СПОСОБ ДИАГНОСТИРОВАНИЯ ГАЗОРАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНОГО МЕХАНИЗМА КАРБЮРАТОРНОГО ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ Российский патент 2014 года по МПК G01M15/04 

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для контроля фаз газораспределения при диагностировании карбюраторного двигателя внутреннего сгорания (ДВС).

Известен способ для измерения фаз газораспределения двигателя внутреннего сгорания при помощи USB Осциллографа (http://injectorservice.com.ua/phase_plugin.php). Способ диагностирования газораспределительного механизма(ГРМ) осуществляется при помощи программы «USB Осциллографа», которая отображает осциллограмму напряжения выходного сигнала датчика давления в цилиндре в окне программы при работе двигателя на холостом ходу, отмечает моменты, когда поршень диагностируемого цилиндра находится в верхних/нижних мертвых точках; кроме того, подсвечивает допустимый диапазон положения четырех характерных точек и участков графика, положение которых зависит от взаимного положения коленчатого и газораспределительных валов. Измерение положения характерных точек и участков графика давления в цилиндре позволяет судить о правильности взаимного положения коленчатого и газораспределительных валов.

Недостатком данного способа является высокая стоимость оборудования и получение информации в графическом (не цифровом) выражении.

Известно устройство для измерения фаз газораспределения двигателей внутреннего сгорания (RU 2042125 6 МПК G01M 15/00 С1, 20.08.1995), содержащее клапан, вставное седло клапана, осциллограф, седло клапана изолированно от головки цилиндров электронепроводящим материалом, при этом клапан и седло клапана соответственно соединены с осциллографом с образованием электрической цепи.

Недостатком данного устройства является то, что оно не может быть использовано для диагностики серии двигателей, а только для изучения процесса газораспределения на одном опытном двигателе, измерения проводятся в статике, коленчатый вал вращается от постороннего источника.

Наиболее близким по технической сущности и взятым в качестве прототипа является способ диагностирования газораспределительного механизма двигателя внутреннего сгорания (авт.св. SU 1686332 5МПК G01M 15/00 А1, 23.10.1991), включающий измерение линейного перемещения клапанов по углу поворота коленчатого вала двигателя, оценивают изменение усилия открытия клапанов газораспределительного механизма в зависимости от перемещения клапана и угла поворота коленчатого вала и по их комбинациям осуществляют диагностирование. Устройство, для осуществления вышеуказанного способа взятого в качестве прототипа для заявляемого устройства, авт.св SU 1686332 5 МПК G01M 15/00 А1, 23.10.1991, содержит датчик для измерения усилия открытия клапанов, коромысло клапанного механизма, тарелку пружины клапана, устройство для измерения величины линейного перемещения клапанов, понижающий редуктор, потенциометр для преобразования величины угла поворота коленчатого вала в электрический сигнал, блок управления и двухкоординатный самописец, при этом коленчатый вал приводится во вращение от постороннего источника. На двухкоординатном самописце получают график функции усилия на клапане в зависимости от угла поворота коленчатого вала. Сопоставляют полученный при измерении график с эталонным и судят о техническом состоянии газораспределительного механизма (ГРМ).

Данными способом и устройством определяют величину угла фаз газораспределения нецифровым значением параметра угла перемещения коленчатого вала, тогда как техническая документация задает параметры угла цифровыми значениями, что затрудняет диагностику; измерения выполняются на неработающем двигателе, что вносит определенную погрешность в результаты измерения.

Задачей изобретения является совершенствование способа и устройства диагностирования газораспределительного механизма карбюраторного двигателя внутреннего сгорания с повышением достоверности измерения угла фаз газораспределения и качества диагностирования на работающем двигателе.

Решение поставленной задачи в заявляемом способе достигается тем, что измерение углового перемещения коленчатого вала двигателя от момента открытия впускного клапана первого опорного цилиндра до момента положения вала, соответствующего верхней мертвой точке (ВМТ) поршня опорного цилиндра, в отличие от прототипа осуществляют на работающем двигателе через измерение угла перемещения распределительного вала, числовые значения которого определяют с помощью электрического устройства и установленных датчика верхней мертвой точки и датчика положения клапана, удвоенное числовое значение измеренного угла, соответствующее углу перемещения коленчатого вала, сравнивают с требованиями технической документации и судят о состоянии газораспределительного механизма.

