Устройство для диагностирования двигателя внутреннего сгорания Советский патент 1983 года по МПК G01M15/00 

Изобретение относится к испытани и диагностике двигателей внутреннег сгорания. Известны устройства для диагностирования двигателя внутреннего сго рания по величине отношения амплиту гармонических составляющих колебани давления, производимых двигателем, содержащее задатчии амплитуды, поло совой фильтр основной гармоники и цепь .преобразования, выполненную в виде датчика давления, дифференциального усилителя, автоматическог регулятора усиления, полосового фильтра низкочастотной гармоники,, амплитудного детектора и указателя отношений амплитуд, связанных после довательно} автоматический регулято усиления выполнен в виде управляемого элемента, усилителя амплитуды, детектора амплитуды и сумматора, прич первый вход управляемого элемента я ляется входом автоматического регуля тора усиления, второй вход соединен с выходом сумматора, а выход - с входом усилителяамплитуды, выход которого служит выходом автоматичес кого регулятора усиления, и первый вход cyiviMBTOpa соединен с выходом детектора амплитуды, а второй вход с эадатчиком амплитуды ij , В известном устройстве для получения отношения амплитуд двух гармо ник, характеризующего техническое состояние многоиилиндрового двигателя, в нем используется аналоговый делитель, на входы которого подаютс напряжения с амплитудных детекторов Применение аналогового делителя вносит высокую погрешность в измере ние и удорожает устройство из-з.а специфических требований аналоговог делителя к источнику питания. Цель изобретения - повышение точ ности диагностирования. Указанная цель достигается тем, что в устройстве для диагностироваНИН двигателя внутреннего сгорания по величийе отношения амплитуд гармонических составляющих колебаний давления, производимых двигателем, содержащем задатчик амплитудам, поло совой фильтр основной гармоники и цепь преобразования, выполненную в виде датчика давления, дифференци ального усилителя, автоматического регулятора усиления, полосового фильтра низкочастотной гармоники, амплитудного детектора и указателя о Нбшаний амплитуд, связанных после довательно, причем автоматический регулятор усиления выполнен в виде управляемого элемента, усилителя амплитуды, детектора амплитудда и су матора, первый вход управляемого элемента является входом автоматического регулятора усиления, второй вход соединен с выходом сумматора, а выход - с. входом усилителя амплитуды, выход которого служит выходом автоматического регулятора усиления, и первый вход сумматора соединен с выходом детектора амплитуды, а второй вход - с задатчиком амплитуды, полосовой фильтр основной гармоники включен между выходом автоматичес. кого регулятора усиления и входом детектора амплитуды регулятора. На фиг. 1 представлена- функциональная схема предлагаемого устройства f на фиг. 2 - схема комплексного электрического сигнала и его низкочастотная и основная гармоники. Устройство содержит датчик 1 давления, дифференциальный усилитель 2,автоматический регулятор 3 усиления, полосовые фильтры4 и 5 низкочастотной и основной гармоник, амплитудный детектор б, указатель 7 отношения амплитуд и задатчик 8 амплитуды. Датчик 1 давления преобразует сигнал давления в электрический сигнал. За два оборота коленчатого вала, например восьмицилиндрового двигателя, в его объемы fвпускной, выпускной трубопроводы, картер) поступят восемь импульсов давления,в порядке, соответствующем порядку работы цилиндров (кривая а . в случае, если какойлибо цилиндр имеет JieHcnpaBHdcTb (на фиг. 2 - шестой), импульс давления от него будет отличаться от импульсов давления от исправных цилиндров. В этом случае в спектре колебания давления наряду с основной гармоникой (кривая Ь фиг. 2) , появится низкочастотная гармоника (кривая с),, Степень неисправности двигателя оценивается отношением амплитуд низкочастотной гармоники к-основной, которое может при тяжелых дефектах достигать значения 1,5. У исправного двигателя импульсы от всех цилиндров одинаковы, вследствие чего амплитуда низкочастотной гармоники, а с ней и,отношение амплитуд равны нулю. Параметр отношение амплитуд удобен тем, что он выражается величиной нулевой размерности и не требует тарировок. Устройство для диагностирования работает следующим образом. От датчика1 давления через дифференциальный усилитель 2 комплексный сигнал: поступает на автоматический регулятор 3 усиления и далее на полосовые фильтры 4 и 5 низкочастотной и основной гармоник. Благодаря включению полосового фильтра 5 основной гармоники в цепь обратной связи автоматического регулятора 3 усиления, величина коэффициента усиления автоматического регулятора будет устанавливаться такой, при которой обеспечивается постоянство амплитуды основной гармоники на выходе фильтра 5. Таким образом, неза висимо от частотного состава кокшлексного сигнала, знаменатель отно- . с.