Способ определения верхней и нижней мертвых точек поршневого двигателя внутреннего сгорания Советский патент 1984 года по МПК G01M15/00 

111 Изобретение относится к диагности ке двигателя внутреннего сгорания и может быть использовано для опреде ления верхней и нижней мертвых точек его цилиндров, Известен способ определения ВМТ и НМТ поршневого двигателя внутреннего сгорания, заключаюи(ийся в том, что измеряют сигнал движения поршня и путем обработки результата измерения определяют ВМТ и НМТ СП. Однако известный способ характери зуется низкой точностью определения ВМТ, которая обусловлена недостаточно точным соответствием моментов достижения ,ВМТ и максимального тока электрической маи/ины, т.е. ВМТ определяется не прямым, а косвенным методом. Кроме того, нет невозможности определения ВМТ на работающем двигателе . Цель изобретения - повышение точности при одновременном снижении тру доемкости. Поставленная цель достигается тем что согласно способу определения верхней и нижней мертвых точек поршн вого двигателя внутреннего сгорания, заключающемуся в том, 5то измеряют сигнал движения поршня и путем обработки результата измерения определяют ВМТ и НМТ, в качестве сигнала движения поршня измеряют ускорение движения заданной точки шатуна с помощью измерителя, направление чувствительности которого совпадает с про дольной осью шатуна, а в качестве результата измерения принимают момен ты нулевого ускорения. . Кроме того, при обработке результата измерения формируют временной интервал из измеренных моментов, пре образуют его в пачку высокочастотных колебаний длительностью, равной сфор мированному временному интервалу, высокочастотные колебания регистри руют, выделяют у пачки высокочастотных колебаний передний и задний фронты и формируют сигналы, по которым судят о положениях ВМТ и НМТ. При регистрации высокочастотных колебаний последние передают дистанционно с помощью излучателя на прием ник, расположенный вне измерителя. На фиг. 1 приведена структурная схема на фиг. 2 - временные диаграм мы. На шатуне 1 цилиндро-поршневой группы двигателя закреплены измеритель 2 ускорения и преобразователь (модулятор) с излучателем 3, имеющие между собой электрическую связь. На корпусе двигателя закреплен приемник высокочастотных колебаний 4, в котором формируются электрические сигналы, определяющие моменты прохождения мертвых точек. На временной диаграмме позиции 5 и 6 соответствуют моментам нулевых ускорений, фиксируе№1х измерителем 2, на основании которых формируется временный интервал 7 прохождения поршнем от одной мертвой точки до другой. Получаемый временной интервал 7 преобразуется в пачку 8 высокочастотных колебаний, из которой на приемнике 4 выделением переднего и заднего фронтов формируют выходные электрические сигналы 9 и 10, соответствующие моментам прохождения поршнем одной и другой мертвых точек. При работе двигателя поршень со-, вершает циклические .перемещения в цилиндре, проходя в своем движении от верхней до нижней мертвой точки. Шатун 1, связывающий поршень с колечатым валом двигателя, совершает сложное движение, при этом его движение (так же, как и поршня) характеризуется различными величинами ускорений во времени, имея их нулевые значения при ВМТ и НМТ в направлении продольной оси шатуна. Измеритель 2 ускорения, направление чувствительности которого ориентировано с направлением продольной оси шатуна, в каждый момент времени при работе двигателя фиксирует определенную величину ускорения как по модулю, так и по знаку, а в точках ВМТ и НМТ - ее нулевое значение. Из-за трудностей использования информации измерителя, находящегося на движущемся шатуне, ее необходимо передать на приемник, располагаемый в удобном месте неподвижной части двигателя. При этом необходимо решить две технические задачи: преобразовать получаемую в виде периодических низкочастотных изменений величины ускорения информацию в вид, удобный для ее передачи без потери точности на неподвижный приемник. Для этого по моментам нулевых уровней ускорения измерителя формируют временной интервал 7, который модулятором преобразуют в пачку высокочастотных колебаний., длительность которой соответствует сформированному временному интервалу. Далее высокочастотные колебания с помощью излучателя, в качестве которого используют ультразвуковой преобразователь (например, МУП-1), передают на приемник 4, на входе которого используют второй ультразвуковой преобразователь. При приеме пачки высокочастотных колебаний у нее выделяют передний и задний фронты для формирования сигналов, которые во времени соответствуют моментам прохождения поршнем мертвых точек и могут быть использованы при измерениях фазовых характеристик работающего двигателя при его диагнотировании.

По сравнении с прототипом предла.гаемое изобретение характеризуется большей точностью определения моментов ВМТ и НМТ цилиндров -двигателя. В прототипе за ВМТ Принимается момент времени, соответствующий максимальному току электрической мавшны

а

при прокрутке двигателя, т.е. максимальному давлению в цилиндре двигателя. Но в результате роста температуры при сжатии газа в цилиндре его 5 максимальное давление не точно соответствует минимальному объему (поло жению поршня при ВМТ), что обуславливает методическую погрешность.

О Определение ВМТ и НМТ по нулевому ускорению шатуна в предлагаемом решении позволяет повысить точнрсть, так как ускорение шатуна прямо связано с положением поршня в цилиндре

5 при работе механизма.

ПредлагаемьпЧ способ обладает большей технологичностью и меньшей трудоемкостью, поскольку может применяться и на работающем двигателе, не

требует нанесения, а следовательно, и считывания, меток на детали, сопряженной с колечатым валом, может использоваться при большом числе цилиндров. .

..

,8

8

1. СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВЕРХНЕЙ И НИЖНЕЙ МЕРТВЫХ ТОЧЕК ПОРШНЕВОГО ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ, заключающийся в том, что измеряют сигнал движения поршня и путем обработки результата измерения определяют верхнюю и нижнюю мертвые точки (ВМТ и НМТ) , отличаюп|ийся тем, что, с целью повышения точности при одновременном снижении трудоемкости, в качестве сигнала движения поршня измеряют ускорение движения заданной точки шатуна с помощью измерителя, направление чувствительности которого совпадает с продольной осью шатуна, а в качестве результата измерения принимают моменты нулевого ускорения. 2.Способ по п. 1, отличающийся тем, что при обработке результата измерения формируют временной интервал из измеренных моментов, преобразуют его в пачку высокочастотных колебаний длительностью, равной сформированному временному интервалу, высокочастотные колебания регистрируют, выделяют у пачки высокочастотных колебаний передний и задний фронты и формируют сигналы, . по которым судят о положениях ВМТ и НМТ. 3.Способ по пп. 1 и 2 о т л ич а ю.щ и и с я тем, что при регистрации высокочастотных колебаний последние передают дистанционно с помрщью излучателя на приемник, расположенный вне измерителя, cfJue.i