Устройство для осуществления способа, включающее механизм фиксации момента положения коленчатого вала, соответствующего верхней мертвой точке поршня опорного цилиндра, датчик фиксации момента начала движения впускного клапана первого опорного цилиндра, блок управления, отличается от прототипа тем, что в качестве механизма фиксации момента положения коленчатого вала, соответствующего верхней мертвой точке поршня опорного цилиндра, использован датчик верхней мертвой точки, а в качестве датчика, фиксирующего момент начала движения клапана, - датчик положения клапана, установленный на съемной технологической крышке клапанов двигателя внутреннего сгорания; устройство представляет собой высоковольтный разрядник, состоящий из одного подвижного электрода, выполненного в виде двухсторонней токопроводной стрелки и секции пронумерованных неподвижных электродов, расположенных на изолированной подложке внутри пустотелого диска из неэлектропроводного материала, установленного на цилиндрической части корпуса привода подвижного электрода разрядника с возможностью углового перемещения вокруг оси и фиксации заданного положения; внутри корпуса соосно валу распределителя зажигания двигателя внутреннего сгорания установлен соединенный с ним жестко вал, на другом конце которого закреплен подвижный электрод; неподвижные электроды установлены в цилиндрической стенке диска в плоскости вращения подвижного электрода радиально, на равном расстоянии друг от друга так, чтобы линейное расстояние между смежными неподвижными электродами было в 2 и более раза больше, чем зазор между острием подвижного электрода и каждого неподвижного электрода, причем каждый из неподвижных электродов электрически связан со своим светодиодом; все светодиоды размещены на панели, расположенной удобно для визуального наблюдения, а каждый светодиод связан электрически с сопротивлением и высоковольтным диодом; в стенке цилиндрической части корпуса привода подвижного электрода разрядника выполнены высоковольтный вход для подачи напряжения от штатной катушки зажигания на бегунок распределителя двигателя внутреннего сгорания и высоковольтный вход для подачи напряжения на подвижный электрод разрядника от дополнительно установленной катушки зажигания или высоковольтного трансформатора.

В результате патентного поиска не выявлено технических решений, идентичных заявляемому, что соответствует критерию «новизна».

Предлагаемый способ и устройство могут применяться в машиностроении для измерения угла газораспределения ДВС при изготовлении, эксплуатации и ремонте двигателя, что соответствует критерию промышленной применимости.

Новая совокупность признаков, а именно: измерение углов фаз газораспределения на работающем двигателе и числовое значение результатов измерения угла позволяет улучшить точность измерения, что подтверждает причинно-следственную связь новой совокупности признаков и достигнутого результата, которая не была известна из уровня техники до создания технического решения, что позволяет сделать вывод о соответствии техническому критерию «изобретательский уровень».

Изобретения поясняются чертежами, где на Фиг.1 изображена принципиальная схема устройства для диагностирования газораспределительного механизма, на Фиг.2 - схема разрядника, на Фиг.3 - схема подключения светодиода.

Предлагаемое устройство содержит (Фиг.1) датчик 11 ВМТ, датчик 12 положения клапана 17, установленный на технологической крышке клапанов ДВС, блок управления 13, корпус 1 привода подвижного электрода 2 разрядника со смонтированным в нем приводом 7 подвижного электрода2 разрядника, неподвижные электроды 3 установлены в цилиндрической стенке пустотелого диска 8 радиально в плоскости вращения подвижного электрода 2 на заданном угловом расстоянии 10 (Фиг.2), например через 1 градус друг от друга, таким образом, чтобы линейное расстояние между смежными неподвижными электродами 3 в 2 и более раза больше, чем радиальный зазор 9 между острием подвижного электрода и каждого неподвижного, такое соотношение препятствует одномоментному электрическому разряду на два смежные электрода. Каждый из неподвижных электродов электрически связан со своим светодиодом 14 (Фиг.3), сопротивлением 15 и высоковольтным диодом 16, пронумерован и расположен на панели, удобно размещенный для визуального наблюдения. В стенке цилиндрической части корпуса 1 привода подвижного электрода разрядника установлены два высоковольтных входа 4 и 5 для передачи высоковольтного электроимпульса, при этом вход 4 обеспечивает функционирование системы зажигания двигателя и обеспечивает работу двигателя на холостом ходу, а вход 5 служит для подачи напряжения на подвижный электрод разрядника от дополнительно установленной катушки зажигания или высоковольтного трансформатора.

Измерение фаз газораспределения при диагностировании газораспределительного механизма выполняют следующим образом. Предварительно отрегулировав зазоры в клапанах 17 двигателя внутреннего сгорания, устанавливают коленчатый вал в положение верхней мертвой точки поршня на такте сжатия. Вместо штатной крышки клапанов устанавливают технологическую крышку (не обозначена) со смонтированным на ней датчиком 12 положения впускного клапана 17 и регулируют положение датчика на момент начала движения клапана (момент размыкания контактов). Устанавливают датчик 11 ВМТ (при отсутствии штатного датчика) и регулируют его на момент начала срабатывания.

Снимают штатную крышку распределителя зажигания и устанавливают на ее место измерительное устройство так, чтобы подвижный электрод 2 разрядника находился в секторе секции неподвижных электродов 3.

Монтируют провода высокого напряжения и дополнительный высоковольтный трансформатор (дополнительную катушку зажигания).

