СПОСОБ ДИАГНОСТИРОВАНИЯ ПРИЧИН НАРУШЕНИЙ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ ДВИГАТЕЛЕЙ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ Российский патент 1998 года по МПК G01M15/00 

Изобретение относится к безразборному техническому диагностированию двигателей внутреннего сгорания (ДВС) и может быть использовано для безразборного автоматизированного установления причин нарушений работоспособности ДВС в различных отраслях народного хозяйства.

Известны способы безразборного технического диагностирования ДВС, основанные на допусковом параметрическом контроле их функционирования. К таким способам относится, например, способ действия системы технического диагностирования (СТД), ДВС "Аутроника", норвежской фирмы "Норконтрол", описанный в рекламных проспектах фирмы. Этот способ основан на допусковом параметрическом контроле физических параметров функционирования ДВС и обеспечивает звуковую сигнализацию достижения этими параметрами соответствующих предельно допустимых значений, а также световую индикацию наименований или мест таких параметров.

Этот способ используется для установления отдельных нарушений работоспособности ДВС на основе контроля их структурных параметров. Например, СТД "Аутроника А/С" той же фирмы обеспечивает звуковую сигнализацию и световую индикацию нарушений работоспособности поршневых колец ДВС, используя для этого специализированные сенсорные датчики типа GH - по одному на каждое поршневое кольцо.

Наиболее близким к заявляемому способу по технической сущности является способ диагностирования причин нарушений функционирования двигателей внутреннего сгорания, состоящий в том, что выходные сигналы контролируемых параметров двигателя измеряют посредством датчиков с установленными порогами срабатывания на заданном режиме и в реальном масштабе времени с помощью совокупности измеренных сигналов, устанавливают причину нарушения функционирования двигателя и индуцируют эту причину.

Этот способ предусматривает измерение текущих значений контролируемых параметров ДВС и их сравнение с соответствующими значениями. Для установления причин нарушения работоспособности ДВС этим способом предусмотрено использование априорно заданных аналитических зависимостей между приращениями контролируемых параметров и причинами соответствующих нарушений работоспособности этого ДВС.

Таким образом, для применения указанного способа необходимо использование ЭВМ со всеми вытекающими отсюда последствиями, а также использование априорно заданных аналитических зависимостей приращениями контролируемых параметров и причинами нарушений работоспособности ДВС. Кроме того, способ не учитывает изменения упомянутых аналитических зависимостей в процессе использования ДВС.

К недостаткам практической реализации способа могут быть отнесены: сложность, дороговизна, высокая трудоемкость, невысокая точность и невозможность применения для диагностирования ДВС в целом.

Целью заявляемого способа является повышение точности диагноза, простота практической реализации процедуры диагноза и расширение этой процедуры на двигатель в целом.

Очевидно, что для каждого установившегося режима функционирования ДВС любому нарушению работоспособности соответствует своя совокупность предельно допустимых значений контролируемых признаков процесса функционирования этого ДВС. Очевидно также, что наиболее простым и доступным является параметрический метод технического диагностирования ДВС, основанный на контроле физических параметров функционирования ДВС.

Существенным недостатком этого метода является невозможность распознавания нарушений работоспособности ДВС, определяемых соответствующими контролируемыми структурными параметрами этого ДВС. Устранение этого недостатка, а отсюда возможность применения простейшей и доступной процедуры диагноза может быть достигнута эквивалентной заменой контролируемых структурных параметров ДВС (прямых признаков) соответствующими совокупностями контролируемых физических параметров ДВС (косвенных признаков). Последнее на основе метода структурных (условных) матриц, обеспечивающего установление полной совокупности определяющих признаков возможных нарушений работоспособности ДВС на основе структурно-функциональной схемы этого ДВС.

