вход блока 11 обработки информации, "привязанной" к фазе вала двигателя. Блок 11 обработки информации считывает эту информацию и хранит до конца измерения.

Измерение заканчивается при совпадении количества импульсов, посту пающих на третий вход задатчика 7, и

25 числового кода, соответствующего фазе успокоения процесса от посадки иглы форсунки на седло.

По окончании измерения блок 11 обработки информации анализирует полученную информацию, вычисляет угол ,опережения и продолжительность впрыска, угловое ускорение коленчатого вала на угловом интервале от начала впрыска до окончания, сравнивает с эталонными и выводит результаты иагностики на блок 4 индикации. Предлагаемый способ оценки технического состояния двигателя внутреннего сгорания и устройство для его осуществления позволяет применять его для дизельных двигателей с различным положением кривошипов, коленчатого вала, а также дифференцировать дефекты топливной аппаратуры и цилиндро †поршневой группы, что невозможно было осуществить, используя только угловые ускорения коленчатого вяла.

Формула изобретения

1. Способ оценки технического состояния двигателя внутреннего сгорания, заключающийся в измерении углового ускорения коленчатого вала в пре7 1629778 8 делах заданного диапазона по углу поворота вала в конус такта сжатия начале такта расиирения и сравнении измеренного значения с эталонным, отличающийся тем, что, с целью повьш ения точности оценки технического состояния, угловое ускорение измеряется в диапазоне угла поворота вала от начала до окончания влрыска, одновременно с этим дополнительно измеряются угол опережения и продолжительного впрыска топлива, а показатель технического состояния двигателя определяется при сравнении совокупности измеренных параметров с эталонными.

2. Устройство для оценки технического состояния двигателя внутреннего сгорания, содержащее датчик положения коленчатого вала с днумя выходами, последовательно соединяемые датчик рабочего процесса форсунки и усилитель, блок индикации, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повьппения точности оценки технического состояния, oH(дополнительно содержит фильтр, аналого-цифровой преобразователь с двумя входами и двумя выходами, программируем»»й задатчик с тремя входами и одним выходом, генератор опорной частоты, элемент И, регистр памяти с тремя входами и одним выходом, блок обработки информации с одним входом и

5 двумя выходами причем выход усилиУ теля через фильтр соединен с первым входом аналого-цифрового преобразователя, второй вход которого через генератор опорной частоты связан с выходом программируемого задатчика, к первому входу задатчика подключен второй выход блока обработки информации, второй и третий входы задатчика соединены соответственно с первым и вторым выходами датчика рабоче-. го процесса форсунки, выход задатчика подключен также к одному из входов элемента И, к другому входу элемента И подключен второй выход датчика рабочего процесса, выход элемента И связан с третьим входом регистра памяти, первые два входа которого соединены с выходами аналогоцифрового преобразователя, выход ре25 гистра памяти подключен к первому входу блока обработки информации, а его выход соединен с входом блока индикации.

3 ° Устройство по и. 2, о т л и—

gg ч а ю щ е е с я тем, что в качестве блока обработки информации используется ЭВИ.

1629778

Составитель И. Горохов

Техред H.Дидык Корректор N.Ìàêñèìèíèíåö

Редактор Л.Зайцева

Заказ 433 Тираж 350 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