УСТРОЙСТВО ИЗМЕРЕНИЯ ВИБРАЦИИ ГИЛЬЗЫ ЦИЛИНДРА ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ С ЖИДКОСТНЫМ ОХЛАЖДЕНИЕМ Российский патент 2002 года по МПК G01M15/00 

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для измерения вибрации гильз цилиндров двигателей внутреннего сгорания при их испытаниях.

В качестве аналога изобретения может быть рассмотрено устройство, осуществляющее определение вибрации гильзы цилиндра двигателя внутреннего сгорания при их испытаниях [1]. В этом аналогичном устройстве корпус устройства установлен в отверстие блока цилиндров и в нем расположен переходник, выполненный в виде штока, поджатого одним концом к гильзе цилиндра при помощи пружины и регулировочной резьбовой втулки. На другом конце штока установлен вибродатчик и между корпусом и штоком размещены уплотнения.

Недостатками аналога [1] являются высокая погрешность измерения из-за регистрации датчиком вибрации, кроме вибраций гильзы, вибраций блока цилиндров, передаваемых на шток через корпус устройства, регулировочную резьбовую втулку, пружину и уплотнения.

Цель изобретения - повышение точности измерений вибрации гильзы за счет исключения вибраций блока цилиндров.

Техническим результатом, который может быть достигнут при использовании изобретения, является повышение точности измерений и достоверности технического диагностирования.

На чертеже представлена блок-схема устройства измерения вибрации гильзы цилиндра двигателя внутреннего сгорания с жидкостным охлаждением.

Устройство содержит корпус 1, блок цилиндров 2, шток 3, гильза цилиндра 4, вибродатчики 5 и 6 первое вычитающее устройство 7, первое регистрирующее устройство 8, второй и первый аналого-цифровые преобразователи 9 и 10, первый и второй анализаторы спектра сигнала 11 и 12, второе вычитающее устройство 13, второе регистрирующее устройство 14.

Корпус 1 устройства установлен в отверстие блока цилиндров 2. Через корпус 1 проходит шток 3. Один конец штока 3 через водяную рубашку блока 2 двигателя прижат к наружной поверхности гильзы 4, а на другом его конце установлен вибродатчик 5. Вибродатчик 6 установлен на наружной поверхности блока цилиндров 2 в непосредственной близости от места установки корпуса 1. Выход вибродатчика 5 параллельно соединен со входом первого аналого-цифрового преобразователя 10 и с первым входом первого вычитающего устройства 7, второй вход которого параллельно соединен с выходом вибродатчика 6 и со вxoдoм второго aнaлoго-цифpoвoгo преобразователя 9, выход которого соединен со входом первого анализатора спектра сигнала 11, выход которого соединен со вторым входом второго вычитающего устройства 13. Выход первого вычитающего устройства 7 соединен со входом первого регистрирующего устройства 8. Выход первого аналого-цифрового преобразователя 10 соединен со входом второго анализатора спектра сигнала 12, выход которого соединен с первым входом второго вычитающего устройства 13, выход которого соединен со входом второго регистрирующего устройства 14.

В качестве первого вычитающего устройства 7 можно использовать дифференциальную схему включения вибродатчиков 5 и 6, соединив вместе их массы и подключив их на один вход первого регистрирующего устройства 8, а другие выводы вибродатчиков подключить к разным входам первого регистрирующего устройства 8, в качестве которого можно использовать вольтметр или осциллограф. Аналого-цифровые преобразователи 9 и 10 выполнены на основе резистивной матрицы. Анализаторы спектра сигнала определяют его спектральную плотность, используя интеграл Фурье. Второе вычитающее устройство 13 выполнено на основе унифицированного измерительного преобразователя. В качестве второго регистрирующего устройства 14 можно использовать вольтметр.

Устройство работает следующим образом.

Вибродатчик 5, установленный на штоке 3, регистрирует совместные вибрации гильзы 4 и блока цилиндров 2. Вибродатчик 6, установленный на наружной поверхности блока цилиндров 2, регистрирует вибрации блока цилиндров 2. Сигналы вибродатчика 5 X_г(t) и вибродатчика 6 X_б(t) поступают на первое вычитающее устройство 7, работающее по алгаритму
X_и(t)=X_г(t)-X_б(t).

