Устройство для диагностики дизельного двигателя Советский патент 1986 года по МПК F02M65/00 

Изобретение относится к диагностке технического состояния двигателе внутреннего сгорания, в частности дизелей.

Цель изобретения - повышение достоверности измерения и расширение функциональных возможностей устройства.

На фиг. 1 приведена функциональная схема устройства; на фиг, 2 - временная диаграмма работы устройства.

Устройство содержит датчик 1 БИТ поршня,, первый формирователь 2 импульсов, первый триггер 3, датчики 4 1,,..5 4.К вибрации, переключатель 5, избирательный усилитель Ь, делитель 7 напряжения, пороговый элемент 8,.второй формирователь 9 импульсов, третий формирователь 10 импульсов, второй триггер 11, трети триггер 12, первый выход 13 устройства, третий выход 14 устройства и второй выход 15 устройства.

Кроме того, на диаграмме приняты следующие обозначения,: Д - сигналы на выходе формирователя 2 (верхняя мертвая точка - ВМТ) ; S- сигналы на выходе формирователя 9 (начало подачи); Ь- сигналы на выходе формирователя 10 (конец подачи); Т- - сигналы на первом выходе устройства (длительность угла опережения конца подачи); - сигналы на третьем выходе устройства (длительность угл опережения начала подачи); е- сигналы на втором выходе устройства (длительность угла подачи топлива).

Датчик 1 ВМТ поршня соединен через первый формирователь 2 импульсов с единичным входом первого триггера 3, инверсный выход которого является первым выходом 13 устройства. Датчики 4,4К вибрации

соединены с неподвижными контактами переключателя 5, подвижные контакты которого подсоединены с входу избирательного усилителя 6, Выход посленего подключен к сигнальному входу порогового элемента 8 и через делитель 7 напряжения - к опорному входу порогового элемента 8. Выход последнего соединен через второй формирователь 9 импульсов с единичными входами второго и третьего триггеров 11 и 12 соответственно и через третий формирователь 10 импульсов - с входами обнуления пер08294

вого 3 и второго 11 триггеров. Выход первого формирователя 2 импульсов соединен с входом обнуления третьего триггера 12, прямой выход 5 которого является третьим выходом

14устройства. Прямой выход второго триггера 11 является вторым выходом

15устройства.

Датчик 1 ВМТ генерирует электри10 ческий сигнал о нахождении поршня в верхней мертвой точке. Формирователь 2 импзшьсов нормирует от датчика 1 ВМТ по амплитуде и фронту, датчики 4.1,,..,4.К вибt5 рации вырабатывают электрические

сигн.алы5 соответствующие возникающим колебаниям при впрыске топлива форсункой. .Избирательный усилитель 6 осуществляет усиление вибрационного

20 сигнала и его селекцию в полосе частот, соответствующей максимальной интенсивности, колебаний, возникающих при впрыске топлива форсункой. Делитель 7 напряжения служит

25 для изменения коэффициента передачи сигнала от избирательного усилителя 6. Пороговый элемент 8 предназначен для формирования прямоугольного им- , пульса, передний фронт которого со30 ответствует началу вибрационного сигнала с датчика 4„1,...4.К (началу впрыска)5 а задний - окончанию сигнала (концу впрыска). Формирователь 9 импульсов служит для формиро г вания единичного импульса, соответствующего началу впрыска. Формирователь О импульсов служит для формирования единичного имп.ульсад соответствующего концу впрыска 5 и за4Q пускается по заднему фронту сигнала с выхода порогового элемента 8„

Триггеры 3,12 и 11 служат для формирования временных интервалов угла опережения ,а подачи угла

j опережения начала прдачи и угла подачи соответственно. Переключ-а- тель 5 предназначен для. включения одного из датчиков 4.I,..,,4.К вибрации, установленного на диагности50

руемом цилиндре,

Устройство работает следующим образом.

Во время процесса впрыска топлива в диагностируемый цилиндр один из датчиков 4. 1 ,,.. . 94.К5 установленный на зтом цилиндре, соединенный переключателем 5 с входом избирательного усилителя б, вырабатывает