дц . низкошения амплитуд частотной гармоники и основной, в силу свойств данной схекы, будет всегда постоянным , Лмплитудный детектор, подключенный к выходу полосового фильтра 5 низкочастотной гармоники, детектирует величину I являювцуюся отношением амплиту в масштабе с . Эта величина-выводит ся затем на указатель 7, проградуированный в величине отношения амплитуд. Регулятор состоит из управляемого элемента 9, усилителя 10 амплитуда, детектора 11 амплитуды, сумматора 12 Работает регулятор следующим обра зом. Сигнал давления от датчика 1 давления и усилителя 2 поступает на.управляемый элемент 9, который устанавливает величину входного сигнала в зависимости от поступаемого напряжения с сумматрра 12. Далее, сигнал поступает на усилитель 10- гилплитуды и после усиления - на выход регулятора. С вь1хода регулятора 3 сигнал В известных устройствах поступает и детектор 11 амплитуды. Выделенная в детекторе 11 амплитуда в виде про. порционального eiR напряжения поступает на сумматор 12, где сравнивается с заданной задатчиком 8 величиной амплитуды, представленной также в виде напряжения. Сигнал рассогласования, являквдийся разностью этих напряжений (или их алгебраической суммой, подается на управляемый элемент 9, который изменяет амплитуду сигнала на входе усилителя 10 так, чтобы сигнал рассоглассования установился равным нулю. Управляемый элемент 9 может быть выполнен, в частности, в виде регулируемого делителя, на который подается сигнал колебания давления. Таким образом, на всякое изменение амплитуды сигнала давления регулятор 3 посредством отрицательной обратной связи рюагирует таким образом, что на его выходе устанавливается постоянная, предварительно заданная амплитуда сигнала давления. Анализ СВОЙСТВ регулятора позволяет заключить, что его особенностью является регулирование амплитуды по напряжению, присутствующему на входе детектора 11, где напряжение сигнала регулятор поддерживает постоянным. Это свойство использовано в данном техническом решении, в котором связь между выходом усилителя амплитуды 10 и детектором 11 амплитуды разомкнута и в нее включен полосовой фильтр 5. На выходе фильтра 5, а значит- и на входе детектора 11 амплитуды величина основной гармоники, независимо от спектрального состава сигнала, поддерживается постоянной, что позволяет измерять отношение амплитуд низкочастотной и основной составляющих, не прибегая к помощи аналогового делителя. Положительный эффект предлагаемого устройства обеспечивается нетрадиционным включением автоматического регулятора усиления.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДИАГНОСТИРОВАНИЯ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ ПО величине отношения г1мплитуд гармонических составляющих колебаний давления, производигуых двигателем, содержащее задатчик амплитуды, полосовой 4 1ЛьТр основной гармоники и . цепь преобразования, выполненную в виде датчика давления, дифференциального усилителя, автоматического регулятора усиления, :полосового фильтра низкочастотной гармоники, амплитудного детектора и указателя отношений амплитуд, связанных последовательно, причем автоматический регулятор усиления выполнен в виде. управляемого злемента, усилителя .амплитудаа, детектора амплитуды и сумматора, первый вход управляемого элемента является входом автоматического регулятора усиления, второй вход соединен с выходом сумматора, .а выход - с входом усилителя амплитуды, выход которого служит выходом автоматического регулятора усиления, первый вход сумматора соединен с выходом детектора амплитуды, а второй вход - с задатчиком амплитуды, отличающее ся тем, что, с целью повышения точности диагностироЧ вания, полосовой фильтр основной С/1 гаомоники включен между выходом автоматического регулятора усиления и с входом детектора амплитуды регулято-; ра. § р1 со 4; О) со