Для достижения этого изобретения способ предлагает выполнение следующей последовательности операций:
1. Идентификация процесса функционирования ДВС двумя условными элементами этого ДВС и связью между ними, когда более существенный из этих элементов располагается слева;
2. Повторение первой операции для процесса функционирования элементов до тех пор, пока эти условные элементы не станут однозначно соответствовать всем структурным элементам ДВС, вошедшим в структурно-функциональную схему этого ДВС;
3. Установление для полученных условных элементов полной совокупности соответствующих определяющих признаков (методом перебора);
4. Выделение из последних тех, контроль которых невозможен с помощью физических параметров, а возможен лишь с помощью структурных параметров ДВС;
5. Замена выделенных структурных параметров ДВС эквивалентными совокупностями физических параметров этого ДВС. Последние устанавливают повторением первой операции для соответствующих условных элементов;
6. Измерение выходных сигналов допусковых датчиков (реле) контролируемых физических параметров ДВС на заданном режиме и в реальном масштабе времени;
7. Индикация причины соответствующего нарушения работоспособности ДВС по совокупности измеренных значений выходных сигналов датчиков этих физических параметров.

При практической реализации этой простейшей процедуры диагноза при необходимости может быть достигнута и более высокая точность диагноза.

Это возможно на основе использования при контроле текущих значений каждого контролируемого параметра не одного, а трех датчиков - реле, срабатывание которых отрегулировано соответственно на 2/4, 3/4, и 4/4 от предельно допустимого значения соответствующего параметра.

В этом случае каждое текущее значение контролируемого физического параметра оценивается не двумя кодами: 0 и 1 с выхода соответствующего датчика - реле, а кодами 01, 10 и 11 с выхода соответствующих трех датчиков - реле, что и обеспечивает повышение точности распознавания нарушений работоспособности контролируемого ДВС.

Преимущества способа диагностирования в сравнении со способом - прототипом следующие:
- возможность построения и практической реализации простейшей процедуры диагноза, основанной на допусковом параметрическом контроле процесса функционирования ДВС;
- простота и доступность построения и практической реализации этой процедуры для ДВС практически любой степени сложности;
- возможность практической реализации этой процедуры с использованием доступных отечественных датчиков - реле;
- высокая точность процедуры диагноза (практически - заданная) и расширение процедуры диагноза на ДВС в целом, что особенно важно.

Технико-экономическая эффективность практической реализации способа может быть достигнута за счет:
- исключения необходимости построения и использования аналитических зависимостей причинно-следственных связей между приращениями контролируемых параметров и причинами нарушений работоспособности ДВС;
- исключения необходимости использования ЭВМ, а также возможность практической реализации процедуры диагноза с использованием типовых микропроцессорных комплектов;
- исключения неконтролируемых нарушений работоспособности ДВС, а следовательно, исключения нежелательных последствий отказов ДВС;
- точности, простоты и доступности практической реализации процедуры диагноза ДВС.

Использование: область безразборного технического диагностирования двигателей внутреннего сгорания (ДВС). Сущность изобретения: процесс функционирования двигателя отображают в виде дерева пар составных частей этого процесса, когда последние на каждом уровне связаны причинно-следственной зависимостью и упорядочены слева -направо, причем количество уровней ограничено такими частями процесса, определяющие параметры нарушений функционирования которых могут быть измерены посредством датчиков с установленными порогами срабатывания. 1 з.п. ф-лы.

1. Способ диагностирования причин нарушений функционирования двигателей внутреннего сгорания, состоящий в том, что выходные сигналы контролируемых параметров двигателя измеряют посредством датчиков с установленными порогами срабатывания на заданном режиме и в реальном масштабе времени, с помощью совокупности измеренных сигналов устанавливают причину нарушения функционирования двигателя и индицируют эту причину, отличающийся тем, что, с целью простоты практической реализации процедуры диагноза и распространения последней на двигатель в целом, процесс функционирования двигателя отображают в виде дерева пар составных частей этого процесса, когда последние на каждом уровне связаны причинно-следственной зависимостью и упорядочены слева-направо, причем количество уровней ограничено такими частями процесса, определяющие параметры нарушений функционирования которых могут быть измерены посредством датчиков с установленными порогами срабатывания. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что, с целью повышения точности диагностирования, выходные сигналы каждого контролируемого параметра измеряют посредством трех датчиков с установленными порогами срабатывания, соответствующими 2/4, 3/4 и 4/4 от предельно допустимого значения соответствующего параметра, последние кодируют соответственно 01, 10 и 11.