Устройство для диагностики дизельного двигателя внутреннего сгорания

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВ ИЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Респубиик (1862027 (61.) Дополнительное к авт. саид-ву.— (22) Заявлено17.12.79 (21) 2854781/25 "06 я)м. кл.з с присоединением заявки Йо

901М 15/00

Государственный коматет

СССР но деааи нзобретеннй н открытнй (23) Приоритет

Опубликовано 070981. Бюллетень ЙЯ ЗЗ (53) УДК,621. 4З6. ..001.5 (088. 8) Дата опубликования описания 07.09. 81

К -P,é.Hâàøåâ, Л.Ю.Когосов и F.Ф.Йорозов

I .ч:

1

4

Б (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (.54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДИАГНОСТИКИ ДИЗЕЛЬНОГО

ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ .

Изобретение относится к области виброакустической диагностики дизЕлей, Известные устройства для диагностики дизельного двигателя внутреннего сгорания, содержащие датчик верх- ней мертвой точки, формирующий каскад, триггер, избирательный усилитель, пороговый элемент, формирователь импульсов, датчик вибраций, источник опорного напряжения и делитель напряжения, причем датчик верх" ней мертвой точки связан через формирующий каскад с триггером, к выходу которого через последовательно соединенные избирательный усилитель, пороговый элемент и формирователь им-. пульсов подключен датчик вибраций, a источник опорного напряжения связан через делитель напряжения со входом порогового элемента (1).

B этих устройствах в качестВе датчика синхронизации использован пье.зоэлектрический датчик вибраций, установленный, например, на форсуике заданного цилиндра. Датчик вибраций фиксирует шум, который возникает в форсунке в момент впрыска топлива один раз в цикл работы двигателя.

Достоинством этого устройства является малые, затраты времени íà ус- .. тановку датчйка вибраций, которая осуществляется:без демонтажа топливной аппаратуры, например, непосредственно. на корпус форсунки.

Однако, недостатком известного устройства является большая трудоемjp костд процесса диагностирования, вызванная ручными операциями по выбору из.последовательности импульсов BNT опорных импульсову и ручными операциями по регулировке, порога срабатывания канала синхронизации, -Последний недостаток вызван тем, что датчик вибраций, установленный иа форсунке двигателя, фиксирует не только шум, возникающий от впрыска топлива в этой фюрсунке (полезный

2О сигнал), ио и шум {помеху) от впрыска топлива. в других форсунках двигателя, а также шум от удара поршня о гильзу при перекладке поршня, при посадке клапанов в гнезда и т.д.

Обычно для дизельных двигателей полезный сигнал превышает помеху не менее чем в два раза.

В известных устройствах оператор перед началом диагностирования с поЗО,мощью осциллографа вручную регулиру86 2027 ет порог срабатывания порогового элемента в канале синхронизации до тйс пор, пока помеха не станет меньше порога срабатывания порогового элемента и нэ выходе последнего не появлятся импульсы с частотой впрыска -топлива в заданный цилиндр.

Однако вследствие неидентичности установки датчика вибраций от одной форсунки к другой, от одного двигателя к другому, измеНения скоростноzo режима, различной температуры и влияния других факторов аэаыитуда сигнала с датчика вибраций не остается постоянной при его перестановке на другие форсунки. Поэтому оператор при перестановке датчика вибраций вынужден вновь вручную повторять процесс регулировки канала синхронизации,.что увеличивает трудоем. кость процесса диагностирования.

Целью настоящего изобретения яв- 2О ляется снижение трудоемкости. укаэанная цель достигается тем, что в устройство введен делитель частоты, причем, выход формирующего каскада через делитель частоты 25 связан с управляющим входом источника опорного сигнала, сигнальный вход которого подключен к выходу избирательного усилителя. Источник опорного напряжения выполнен в виде пре-;я) образователя максимальных значений, элемента памяти и элемента задержки, причем, к выходу преобразователя подключен элемент памяти, а к управляющему входу элемент задержки, вход которого объединен с управляющим вхо- дом элемента памятИ и служит управляющим входом источника, а вход преобразователя максимальных значений и выход элемента памяти служат соответственно сигнальными входом и выходом источника, На чертеже приведена схема устройства.

