Устройство для диагностики дизельного двигателя внутреннего сгорания

 

Социалистическик изовеитиния ю 932347

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6I ) Дополнительное к авт. свил-ву (22)Заявлено 28.11.80 (21) 3069697/25-06 (51 ) М. Кл. с присоединением заявки J%

G 01 М 15/00

Вкударстввииый комитет (23 }Приоритет пв делам изобретений и открытий. Опубликовано 30.05.82. Бюллетень J% 20

Дата опубликования описания 30.05.82 (53) УДК 621.431 (088.8) (72) Авторы изобретения

P. А. Ивашев и Л. Ю. Когосов (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДИАГНОСТИКИ ДИЗЕЛЬНОГО ДВИГАТЕЛЯ

ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ

Изобретение относится к машиностроенйю, а более конкретно к области устройств для виброакустической диагностики дизельных двигателей внутреннего сгорания.

Известно устройство для диагностики дизельного двигателя внутреннего сгорания, содержащее датчик верхней мертвой точки, формирующий каскад, триггер, формирователь опорного напряжения, датчик вибраций, избирательный усилитель, пороговый элемент и формирователь импульсов, причем датчик верхней мертвой точки связан через формирующий каскад со входом триггера и управляющим входом формирователя опорного напряжения, сигнальный вход которого через избирательный усилитель связан с выходом датчика вибраций и с сигнальным входом порогового элемента, опорный вход которого соединен с выходом формирователя опорного напряжения, а выход — со входом формирователя импульсов (1) .

Недостаток известного устройства — низкая достоверность результатов диагностирования.

Цель изобретения — повышение достоверности.

Для достижения этой цели в устройство введены переключатель, блок сравнения и селектор импульсов, причем выход формирователя импульсов через переключатель связан с первым и вторым входами блока сравнения, выход которого соединен с первым управляющим входом селектора импульсов, второй управляющий вход которого соединен с выходом триггера и с управляющим вхо- . дом переключателя, а сигнальный вход формирователя импульсов связан с выходом формирующего каскада и с синхронизирующим входом блока сравнения.

Блоь сравнения содержит элемент памяти, два элемента запрета, реверсивный счетчик, два дешифратора и управляющий триггер, причем. первый и второй входы элемента памяти служат первым и вторым входами блока, выходы которого через соответствующие элементы запрета соединены с соответствующими входами реверсивного счетчика, выход кото рого соединен со входами дешнфрагоров,выход каждого из которых соединен с управляющим входом соответствующего элемента запрета и с первым и вторым входами управляющего триггера, третий вход которого, объединенный с третьим входом элемента памяти, и выход служит соответственно синхронизирующим входом и выходом блока, На чертеже представлена блок-схема устройства для диагностики дизельного двигателя внутреннего сгорания. 10

Устройство содержит датчик 1 верхней мертвой точки (в.м.т.), соединенный через формирующий каскад 2 с триггером 3 и управляющим входом формирователя 4 опорного напряжения, сигнальный вход которого связан с выходом датчика 5 вибраций через избирательный усилитель 6 и с сигнальным входом порогового элемента 7, опорный вход которого соединен с выходом формирователя 4, а выход — со входом формирователя

8 импульсов, выход которого через переключатель 9 связан с первым и вторым входами блока 10 сравнения, выход которого соединен с одним из управляющих входов селектора 11 импульсов, друтой управляющий вход которого соединен с выходом триггера 3 и с управляющим входом переключателя 9, а сигнальный вход — с выходом формирующего каскада 2 и с синхронизирующим входом блока 10.

ЭО

Блок 10 содержит элемент 12 памяти, выходы которого через элементы 13 и 14 запре. та подключены к суммирующему и вычитающим входам реверсивного счетчика 15, выход которого подключен ко входам дешифраторов

16 и 17, триггер 18. Выход дешифратора 16 связан с управляющим входом элемента 13 и с единичным входом триггера 18, выход дешифратора 17 связан с управляющим входом элемента 14 и нулевым входом триггера

18, первый и второй входы элемента 12 сл1 жат первым и вторым входами блока 10, а третий вход триггера 18, объединенный .с третьим вхоцом элемента 12, и выход триггера 18 служат соответственно синхронизирующим входом и выходом блока 10.

