Устройство для диагностирования двигателя внутреннего сгорания

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик () 862025

Ф

-.«-. » (61) Дополнительное к авт. свмд-ву— (22) Заявлено 02.1079 (21) 2825731/25-06 с присоединением заявки ¹â€” (23) Приоритет

Опубликовано 070981. Бюллетень N9 з з (51)М. Кл 3

G 01 М 15/00

Государственный комитет

СССР. по деяам изобретений и открытий (53) УДК 621.4З.001. 5 (088. 8) Дата опубликования описания 07.0981, с

Т.Л.Метс и М.И.Кийзел (72) Авторы изобретения с с

Тартуский филиал Центрального опытно-конструкторско о и технологического бюро Государственного свсесоюэного ордена Трудового Красного Знамени научно-Иеследсовательского института ремонта и эксплуатации машинно-тракторйого парка (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДИАГНОСТИРОВАНИЯ

ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ

Изобретение относится к области испытаний и диагностики двигателей .внутреннего сгорания.;

Известны устройства для диагностирования двигателя внутреннего сгорания, содержащее две цепочки: вибропреобразователь-фильтр-компаратор, датчик опорной топки, источник опорного напряжения, индикатор, схему управления и дешифратор на ее выходе (1) ., Недостатком известных устройств является необходимость переключения режима работы устройства в зависимости от количества цилиндров диагности- 15 руемого двигателя и порядка их рабочих циклов. При диагностировании . требуется дополнительная регулировка уровня срабатывания виброканалов в зависимости от амплитуды сигнала. 20

Целью изобретения является уменьшение трудоемкости диагностирования, путем автоматизации стробирования измерения. это достигается тем, что устройс- 25 тво дополнительно содержит две схемы запоминания, два делителя напряжения, . первый и второй одновибраторы, первую н вторую схемы И, триггер, преобразо. ватель временных интервалов и два 30 блока, снабженных управляемым клапаном, интегратором и пороговой схемой, соединенными последовательно, причем укаэанные блоки включены между выходами .схемы управления н входамн дешифратора, а входы блоков соединены с выходом источника опорного напряжения, каждая схема запоминания через соответствующий делитель включена между соответствующими фильтром и входом компаратора, при этом выход одного компаратора соединен параллельно с входами первой схемы И и второго одновибратора, а выход другого — с входами второй схемы И и первого одновибратора, одновибраторы соединены с одноименными, схемами И, под- . ключенными к триггеру, соединенному со схемОй управления и преобразователем временных интервалов, включенным между датчиком опорной точки и индикатором, а первый из делителей связан со схемой управления и дешиф- ° ратором.

На фиг. 1 представлена блок-схема устройства1 на фиг. 2а-э--диаграмма его работы.

Устойство содержит вибропреобразователи 1 и 2, фильтры 3 и 4 опорных частот, компараторы 5 и б, схевве 7 и

862025

8 запоминания,делители g и 10 напряжения, одновибраторы 11 и 12, схемы

И 13 и 14, триггер 15, источник 16 опорных напряжений, управляемые ключи

17 и ) 8> интеграторы 19 и 20, пороговые схемы 21 и 22, схему 23 управления, дешифратор 24, датчик 25 опорной точки, преобразователь 26 временных интервалов и индикатор 27 °

Фильтры 3 и 4 на выходе вибропреобразователей 1 и 2 настроены на их резонансную частоту, которая у пьезоакселерометров располагается в ультразвуковом диапазоне частот. В этом диапазоне пьезоакселерометр имеет максимальную чувствительность. В связи с большим затуханием высокочастотных составляющих вибраций в корпусе двигателя, на выходе фильтра, обеспечивается улучшение отношения сигнал-помеха и т.д., отношения вибрационного сигнала исследуемого и других, являющихся источниками по-. мех, кинематических пар.. При измере- нии фазовых параметров рабочих процессов двигателя один датчик-вибропреобразователь является синхронизи- 25 рующим другой. измерительным. Опорной точкой является верхняя мертвая точка (ВМТ) исследуемого цилиндра. Датчик BMT стробоскопический или индукционный. Источником синхронизирующего нибросигнала является форсунка, работа которой предшествует проверяемому рабочему процессу, например подаче топлива секцией. В таком случае синхрониэирующий датчик-вибропре- З5 образователь прикреплен к форсунке, а измерительный вибропреобразователь — к штуцеру проверяемой секции топливного насоса.

