Способ диагностирования форсунки для подачи топлива в двигатель внутреннего сгорания и устройство для его осуществления Советский патент 1984 года по МПК G01M15/00 

Р(А1

2. Устройство диагностирования форсунки для подачи топлива в двигатель внутреннего сгорания, содержащее вибродатчик, фильтр, амплитудный детектор и измеритель, соединенные последовательно, отличающееся тем, что, с целью расширения диапазона диагностируемьХ двигателей.

дополнительно содержит делитель с регулируемым коэффициентом деления, компаратор и одновибратор, связанные последовательно и включенные в связь амплитудного детектора с измерителем, причем другой вход компаратора подключен к фильтру.

1. Способ диагностирования форсунки для подачи топлива в двигатель внутреннего сгорания, заключающийся в том, что сравнивают амплитуды виброимпульсов, сформированных путем фильтрации виброударного процесса, возникающего при ее работе, с опорным напряжением, отличающийс я тем, что, с целью расширения диапазона диагностируемых двигателей, изменяют опорное напряжение с заданной скоростью от максимального значения амплитуды виброимпульса проверяемой форсунки в сторону уменьшения, измеряют периоды повторения виброимпульсов, превьпиающих опорное напряжение, сравнивают периоды между собой (Л и по результатам сравнения судят о состоянии форсунки.

Изобретение относится к диагности,рованию форсунок и топливной системы дизельного двигателя вибрационным методом.

Известен способ диагностирования форсунки для. подачи топлива в двигатель внутреннего сгорания, заключающийся в том, что -сравнивают амплитуды виброимпульсов, сформированных путем фильтрации виброударного процесса, возникающего при ее работе, с опорным напряжением l.

Известно устройство диагностирования форсунки для подачи топлива в двигатель внутреннего сгорания, содер жащее вибродатчик, фильтр, амплитудный детектор и измеритель, соединенные последовательно l.

В сигнале вибродатчика, прикреплен ного на колпак форсунки ДВС, присутствуют виброимпульсы как проверяемой, так и непроверяемых форсунок. Для диагностирования форсунки по способупрототипу необходимо иметь информацию о фазе рабочего цикла ДВС, чтобы разделить виброимпульсы проверяемой форсунки и шума фона, т.е. использовать метку опорной точки (ОТ). У многих марок дизельных ДВС использование датчика ОТ Затруднено или невозможно из-за отсутствия метки ОТ, используемой во время работы.

Диагностирование форсунки по абсолютному значению разницы ее виброимпульсов и шума фона связано с погрешностью, осусловленной зависимостью амплитуды вибросигнала от места, качества и конструкции приспособления для крепления вибродатчика на форсунку. Амплитуда вибросигнала форсунки зависит также от режима работы дизельного ДВС, что при измерении ее

абсолютного значения вносит значительную погрешность в результат диагностирования.

Следовательно, недостатками известных способа и устройства являются узость диапазона диагностируемых дизельных ДВС .и большая погрешность при диагностировании форсунки по абсолютным значениям ее вибросигнала.

Целью изобретения является расширение диапазона диагностируемых цвигателей.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу диагностирования форсунки для подачи топлива в двигатель внутреннего сгорания, заключающемуся в том, что сравнивают амплитуды виброимпульсов, сформированных,пу тем фильтрации виброударного процесса, возникающего при ее работе, с опорным напряжением, опорное напряжение изменяют с заданной скоростью от максимального значения амплитуды виброимпульса проверяемой форсунки в сторону уменьшения, измеряют периоды повторения виброимпульсов, превышающих опорное напряжение, сравнивают периоды между собой и по результатам сравнения судят о состоянии форсунки.

Устройство диагностирования форсунки для подачи топлива в двигатель внутреннего сгорания, содержащее вибродатчик, фильтр, амплитудный детектор и измеритель, соединенные последовательно, дополнительно содержит делитель с регулируемым кфэффициентом деления, компаратор и одновибратор, связанные последовательно и включенные в связь амплитудного детектора с измерителем, причем другой вход компаратора подключен к фильтру.