Селектор 11 представляет собой логичес кую схему и может быть выполнен, например, в виде двух последовательно соединенных переключателей, выходы первого из которых соединены со входами второго.

Устройство работает следующим образом.

Пусть датчик 5 вибраций установлен на форсунке второго цилиндра четырехцилиндрового двигателя с последовательнос ъю рабо-. ты цилиндров — III — IV — II, а датчик 1 в.м.т. вырабатывает сигналы в моменты прохождения в.м.т. поршнями первого и четвертого цилиндра на тактах сжатия, т.е. за один

932347 4 цикл работы двигателя датчик 1 вырабатывает два сигнала в.м.т. Соответственно по сигналам с датчика 1 формирующий каскад 2 формирует за цикл работы двигателя два узких прямоугольных импульса, передние фронты которых соответствуют моментам прохождения в,м.т. В качестве опорного сигнала выбран импульс, передний фронт которого соответствует моменту в.м.т. первого цилиндра на такте сжатия.

Импульсы с выхода формирующего каскада 2 поступают на вход селектора 11 импульсов и одновременно на счетный вход триггера 3, на управляющий вход формирователя 4 опорного напряжения и на синхронизирующий вход блока 10 сравнения. . Селектор 11 импульсов пропускает на выход устройства за один цикл работы двигателя один из двух импульсов формирующего каскада 2 при постоянном сигнале на выходе блока 10 в зависимости от значения этого сигнала и фазы работы триггера 3, срабатывающего по заднему фронту импульса формирующего каскада 2. При этом импульс опорного сигнала поступает на выход устройства при единичном значении сигнала на выходе блока 10, если импуль. сом опорного сигнала на выходе триггера

3 устанавливается нулевой сигнал, и при нулевом значении сигнала на выходе блока

10, если импульсом опорного сигнала на выходе триггера 3 устанавливается единичный сигнал.

Сигнал датчика 5 вибраций, установленного на форсунке второго цилиндра, через избирательный усилитель 6, осуществляющий усиление и частотную селекцию сигнала, поступает на сигнальные входы порогового элемента 7 и формирователя 4 опорного напряжения. Последний по каждому второму импульсу с выхода формирующего каскада 2, т.е. через интервал времени, равный циклу работы двигателя, формирует на опорном входе порогового элемента 7 постоянное напряжение, пропорциональное, но меньшее по уровню максимального значения вибрационного сигнала за, истекающий интервал времени, равный циклу работы двигателя.

При превышении сигналом, образующимся на выходе усилителя 6 уровня на опорном входе порогового элемента 7, последний срабатывает и на вь ходе формирователя 8 возникает импульс, поступающий на вход переключателя 9. Положение переключателя 9 изменяется синхронно с изменением значения сигнала на выходе триггера 3 так, что в одном из лолуциклов работы двигателя выход формирователя 8 подключен к одному, а в

I другом полуцикле — к другому входу бло932347

35

55 ка 10. При этом на первый вход блока 10 импульс с формирователя 8 поступает при . единичном, а на второй вход — при нулевом сигнале на выходе триггера 3.

Блок 10 изменяет свое состояние на одну единицу счета в конце каждого полуцикла работы, двигателя по сигналу с формирующего каскада 2, если в течение этого полуцикла на его соответствующий вход поступил один или более импульсов, т.е. фиксирует наличие хотя бы одного срабатывания порогового элемента 7 в полуцикле работы двигателя. Для простоты изложения допустим, что пороговый элемент 7 в течение полуцикла работы двигателя срабатывает не более одного раза и обозначим . й, и

N> число импульсов, поступающих соответственно на первый и второй входы блока 10.