Запускают двигатель, включают питание датчика 11 ВМТ, поворачивая диск 8 с установленной секцией неподвижных электродов 3, находят такое положение, при котором происходит свечение светодиода с нулевым номером, и фиксируют положение диска 8; с помощью трехпозиционного переключателя в блоке управления 13 подают питание на датчик положения клапана 12 и определяют по свечению номер светодиода; цифровое значение номера светодиода соответствует величине угла поворота кулачкового вала от момента положения коленчатого вала в ВМТ до момента начала движения клапана 17, на котором установлен датчик 12; удвоенное числовое значение измеренного угла, соответствующее углу перемещения коленчатого вала, сравнивают с требованиями технической документации и судят о состоянии газораспределительного механизма.

Предлагаемый способ и устройство позволяют производить диагностику двигателя внутреннего сгорания на работающем двигателе и получать результаты измерения угла поворота коленчатого вала относительно ВМТ поршня опорного цилиндра в цифровом значении, что облегчает идентификацию результатов измерений с требованиями технической документации, и повышает их достоверность.

Изобретение может быть использовано в двигателях внутреннего сгорания. Способ диагностирования газораспределительного механизма карбюраторного двигателя внутреннего сгорания заключается в измерении углового перемещения коленчатого вала двигателя от момента открытия впускного клапана первого опорного цилиндра до момента положения вала, соответствующего верхней мертвой точке поршня опорного цилиндра. Измерение углового перемещения коленчатого вала осуществляют на работающем двигателе через измерение угла перемещения распределительного вала, числовые значения которого определяют с помощью электрического устройства и установленных датчика (11) верхней мертвой точки и датчика (12) положения клапана (17). Полученное удвоенное числовое значение измеренного угла, соответствующее углу перемещения коленчатого вала, сравнивают с требованиями технической документации и судят о состоянии газораспределительного механизма. Раскрыто устройство измерения углового перемещения распределительного вала. Технический результат заключается в повышении достоверности измерения угла фаз газораспределения. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Способ диагностирования газораспределительного механизма карбюраторного двигателя внутреннего сгорания, заключающийся в измерении углового перемещения коленчатого вала двигателя от момента открытия впускного клапана первого опорного цилиндра до момента положения вала, соответствующего верхней мертвой точке поршня опорного цилиндра, отличающийся тем, что измерение углового перемещения коленчатого вала осуществляют на работающем двигателе через измерение угла перемещения распределительного вала, числовые значения которого определяют с помощью электрического устройства и установленных датчика верхней мертвой точки и датчика положения клапана, удвоенное числовое значение измеренного угла, соответствующее углу перемещения коленчатого вала, сравнивают с требованиями технической документации и судят о состоянии газораспределительного механизма.

2. Устройство измерения углового перемещения распределительного вала, включающее механизм фиксации момента положения коленчатого вала, соответствующего верхней мертвой точке поршня первого цилиндра, датчик фиксации момента начала движения впускного клапана первого опорного цилиндра, блок управления, отличающееся тем, что в качестве механизма фиксации момента положения коленчатого вала, соответствующего верхней мертвой точке поршня опорного цилиндра, использован датчик верхней мертвой точки, а в качестве датчика, фиксирующего момент начала движения клапана, - датчик положения клапана, установленный на съемной технологической крышке клапанов двигателя внутреннего сгорания; устройство представляет собой высоковольтный разрядник, состоящий из одного подвижного электрода и секции пронумерованных неподвижных электродов, расположенных на изолированной подложке внутри пустотелого диска из неэлектропроводного материала, установленного на цилиндрической части корпуса привода подвижного электрода разрядника с возможностью углового перемещения вокруг оси и фиксации заданного положения; внутри корпуса соосно валу распределителя зажигания двигателя внутреннего сгорания установлен соединенный с ним жестко вал, на другом конце которого закреплен подвижный электрод; неподвижные электроды установлены в цилиндрической стенке диска в плоскости вращения подвижного электрода радиально, на равном расстоянии друг от друга так, чтобы линейное расстояние между смежными неподвижными электродами было в 2 и более раза больше, чем зазор между острием подвижного электрода и каждого неподвижного электрода, причем каждый из неподвижных электродов электрически связан со своим светодиодом; все светодиоды размещены на панели, расположенной удобно для визуального наблюдения, а каждый светодиод электрически связан с сопротивлением и высоковольтным диодом; в стенке цилиндрической части корпуса привода подвижного электрода разрядника выполнены высоковольтный вход для подачи напряжения от штатной катушки зажигания на бегунок распределителя двигателя внутреннего сгорания, и высоковольтный вход для подачи напряжения на подвижный электрод разрядника от дополнительно установленной катушки зажигания или высоковольтного трансформатора.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что подвижный электрод выполнен в виде двухсторонней токопроводной стрелки.