электрический сигнал, поступающий н его вход. Последний осуществляет усиление вибрационного сигнала и ег селекцию в полосе частот, соответствующей максимальной интенсивности колебаний, возникающих при впрыске топлива форсункой. Выходной сигнал избирательного усилителя 6 поступает на сигнальный вход порогового элемента 8 и на вход делителя 7 напряжения, величина коэффициента передачи последнего определяется максимальным значением цикловой нестабильности вибрационного сигнала и всегда меньше единицы, Пороговый элемент 8 срабатьгоает и на его выходе образуется прямоугольный импульс, передний фронт которого соответствует началу вибрационного сигнала (началу впрыска), а задний - окончанию сигнала (концу впрыска), При появлении положительного перепада напряжений на входе второго формирователя 9, т.е. во время действия переднего фронта упомянутого импульса, на выходе этого форм рователя возникает импульс, устанавливающий второй и третий триггеры 11 и 12 соответственно в единичное состояние. На прямых выходах последних в этом случае появляется единичный сигнал, поступающий на третий и второй выходы 14 и 15 устройства соответственно. При дальнейшем повороте вала и заходе поршн диагностируемого цилиндра в ВМТ атчик 1 ВМТ вырабатьгоает импульс, поступающий на вход формирователя 2 импульсов. Последний формирует единичный- прямоугольный импульс устанавливающий первый триггер 3 в единичное состояние и третий триггер 1 в нулевое. При этом на инверсном выходе первого триггера 3 устанавливается нулевой сигнал, которьй поступает на первый выход 13 устройства, а на прямом выходе третьего триггера устанавливается нулевой потенциал, поступающий на третий выход 14 устройства. Таким образом, на третьем выходе 14 устройства появляется прямоугольный импульс, передний фронт которого соответ- ствует началу впрыска, а задний - 1моменту захода поршня в ВМТ. Б связи с этим длительность указан- .ного импульса представляет собой время опережения впрыска топлива в диагностируемый цилиндр. При даль2082944

нейшем повороте вала во действия заднего фронта прямоугольного импульса с порогового элемента 8 на. входе третьего фop iиpoвaтeля 10 5 появится отрицательньш перепад напряжения, в результате чего на его выходе возникает импульс, устанавливающий первый и второй триггеры 3 и 11 в нулевое состояние. На

10 прямом выходе второго триггера 11, который является вторым выходом 15 устройства, появится прямоугольный импульс, передний фронт которого соответствует началу впрыска, а

15 задний - ко{щу впрыска. В связи с этим длительность указанного импульса представляет собой время подачи топлива в диагностируемый цилиндр. На инверсном выходе первого тригге20 ра 3 устанавливается единичный потенциал. При дальнейшем повороте

вала двигателя и заходе поршня диагностируемого цилиндра в ВМТ

первый триггер 3 установится в еди- 25 ничное состояние, и на его инверсном выходе появится нулевой потенциал.

Таким образом, на инверсном выходе первого триггера 3, являющегося первым выходом 13 устройства, поя- 2Q вится прямоугольный импульс, передний фронт которого соответствует концу впрыска, а задний - моменту захода поршня в ВМТ. В связи с этим длительность указанного импульса представляет собой время опережения конца подачи топлива в диагностируе- мьш цилиндр. Среднее значение напря- жепия па каж,цом из выходов устройства определяется (если впрыск топлива происходит в каждом обороте вала) выражетшем tu uj

35

40

2Т

V.

- Yi .0

21Т ®

(I)

где tu - длительность выходного импульса устройства;

(х) угловая скорость вала;

Vj - амплитуда выходного импульса устройства;

21Г - угол поворота вала за один

оборот;

Q измеряемый угол (на первом выходе .13 устройства 9 - угол опережения конца подачи топлива; на . выходе 14 устройства 0 - угол опережения впрыска топлива; на втором выходе 15 устройства в - угол подачи топлива).

Если впрыск топлива происходит один раз в два оборота вала, что имеет место на четырехкратном двигателе, импульс на выходе устройства появляется также один раз в два оборота вала, и выражение для среднего значения выходного напряжения устройства имеет вид

V

ср

- -Ь(2)

Таким образом, измеряемый угол пропорционален среднему значению выходного напряжения устройства. Кроме того, определяемь е углы можно найти как произведение длителы ости выходного импульса устройства на угловую скорость вала. При описании работы устройства предполагалось, что датчик 1 ВМТ установлен на диагноса

тируемом цилиндре. Однако определяемые углы можно легко найти, если этот датчик будет установлен на любом другом цилиндре, поскольку сдвиг фаз по углу поворота коленчатого вала между ВМТ цилиндров для кажд;ого типа двигателя известен.

Таким образом, предлагаемое устройство по сравнению с известным за счет одновременности измерения углов опережения начала подачи, опережения конца подачи и ее продолжительности обладает более высокой достоверностью результата, более широкими функциональными возможностями и позволяет уменьшить время и трудоемкость диагностирования.

-3 t

е

/

t

.2

Составитель Н, Патрахальцев Редактор Л. Повхан Техред Т.Дубинчак Корректор Т.

Заказ 223/45 Тираж 524 , Подписное ВНИШШ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб, д. 4/5

Филиал ШШ Патент,

Ужгород, ул. Проектная, 4