Устройство содержит датчик 1 верхней мертвой точки(ВМТ), соединенный 45 через формирующий каскад 2 с единичным входом триггера 3, датчик вибраций 4, связанный через последонательно соединенные избирательный усилитель 5, пороговый элемент б и фор- Я) мирователь 7 импульсов с нулевым входом триггера 3; источник 8 опорного напряжения, снязанный через делитель напряжения 9 с опорным входом порогового элемента б, сигнальный вход источника 8 подключен к выходу избирательного усилителя 5, а управляющий вход источника через делитель частоты 10, коэффициент деления которого равен двум, подсоединен к выходу формирующего каскада 2 ° 40

Источник 8 опорного напряжения содержит преобразователь 11 максимальных значений, к выходу KoTopoFo подсоединен элемент памяти 12, а к управляющему входу — элемент задержки. 65

13; вход элемента задержит 13 объе- . динен с управляющим входом элемента памяти 12 и образует управляющий вход источника 8, вход преобразователя 11 образует сигнальный вход источника, а вйход элемента памяти 12— выход источника.

Устройство работает следующим об-. разом.

Датчик вибраций 4 установлен на форсунке второго цилиндра 4 — цилиндрового двигателя с последовательно- стью работы цилиндров f — ٠— IV— — II ", а датчик 1 ВМТ вырабатывает сигналы в моменты прохождения

ВМТ поршнями первого и четвертого цилиндра, т.е. за один цикл работы дви" гателя датчик 1 вырабатывает два сигнала ВМТ. В качестве опорного сигнала ВМТ выбран сигналг который соответствует моменту BNT первого цилиндра на такте сжатия.

По сигйалам с датчика 1 формирующий каскад 2 формирует узкие прямоугольные импульсы так, что на его выходе образуется последовательность имлульсон с частотой следования в, равной частоте вращения коленчатого вала двигателя и удвоенной частоте цикла работы двигателя, т.е.

Импульсы с выхода формирующего каскада 2 поступают .на вход делителя частоты 10, на выходе которого образуется последовательность импульсов с частотой следования в дна раза меньшей входной, т.е. равйой частоте цикла работы днига=- а теля.

Сигнал датчика вибраций 4, уста- новленного на форсунке второго цилиндра, поступает на избирательный усилитель 5. Последний осущесвляет усиление нибрационного сигнала и -.

его селекцию в полосе частот, соответствующей максимальной интенсивности колебаний, возникающих при. впрыске топлива в форсунку. С выхода усилителя 5 сигнал поступает на сигнальные входы порогового элемента. б и источника 8 опорного напряжения..

При поступлении импульса с выхода делителя-частоты 10 на управляющий вход источника 8 опорного напряжения на выходе последнего образуется сигнал постоянного нап,ряжения, рав" ный по уровню максимальному значению импульсного сигнала на выходе усилителя 5. В момент поянления следующего импульса на выходе делителя частоты 10, т.е. через период цикла работы двигателя, на выходе источника

8 вновь образуется сигнал постоянного напряжения, равного по уровню максимальному значению импульсного сигнала усилителя 5. Описанные выше операции повторяются внонь и, таким образом, на выходе источника 8 каждый раз через интервал времени, равный периоду цикла работы днигате8б 2027

Введение делителя частоты и выполнение источника соопорного напряжения в виде преобразователя масимальных значений с элементом памяти и элементом задержки выгодно отличает предлагаемое устройство от прототипа, так как позволяет снизить трудоемкость процесса диагностирования путем автоматизации выделения последовательности опорных импульсов независимо от колебаний режимов работы двигателя,от изменения характеристик датчика вибраций, от условий его установки и т.д. ля, фиксируется постоянное напряжение, уровень которого равне максимальному значению U> èìïóëüñíoão сигнала на выходе усилителя 5 за истекший период цикла работы двигателя.

Сигнал с выхода источника 8 посту- 5 пает на вход делителя напряжения 9, коэффициент деления которого равен

К. Значение коэффициента К определяется максимальным значениям цикловой нестабильнасти вибрационноГо-сигнала. При этом на входе порогового элемента б, соединенном с выходом источника 8, образуется постоянное напряжение Ои = О I К, меньшее по уровню максимального значения вибрационного сигнала. . 15

Произошел впрыск топлива в форсунке второго цилиндра. Тогда при появлении первого же импульса вибрацн- онного колебания с амплитудой, пре" вышающей уровень Q пороговой эле- 20 мент 6 срабатывает и на выходе формирователя 7. появляется импульс, поступающий на нулевой вход триггера 3.

На выходе последнего образуется нулевой сигнал. Через половину оборо- 25 та коленчатого вала датчик 1 ВМТ формирует сигнал о прохождении поршнем первого цилиндра момента верхней мертвой точки s конце такта сжатия. Этот сигнал является опорным и 4р его необходимо выделить из последовательности сигналов. С выхода формирующего каскада 2 импульс поступает на единичный вход триггера 3 и перебрасывает его в единичное состояние. Передний фронт единичного сигнала с выхода триггера 3 соответствует моменту ВМТ первого цилиндра на такте сжатия.