Если через некоторое число циклов работы двигателя число импульсов на одном из входов блока 10 превысит число импульсов на другом входе на величину, равную гистере зису М блока 10, то последний переходит в одно из своих крайних состояний и изменяет значение сигнала на.своем выходе. При этом, если N — N o М, то на выходе блока

10 устанавливается единичный сигнал и, если йз — й13 М, то на выходе блока 10 устанавливается нулевой сигнал.

Пусть фаза работы триггера 3 такова, что по импульсу опорного сигнала с выхода формирующего каскада 2 на выходе триггера 3 устанавливается нулевой сигнал. Тогда полезный сигнал датчика 5 вибраций, возникающий при впрыске топлива в форсунку второго цилиндра, образуется на интервале единичного сигнала на выходе триггера 3.

Следовательно, импульсы формирователя 8, возникающие при срабатывании порогового элемента 7 в полуциклах полезного сигнала

4 датчика 5 вибраций поступают только на первый вход блока 10. Соответственно на второй вход блока 10 поступают импульсы, возникающие в полуциклах, смежных с полуциклами полезного сигнала, если уровень помехи вызывает срабатывание порогового элемента 7. Через некоторое число циклов работы двигателя вследствие большей интенсивности полезного сигнала число импульсов

Nq превышает число импульсов N> так, что й,-N > M и на выходе блока 10 устанав- 50 ливается единичный сигнал. Последний пере/ водит селектор 11 в режим селекции импульсов формирующего каскада 2, устанавливающих на выходе триггера 3 нулевой сигнал.

В результате селектор 11 за цикл работы двигателя пропускает на выход только импульс опорного сигнала. Следовательно, на выходе устройства образуется последователь6 ность импульсов с частотой следования, равной частоте циклов работы двигателя, и передний фронт которых соответствует моменту в.м.т. первого цилиндра на такте сжатия.

Таким образом, на выходе устройства образуется последовательность импульсов, которая является опорной для устройств диагностики, измеряющих фазовые характеристики двигателей, осуществляющих временную селекцию за цикл работы двигателей и т.д.

Опорная последовательность импульсов образуется на выходе устройства также и при другой фазе работы триггера 3, поскольку при этом импульсы, образующиеся при срабатывании порогового элемента 7 в полуцикле полезного сигнала, поступают на вто- рой вход блока 10 и на его выходе образуется нулевой сигнал, изменяющий режим работы селектора 11 в соответствии с другой фазой работы триггера 3.

Установившееся значение сигнала на выходе блока 10, а следовательно, и режим работы селектора 11 не изменяются до тех пор, пока не происходит соответствующее изменение разности чисел импульсов на входах блока 10, что при соответствующем выборе значения гистереэиса блока 10 обеспечивает устойчивую работу устройства не только при потерях импульса в полуциклах полезного сигнала, но и при одновременном появлении импульсов в смежных полуциклах.

Блок 10 сравнения работает следующим образом.

При поступлении импульса на первый вход блока 10 срабатывает элемент 12 памяти и на входе элемента 13 запрета появляется единичный сигнал. В конце полуцикла по заднему фронту импульса, поступающего на синхрониэирующий вход блока 10, на выходе элемента

12 образуется нулевой сигнал. Таким образом, независимо от числа импульсов, поступивших в текущем полуцикле на первый вход блока

10, на вход элемента 13 поступает один импульс. Аналогичным образом формируется импульс на входе элемента 14 при поступлении импульсов на второй вход блока 10.

Импульсы через элементы 13 и 14 поступают соответственно на суммирующий и вычитаюший входы реверсивного счетчика 15 емкостью

N. Значение N определяет гистерезис М блока

10, причем M = (N — 1).

