СПОСОБ ДИАГНОСТИКИ ПРОПУСКОВ ВОСПЛАМЕНЕНИЯ В ЦИЛИНДРАХ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ Российский патент 1997 года по МПК G01M15/00 F02P11/06 

Изобретение относится к двигателестроению, в частности к системам диагностики, обеспечивающим идентификацию пропусков воспламенения топливовоздушной смеси в цилиндрах двигателя внутреннего сгорания (ДВС).

Известны способы и устройства диагностики пропусков воспламенения в цилиндрах ДВС (патент США N 5095742 МКИ G 01 L 3/28, 1993, патент США N 4930476 МКИ F 02 D 41/14, 1990, патент США N 5109695 МКИ G 01 M 15/00, 1992), состоящие в регистрации ускорения коленчатого вала в нескольких интервалах между вспышками, усреднении величин ускорения и сравнении усредненного значения со значением ускорения без пропуска воспламенения. К недостатку данных способов и устройств следует отнести то, что на результаты диагностики существенное влияние могут оказывать факторы, связанные с состоянием дороги, условиями передачи механической энергии к коленчатому валу, с состоянием его опор и другое, что приводит к недостоверности получаемой информации. Кроме того, невозможно их использовать в качестве диагностического оборудования на станциях технического обслуживания.

Способ диагностики пропусков воспламенения (патент США N 5127262 МКИ G 01 M 15/00, 1992) состоит в сравнении измеренных величин давления в цилиндре в определенные моменты цикла. Регистрация пропуска воспламенения осуществляется в случае недостаточного давления в цилиндре. К недостатку способа следует отнести необходимость установки на двигатель датчиков давления для каждого цилиндра, что предъявляет жесткие требования к их конструкции и характеристикам. Кроме того, не каждый двигатель подходит для этого способа диагностики.

Прототипом изобретения является способ диагностики, реализованный в патенте США N 493048 кл. F 02 D 41/22, 17/02, 1991 (см. также Технические средства диагностирования. Справочник. Клюев В.В. Пархоменко П.П. и др. - М. с. 351 353, рис.18). Устройство диагностики содержит датчик распознавания цилиндров, датчик углового положения коленчатого вала, катушки зажигания, соединенные с каждым из цилиндров, датчик регистрации искрового разряда и блок управления. Этот способ можно использовать на любом двигателе без вмешательства в его конструкцию, он не требует больших затрат на оборудование. Основным его недостатком является то, что он позволяет диагностировать лишь пропуски искрового разряда между электродами свечи зажигания, а не пропуски воспламенения в цилиндрах двигателя.

Задачей изобретения является создание способа и устройства диагностики пропусков воспламенения в цилиндрах ДВС, обеспечивающих повышенную достоверность получаемого результата и позволяющих использовать его как в составе двигателя, так и в виде отдельной системы диагностики, в частности и на станциях технического обслуживания.

Способ заключается в регистрации электрического сигнала в высоковольтной цепи системы зажигания при наличии пробоя между электродами свечи во время подачи диагностических импульсов высокого напряжения. Эта цель достигается подачей на свечи диагностируемых цилиндров на такте расширения диагностических импульсов с величиной напряжения, обеспечивающей пробой между электродами свечи в случае предшествующего невоспламенения или приводящей к отсутствию пробоя между электродами свечи в случае предшествующего воспламенения в цилиндре.

Данный способ в сравнении с прототипом позволяет регистрировать непосредственно факт наличия или отсутствия воспламенения в диагностируемых цилиндрах двигателя в каждом рабочем цикле. Величина напряжения пробоя между электродами свечи выбрана такой, что при наличии предшествующего невоспламенения смеси происходит пробой на электродах свечи, не оказывающий влияние на рабочий процесс двигателя. Если воспламенение смеси было, то пробоя между электродами не происходит.

Способ не требует вмешательства в конструкцию двигателя и может использоваться для различных типов ДВС с искровым зажиганием.

На фиг. 1 приведены осциллограммы сигнала с выхода датчика регистрации пробоя при наличии (случай А) и отсутствии воспламенения в цилиндре (случай Б).