Полученный сигнал Х_и(t), представляющий собой электрическую разницу между вибрацией гильзы 4 и вибрацией блока цилиндров 2, поступает на первое регистрирующее устройство 8, фиксирующее среднее действующее значение сигнала, то есть его интегральную характеристику.

Сигнал с вибродатчика 5 X_г(t), преобразованный из аналогового в цифровой вид первым аналого-цифровым преобразователем 10, поступает во второй анализатор спектра 12, определяющий его спектральную плотность по формуле

где У_г(t) - сигнал X_г(t), преобразованный преобразованием Фурье по формуле

где А₀ - постоянная составляющая сигнала Xг(t);
An и ϕ_n - амплитуда и фаза n-й гармонической составляющей сигнала X_б(t);
n - номер гармоники.

Сигнал с вибродатчика 6 X_б(t), преобразованный из аналогово в цифровой вид аналого-цифровым преобразователем 9, поступает в анализатор спектра 11, определяющий его спектральную плотность по формуле

где У_б(1) - сигнал X_б(t), преобразованный преобразованием Фурье по формуле

где А₀ - постоянная составляющая сигнала X_б(t);
An и ϕ_n - амплитуда и фаза n-й гармонической составляющей сигнала Х_б(t);
n - номер гармоники.

Второе вычитающее устройство 13 определяет разницу между S_г(jω) и S_б(jω) по формуле
S_ачх = S_г(jω)-S_б(jω),
которая фиксируется вторым регистрирующим устройством и дает более полную картину вибрации гильзы, так как определяет частотную характеристику сигналов, не учитываемую первым регистрирующим устройством.

Предлагаемое устройство позволяет повысить точность измерений и достоверность технического диагностирования, что повышает эффективность испытаний.

Список используемой литературы
1. Байбурин Т.М., Егорычев М.С., Виноградов Л.К. Устройство для определения вибрации гильзы цилиндра двигателя внутреннего сгорания с жидкостным охлаждением. А.с. 1399655, кл. G 01 М 15/00, 1988 г.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для измерения вибрации гильз цилиндров двигателей внутреннего сгорания при их испытаниях. Устройство измерения вибрации гильзы цилиндра двигателя внутреннего сгорания с жидкостным охлаждением содержит корпус, блок цилиндров, шток, гильзу цилиндра, вибродатчик, установленный на штоке, вибродатчик, установленный на блоке цилиндров, первое и второе вычитающие устройства, первое и второе регистрирующие устройства, первый и второй аналого-цифровые преобразователи, первый и второй анализаторы спектра сигнала. Техническим результатом является повышение точности измерения и достоверность технического диагностирования, что повышает эффективность испытаний. 1 ил.

Устройство измерения вибрации гильзы цилиндра двигателя внутреннего сгорания с жидкостным охлаждением, содержащее корпус, установленный в отверстие блока цилиндров, резьбовую регулировочную втулку и пружину, переходник, выполненный в виде штока, расположенного в корпусе и поджатого одним концом к гильзе при помощи пружины и регулировочной втулки, причем на другом конце штока установлен вибродатчик, а уплотнения размещены между корпусом и штоком, отличающееся тем, что в него дополнительно введены вибродатчик, установленный на наружной поверхности блока цилиндров в непосредственной близости от места установки корпуса устройства, первое вычитающее устройство, первое регистрирующее устройство, первый и второй аналого-цифровые преобразователи, первый и второй анализаторы спектра сигнала, второе вычитающее устройство, второе регистрирующее устройство, причем выход вибродатчика, установленного на штоке, параллельно соединен со входом первого аналого-цифрового преобразователя и с первым входом первого вычитающего устройства, второй вход которого параллельно соединен с выходом вибродатчика, установленного на блоке цилиндров, и со входом второго аналого-цифрового преобразователя, выход которого соединен со входом первого анализатора спектра сигнала, выход которого соединен со вторым входом второго вычитающего устройства, выход первого вычитающего устройства соединен со входом первого регистрирующего устройства, выход первого аналого-цифрового преобразователя соединен со входом второго анализатора спектра сигнала, выход которого соединен с первым входом второго вычитающего устройства, выход которого соединен со входом второго регистрирующего устройства.