Дешифраторы 16 и 17 срабатывают при установке счетчика 15 соответственно в состояние (й — 1) и О. Если на некотором интервале времени число импульсов на суммирую. шем входе счетчика 15 превышает число импульсов, поступающих на его вычитаюший вход на величину (N-1), то в счетчике 15

f, Введение переключателя, блока сравнения, содержащего элемент памяти, элементы запрета, реверсивный счетчик, дешифраторы и триггер, селектора импульсов, выгодно отличает предлагаемое устройство от известного, так как позволяет повысить достоверность диагностирования путем помехоустойчивости ка нала синхронизации, позволяющего формировать опорную последовательность импульсов при больших значениях цикловой нестабильности вибрационного сигнала и малых значениях отношения сигнал/помеха(на выходе датчика вибраций.

7: 9 зафиксируется число (N — 1). Дешифратор 16 срабатывает и на его выходе устанавливается единичный сигнал, блокирующий элемент 13 и поступающий на единичный вход триггера

18. В результате блок 10 устанавливается в крайнее состояние (й — 1) и. по заднему фронту импульса, поступающего на синхрониэирующий вход блока 10, триггер 18 срабатывает и на его выходе, а следовательно, и на выхо де блока 10, устанавливается единичный curHBll.

Вновь появляющиеся импульсы на первом .входе не изменяют состояние счетчика 15, а

;следовательно, и значение сигнала на выходе

1 ! блока 10, поскольку элемент 13 заблокирован, Число в счетчике 15 изменяется и равно (N — 2), если теперь импульс поступает на вычитающий вход счетчика 15. На выходе дешифратора 16 вновь образуется нулевой сигнал и элемент 13 разблокируется. Импульс, поступающий на синхронизирующий вход блока 10 не изменяет состояние триггера 18, поскольку на его единичном и нулевом входах сигналы имеют нулевое значение.

Если счетчик 15 переходит в нулевое состояние, то срабатывает дешифратор 17, блокирующий элемент 14. На нулевом входе триггера 18 устанавливается единичный сигнал и импульсом, поступающим на синхронизирующий вход блока 10 на выходе триггера 18, а следовательно, и на выходе блока 10, устанавливается нулевой сигнал.

32347 8 датчик верхней мертвой точки, формирующий каскад, триггер, формирователь опорного напряжения, датчик вибраций, избирательный усилитель, пороговый элемент и формирователь импульсов, причем датчик верхней мертвой точки связан через формирующий каскад с входом триггера и управляющим входом формирователя опорного напряжения, сигнальный вход которого связан через изби10 рательный усилитель — с выходом датчика вибраций и с сигнальным входом порогового элемента, опорный вход которого соединен с выходом формирователя опорного напряжения, а выход — с входом формирователя импульсов,отличающееся тем,что, с целью повышения достоверности, в устройство введены переключатель, блок сравнения и селектор импульсов, причем выход формирователя импульсов через переключатель связан с первым .и вторым входами блока сравнения, выход которого соединен с первым управляющим входом селектора импульсов, второй управляющий вход которого соединен с выходом триггера и с управляющим вхоом переключателя, а сигнальный вход формирователя импульсов связан с выходом фор:, мирующего каскада и с синхронизирующим входом блока сравнения.

2. Устройство по п. 1, о т л и ч а ющ е е с я тем, что блок сравнения содер30 жит элемент памяти, два элемента запрета, реверсивный счетчик, два дешифратора и управляющий триггер, причем первый и второй входы элемента памяти служат первым и вторым входами блока, выходы которого через соответствующие элементы запрета соединены с соответствующими входами ре-. версивного счетчика, выход которого соединен с входами дешифраторов, выход каждого из которых соединен с управляющим входом соответствующего элемента запрета и с .первым и вторым входами управляющего триггера, третий вход которого, объединенный с третьим входом элемента памяти. и выход служат соответственно синхронизирующим входом . и. выходом блока, Формула изобретения в

1. Устройство цля диагностики дизельного двигателя внутреннего сгорания, содержащее

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР.по заяв50 ке N 2854781/25-06, кл, G 01 М 15/00, 1979.

932347

Составитель Ю. Филин

Техред А.Ач Корректор И. Мусха

Редактор М, Голаковски

Закаэ 3766/62

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

Тираж 883 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам иэобретений и открытий

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