Через один оборот на выходе фор" мирователя 2 датчика 1 появляется 40 сигнал о прохождении поршнем четвертого цилиндра момента ВМТ на такте, сжатия. Это импульс потверждает единичное состояние триггера 3 и следовательно, импульс на выходе последне- 45

ra не образуется. Через половину оборота вновь начинается впрыск топлива во второй цилиндр, при этом срабатывает пороговый элемент б и сбрасывает триггер. 3 в исходное нулевое состояние. Далее описанный выше процесс повторяется. В результате иа выходе устройства образуется последовательность импульсов с частотой следования, равной частоте циклов ра- 55 боты двигателя, и передний положительный фронт которых соответствует моменту прохождения BMT первого цилиндра на такте сжатия. Таким образом, на выходе устройства образуется последовательность импульсов, ко-. N торая является опорной для устройств диагностики, измеряющих фазовые ха- . рактеристики двигателей, осуществляющих временную селекцию за цикл работы двигателя и т ° д.. б5

Если. в качестве опорных необходимо выделить импульсы ВМТ в момент прохожцения BMT на такте сжатия порш- нем четвертого цилиндра, то датчик вибраций 4 устанавливают на. форсунку третьего цилиндра..

Пусть вследствие изменения скоростного или температурного режимов двигателя в m раз изменился. уровень сигналов с датчика вибраций 4. Во столько же раз изменится. уровень сигнала на сигнальном входе порогового элемента б. При этом независимо от оператора в m раз изменится и максимальное напряжение на выходе источника 8 опорного напряжения и, следовательно, so столько же раз изменится уровень напряжения иа опорном входе.порогового элемента 6 Функционирование устройства при этом не изменится. !

Источник 8 опорного напряжения работает следующим образом.

Сигнал с выхода избирательного усилителя 5 поступает на сигнальный вход преобразователя 11 максимальных значений. При этом на выходе последнего образуется сигнал постоянного напряжения, равный по уровню максимальному значению импульсного сигнала на выходе усилителя 5. В момент появления импульса на выходе делителя частоты 10 элемент памяти 12 фиксирует на своем выходе сигнал, равный по уровню сигналу на выходе преобразователя 11,. Через интервал времени, определяемый элементом задержки 13 и необходимый для уверенной переписи сигнала с выхода преобразователя 11 s элемент памяти 12, преобразователь 11 устанавливается в состояние, соответствующее нулевому сигналу на его выходе. К моменту появления следующего импульса на выходе делителя частоты 10, т.е. через период цикла работы двигателя, на выходе преобразователя ll вновь образуетея сигнал постоянного напряжения, равного по уровню максимальному значению импульсного сигнала на выходе усилителя 5. Описанные выше операции повторяются каждый цикл работы двигателя.

862027

Формула изобретения

Составитель Н. Патрахальцев

Редактор Н. Коляда Техред A. Бабинец Корректор E. щомак

65 34/38 Тираж 907 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ

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

° 1. Устройство для диагностики дизельного двигателя внутреннего сгорания, содержащее датчик верхней мертвой точки, формирующий каскад, триггер, из бирательный, усилитель, поро- 5 говый элемент, формирователь импульсов, датчик вибраций, источник опорного напряжения и делитель напряже -: ния, причем датчик верхней мертвой точки связан через формирующий кас- t0 кад с триггером, к входу которого через последовательно соединенные избирательный усилитель, пороговый элемент и формирователь импульсов подключен датчик вибраций, а источник опорного напряжения связан через делитель напряжения со входом порогового элемента, отличающееся тем, что, с целью снижения трудоемкости, в устройство .введен делитель частоты, причем выход формирующего. каскада через делитель частоты связан с управляющим входом источника опорного напряжения, сигнальный вход которого подключен к выходу избирательного усилителя.

2. Устройство по п.l,:oòëè÷àþùååся тем, что источник опорного напряжения выполнен в виде преобразователя максимальных значений, элемента памяти и элемента задержки, причем к выходу. преобразователя йодключен элемент памяти, а к управляю"щему входу -.элемент задержки, вход которого объединен с управляющим входом элемента памяти и служит управляющим входом источника; а вход преобразователя максимальных значений и выход элемента памяти служат соответственно сигнальным входом и выходом источника.

Источники информации, принятые во внймание при экспертизе

1. Патент США В 3731527, кл.

73-119А, 1978.