Устройство позволяет регистрировать наличие пробоя между электродами свечи во время подачи формируемых им же диагностических импульсов высокого напряжения. Это достигается подачей на свечи диагностируемых цилиндров на такте расширения диагностических импульсов с величиной напряжения, обеспечивающей пробой между электродами свечи в случае предшествующего невоспламенения или приводящей к отсутствию пробоя между электродами свечи в случае предшествующего воспламенения в цилиндре.

Данное устройство в сравнении с прототипом позволяет регистрировать непосредственно факт наличия или отсутствия воспламенения в диагностируемых цилиндрах двигателя в каждом рабочем цикле.

Устройство не требует вмешательства в конструкцию двигателя и может использоваться для различных типов ДВС с искровым зажиганием.

Устройство (фиг.2) состоит из источника питания 1, датчика углового положения коленчатого вала 2, электронного блока 3, катушек зажигания 4, датчиков регистрации искрового пробоя 5 и свечей 6.

Данное устройство в отличие от прототипа регистрирует наличие или отсутствие электрического сигнала, характеризующего непосредственно воспламенения в цилиндре. Устройство легко устанавливается на двигатель и не требует вмешательства в его конструкцию.

Устройство работает следующим образом. В начале устройство обычным образом формирует на свече зажигания 6 основной искровой разряд, обеспечивающий поджигание рабочей смеси на такте сжатия. Датчик регистрации 5 отмечает данный факт и электрический сигнал с него подается на электронный блок 3, который с помощью датчика углового положения коленчатого вала 2 обеспечивает получение диагностических импульсов высокого напряжения (в виде серии из одного или нескольких импульсов) на такте расширения в интервале 40 - 100 град. п.к.в. При этом датчик регистрации 2 фиксирует наличие или отсутствие диагностических пробоев. Электронный блок 3 по наличию или отсутствию диагностических пробоев (а также и основного) формирует выходной сигнал, соответствующий отсутствию или наличию процесса воспламенения.

Таким образом, предложенное устройство диагностики пропусков воспламенения в цилиндрах ДВС в сравнении с прототипом обеспечивает большую достоверность получаемого результата, простоту установки, применение на любых ДВС с искровым зажиганием и возможность использования на станциях техобслуживания.

Использование: двигателестроение. Сущность изобретения: способ заключается в регистрации наличия пробоя между электродами свечи во время подачи диагностических импульсов высокого напряжения. Это достигается подачей на свечи диагностируемых цилиндров на такте расширения диагностических импульсов с величиной напряжения, обеспечивающей пробой между электродами свечи в случае предшествующего невоспламенения или не вызывающей пробоя между электродами свечи в случае предшествующего воспламенения в цилиндре. Устройство диагностики отличается тем, что для каждого цилиндра двигателя используется одна катушка зажигания как для воспламенения, так и для диагностики. 2 с. и 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Способ диагностики пропусков воспламенения в цилиндрах двигателя внутреннего сгорания, состоящий в регистрации электрического сигнала в высоковольтной цепи системы зажигания при наличии пробоя между электродами свечи, отличающийся тем, что на свечу диагностируемого цилиндра на такте расширения подают серию из отдельных диагностических импульсов с величиной напряжения, обеспечивающей пробой между электродами свечи в случае предшествующего невоспламенения в цилиндре или отсутствие пробоя в случае предшествующего воспламенения, при этом регистрируют наличие или отсутствие электрического сигнала в высоковольтной цепи свечи зажигания и по его наличию делают вывод о пропуске воспламенения в данном цилиндре. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что величина диагностического напряжения на электродах свечи выбирается из условий надежного невоспламенения несгоревшей смеси. 3. Устройство диагностики пропусков воспламенения в цилиндрах двигателя внутреннего сгорания, содержащее источник питания, датчик углового положения коленчатого вала, электронный блок, катушки зажигания, подключенные к электронному блоку, свечи зажигания и датчики регистрации пробоя между электродами свечей, отличающееся тем, что электронный блок выполнен с возможностью подачи на свечи диагностируемых цилиндров на такте расширения дополнительных диагностических импульсов, величиной напряжения, обеспечивающей пробой между электродами свечи в случае предшествующего невоспламенения в цилиндре или отсутствие пробоя в случае предшествующего воспламенения, причем для каждого цилиндра поджигающий и диагностический импульсы формируются на одной катушке зажигания.