На фиг. 1 представлено распределение Р (А) амплитуд виброимпульсов. 3. сформированных путем фильтрации сигнала вибродатчика, прикрепленного на диагностируемой (первой) форсунке четырехцилиндрового ДВС, на фиг. 2 устройство для осуществления способа Виброимпульсы форсунки возбуждают ся в пространстве близком зоне ударно.го воздействия между иглой и корпу сом распылителя форсунки. На пути от места возбуждения до вибродаичика абсолютное значение амплитуды упруго волны виброколебаний убывает по пока зательному закону: 0 -(Sis АО , UU Vtf о -г-е -г-е 5 5 где А - амплитуда волны на расстоя нии от источника, равном единице, 5 - расстояние от источника, в - показатель затухания амплитуды волны, W - круговая частота сигнала, К - коэффициент пропорциональности. Следовательно, амплитуда принимае мых датчиком виброимпульсов зависит от амплитуды А возбуждаемых форсун кой виброколебаний, частоты со фильтрации и расстояния 5 между датчиком и зоной излучения виброколебаний. Рассмотрим случай проверки форсун ки первого цилиндра четырехцилиндрового дизеля. Для этого вибродатчик прикрепляют на колпак форсунки перво го цилиндра. Амплитуда А виброимпульса от подъема и посадки иглы распылителя форсунки зависит от многих факторов, определяющих характеристику топливоподачи и впрыска (регулировка натяжения пружины, состояние прецизионных пар топливной системы, заклинива ние иглы, закоксованности форсунки и др.) . В результате неравномерного влияния всех этих факторов амплитуда пос ледующих друг другу виброимпульсов форсунки во время впрыска топлива имеет флюктуирующий характер. С учетом этого у неисправной проверяемой (первой) форсунки амплитуды собствен ных виброимпульсов распределены по закону Р,(А), имеющему значения в диапазоне и,;„ среднее значение амплитуды виброимпульсов (фиг. 1). 084 Вибродатчик, установленный на проверяемой (первой) форсунке, принимает также и прошедшие к проверяемой форсунке виброимпульсы от других, непроверяемых форсунок. Виброимпульсы от наиболее близкой непроверяемой (второй) форсунки имеют распределение Pj(А) со средним и максимальным значениями Oj ,и 2max соответственно. Из геометрии ДВС следует, что расстояние 5, от датчика, прикрепленного на первой форсунке, до места возбуждения виброимпульсов первой форсунки гораздо меньше расстояния 5j от датчика до места возбуждения виброимпульсов второй форсунки. Практически расстояние 5 равно расстоянию между соседними форсунками. Расстояния 5, и 5 2 являются конструктивными параметрами конкретной марки ДВС. В принципе возможно найти для каждой конкретной марки ДВС частоту со фильтрации вибросигнала, при которой соотнощение 1 минимальной амплитуды U,roin виброимпульсов проверяемой исправной (первой) форсунки и максимальной амплитуды ll (фиг. 1) виброимпульсов непроверяемой (второй) форсунки больше единицы согласно вьфажениям: lomin Зз tco(6j-50 2min готах 1 где A,Q. - минимальное значение амплитуды волНы, возбуждаемой первой форсунки на единичном расстоя ИИ, 7о rtiQi) максимальное значение амплитуды волны, возбуждаемой второй форсунки на единичном расстояНИИ. Обычно частота Ы фильтрации вибросигнала, удовлетворяющая условию (3), находится в ультразвуковом диапазоне,. Законы распределения Pj(А), ) амплитуд виброимпульсов непроверяемых форсунок перекрываются между собой и помехой Unowex (фиг. 1) так, что виброимпульсы непроверяемых форсунок не разделимы по амплитуде от помех. В состав устройства для диагностирования форсунки входят (фиг. 2) вибродатчик 1, фильтр 2, компаратор 3, ампдитудный детектор 4, делитель 5 с регулируемым коэффициентом передачи одновибратор 6 и измеритель 7 периода. Принцип работы устройства следующий. Сигнал вибродатчика 1, установлен ного на проверяемой форсунке, подается на фильтр 2. С фильтра 2 сигнал подается на входы компаратора 3 и амплитудного детектора 4 Детектор 4 запоминает максимальное значение тох виброударного импульса и через делитель 5 с регулируемым коэффициен том передачи К, подает его на второй вход компаратора 3. Компаратор 3 срабатывает от сигнала, превышающего напряжение К,,и,г„о()( и запускает одновибратор 6, период импульсов которого измеряют с помощью измерителя 7. Способ осуществляют с помощью предлагаемого устройства следующим образ ом. Опорное напряжение приравнивают к максимальному значению U амплитуды виброимпульсов проверяемой форсун ки (производится автоматически ампли тудным детектором 4 при коэффициенте 1 делителя 5), Регулировкой коэффициента К передачи делителя 4 медленно изменяют опорное напряжение (x 3 сторону уменьшения . Скорость регулировки опорного напряжения выбирают такой, что примерно за 200-300 оборотов коленчатого вала две изменение опорного напряжения не превышает 10% его начального значения irnojt В то же время с помощь измерителя 7 измеряют периоды повторения виброимпульсов, превьшающих опорное напряжение K,-Uiriiax. Сравнивают отсчеты измерителя 7 (значения периодов) между собой. При достижении опорным напряжением значения в диапазоне от максимальной амплитуды виброимпульсов непроверяемых форсуно до минимальной амплитуды виброимпуль сов проверяемой (первой) форсунки ( max К,и, мах и , „,„ ) отсчет измерителя 7 становится равным перио ду подачи топлива. Об этом свидетель ствует четкая повторяемость отсчетов измерителя 7 периода. Тем самым проверяется соответствие отношения (2) условию (3), т.е. признание форсунки исправной. Если форсунка неисправна, влияние перечисленных факторов превышает допустимые пределы, и она работает нестабильно (или вообще не функционирует) . Амплитуда ее виброимпульсов колеблется в широких пределах, соответствующее распределение Р(А) (фиг.1), перекрывает зону амплитуд виброимпульсов непроверяемых форсунок и помех (О ... Ипомел 2 max случае невозможно найти ,х)порного напряжения, превьшающие которое виброимпульсы повторяются стабильно с периодом подачи топлива. Об этом свидетельствует неравномерность отсчетов измерения 7 во всем диапазоне возможных значений опорного напряжения, что является критерием выбраковки проверяемой форсунки из-за несоответствия ее виброимпульсов условиям (2) и (3). Из графика (фиг. 1) видно, что изменение масштаба преобразования ампли. туды А виброимпульсов форсунки не влияет на оценку отношения (2). Это значит, что изменение апмлитуды вибросигнала форсунки, . зависящее от крепления вибродатчика и режима ДВС, не вносит погрешности в поставляемый технический диагноз. Предлагаемый способ обеспечивает диагностирование форсунок независимо от конструктивных особенностей получения меток ОТ проверяемого ДВС. Тем самым предлагаемые способы и устройство обеспечивают расширение круга диагностируемых ДВС и снижение погрешности диагностирования форсунки. При замене измерителя периода частотомером предлагаемое устройство может быть использовано как тахометр. Если делитель с регулируемым коэффициентом передачи снабдить шкалой, способ и устройство могут быть использованы для регистрации закона распределения виброимпульсов механизмов.