При проверке угла подачи первой 40 секции измерительный датчик установлен на штуцер первой секции топливного насоса, а синХрониэирующий — на форсунку второго цилиндра.

Реальные вибросигналы включают в себя импульсы и от других источников.

В тракте синхрониэирующего сигнала полезными сигналами являются импульсы второй форсунки (фиг.2б) и в тракте измерительного сигнала — импульсы

-первой секции .(Фиг.2в). Рабочий цикл одного цилиндра и соответствующие вибросигналы и сигналы ВМТ повторяются через каждые 720 поворота коленчатого вала. Сдвиг между сигналами синхронизации и измерения зависит от количества цилиндров и в данном случае составляет 180 . Началу подачи топлива соответствует передний фронт измерительного импульса. Амплитуда измерительного .импульса в этой части 6() ниже уровня помех, т.е. амплитуды виброимпульсов от других источников (фиг,2в) .

Это.эничит, что измерение необходимо стробировать в узком интервале времени, т.е. разделить по времени.

Измерение проводится при постоянной частоте вращения двигателя. устройство работает следующим обра-. зом. Выделенный в узкой полосе частот вибросигнал подается с фильтра 4 на вход компаратора 6 и схемы 8 запоминания. Схема 8 запоминает пиковое значение виброимпульса форсунки, т. e. синхроимпульса. Постоянное напряжение, соответствующее пиковому значению синхроимпульса, подается на вход делителя 10 напряжения, выходное напряже-. ние которого подают на другой вход компаратора 6. Компаратор срабатывает только от виброимпульсов, амплитуда которых превышает выходной уровень делителя. Коэффициент передачи делителя выбирают больше отношения помеха-сигнал. Таким образом, канал синхронизации срабатывает независимо от амплитуды сигнала и чувствительности вибропреобразователя, т.е. не требуется регулировка уровня сраба-,.

-тывания. Компаратор срабатывает от первого синхроимпульса (фиг.2б) .

Выходной импульс компаратора подается на первый одновибратор 11 и через вторую схему И 14 — на вход триггера 15. На выходе триггера 15 появляется уровень 1 (фиг.2г), поступлением которого схеМа 23 управления замыкает контакты интегрирования управляемого ключа 17. Напряжег ние интегрирования источника 16 опорного напряжения подают через ключ 17 на вход интегратора 19. Обработка измерительного сигнала проводится сначала аналогично обработке синхрониэирующего сигнала. Измерительный сигнал И щ обрабатывается в тракте: вибропреобразователь 1, фильтр 3, компаратор 5, схема 7 запоминания, делитель 9. Коэффициент передачи К делителя 9 сначала близок к единице.

Компаратор 5 срабатывает от пикового значения вибрасигнала секции насоса (фиг.2в) и через схему 13 переводит триггер 15 в начальное состояние 0 (фиг.2г). Схема 23 управления своим выходом размыкает контакты управляемого ключа 17. В течение интервала интегрирования T„ в интеграторе 19 накапливается заряд

g „ = y„. T„, где I> — ток интегрирования.

На фиг,2д И„„ — выходное напряжение интегратора 19.

При подаче следующего синхроимпульса (2 на фиг.2б) триггер 1.5 переводится в логическое состояние 1 (ôèã.2ã). Схема управления замыкает контакты интегрирования управляемого ключа 18 и контакты компенсации; управляемого ключа 17.

3 ар яд компенсации Я < = I< Т <, где

I — ток компенсации; T „- интервал компенсации.

862025

Компенсация проводится до срабатывания пороговой схемы 21 при достижении интегратором 19 начального состояния.

Выходной сигнал дешифратора 24 подается на управляющий вход делителя 9 и схемы управления 23, кото° рый размыкает контакты компенсации управляемого ключа 17.

Выбирая ?к > и, при равенстве заpros 9к = Чи i получают Тк. = т„Тм ()

При Т Т сигналом дешифратора

24 устанавливается новое значение коэффициента Иделителя 9..

Выходное напряжение делителя 9 и уровень срабатывания компаратора 5 устанавливаются ниже амплитуды перед- 1э . него фронта измерительного импульса (фиг.2ж), т.е. формируется стробимпульс. Этим обеспечивается срабатывание компаратора 5 от переднего фройта измерительного импульса. 20

Следующий измерительный импульс (1 на фиг.2в) введет триггер 15 .в начальное логическое состояние . О °

Схема 23 размыкает контакты интегри» рования управляемого ключа 18, На 2» выходе интегратора 20 напряжение И (фиг.2е), еоответствующее сдвигу последнего сиихроимпульса и переднего. фронта измерительного импульса, Интегратор 20 служит для формирования следующего стробимпульса для измерительного импульса 1" (фиг.2в). Длительность стробимпульса Т„ Т„-Т, Если длительность интервала компен« сации Т незначительно короче .интервала интегрирования Т точное стробирование устанавливается в течение нескольких рабочих циклов.

От заднего фронта импульса триггера 15 перекидывается преобразователь 26, в. качестве которого служит, 40 в .частности, триггер в комплексе с активным датчиком ВИТ, например индукционньэа. Датчик 25 возвращает пре" образователь 26 временных интервалов в начальное состояние. Длительность выходных импульсов И преобразователя 26 временных интервалов соответствует углу подачи топлива, индикатор 27 служит для отсчета измеряемой величины.

SO

В случае использования стробоскопического датчика преобразователем временных интервалов служит регулируемый одновибратор. От заднего фронта его выходного импульса запускается стробоскоп, по вспышкам которого

И регулируют длительность импульсов одновибратора.

Одновибраторы ll и 12 и схемы И

13 и 14 служат для повышения помехоустойчивости устройства. 40

Переключением индикатора 27 к выходу запоминающей схемы 8 можно измерять амплитуду вибрации форсунок, трансмиссии (установив датчик в соответствующие контрольные точки) и др °

Сдвиг между импульсами синхронизации измерения зависит от количества.цилиндров двигателя. Предлагаемое устройство обеспечивает автоматическое стробирование измерения. Тем самым обеспечивается уменьшение трудоемкости измерения.

Формула изобретения

Устройство для диагностирования двигателя внутреннего сгорания, содержащее датчик опорной точки, источник опорного напряжения, индикатор, схему управления, к выходу которой подключен дешифратор, и два .вибропреобразователя, к каждому из которых последовательно подключены фильтр опорных частот и компаратор, о т— л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью снижения трудоемкости диагностирования, устройство дополнительно содержит две схемы запоминания, два делителя напряжения, первый и второй одновибраторы, первую и вторую схемы И, триггер, преобразователь временных интервалов и два блока, снабженных управляемым клапаном, интегратором и пороговой схемой, соединенными последовательно, причем блоки включены между выходами схемы управления и входами дешифратора и входы блоков соединены с выходом, источника опорного напряжения, каждая схема запоминания через соответствующйй делитель включена между соответствующими фильтром и входом компаратора, при этом выход одного компаратора соединен параллельно с входами первой схемы И и второго одновибратора, а выход другого компаратора с входом второй схемы И и первого одновибратора, одновнбраторы соединены с одноименными схемами И, подключенными к триггеру, соединенному со схемой управления и преобразователем временных интервалов, включенным между датчиком опорной точки и индикатором,а первый из делителей связан со схемой управления и дешифратором.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Соловьев В.И. Исследование и разработка метода диагностирования механизмов тракторного двигателя IIQ параметрам виброударных импульсов, выделенных в ультразвуковом диапазоне частот. Автореферат диссертации.

Ленинград-Пушкин, ЛСХИ,, 1975, с. 19-21, 862025

Составитель H.Ïàòðàõàëüöåâ

Редактор Т.Загребельная Техред М. Рейвес Корректор С. Щомак

Заказ 6534/38

Ц / г

Ир

Х

К

Тираж 907 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная,4