Устройство для оценки технического состояния двигателя внутреннего сгорания Советский патент 1987 года по МПК G01M15/00 

Изобретение относится к технической диагностике объектов и может быть быть использовано по безразборной оценке технического состояния дизельных двигателей.

Цель изобретения - повышение глубины и достоверности диагноза.

На фиг.1 изображена схема устройства, на фиг.2 - диаграммы сигналов, поясняющие работу устройства.

Устройство включает преобразователь 1 инфракрасного излучения в диапазоне 2-20 мкм (пирометрический датчик), усилитель 2 сигнала пирометрического датчика, схему 3 совпадения, датчик 4 синхронизации (датчик верхней мертвой точки первого цилиндра) , первое кипп-реле 5, второе кипп-реле 6, переключатель 7, осциллограф 8.

Пирометрический преобразователь 1 через усилитель 2 подключен к первому входу схемы 3 совпадения и через вторую контактную группу переключателя 7 - к входу вертикального отклонения осциллографа 8, выход схемы 3 совпадения подключен к другому контакту этой же группы переключателя, датчик синхронизации соединен с первым кипп-реле и через первую контактную группу со ждущей разверткой осциллографа 8, первое кипп-реле 5 соединено через второе кипп-реле 6 с вторым входом схемы 3 совпадения и вторым контактом первой контактной группы переключателя 7.

Под фазовыми сигналами принимаютс угол поворота коленчатого вала двигателя по отношению к базовой точке отсчета. В данном конкретном случае использованы четыре фазовых сигнала (см.фиг.2):

ff - угол ежду началом подачи топлива в первый цилиндр и передним фронтом импульса инфракрасного излучения диагностируемого цилиндра, преобразованного пирометрическим датчиком в импульс напряжения:

- длительность импульса излучения контролируемого цилиндра:

t, - длительность переднего фронта сигнала.

Под амплитудным параметром принято максимальное значение А сигнала напряжения пирометрического датчика контролируемого цилиндра.

В качестве инфракрасного преобразователя использован серийиьм инфракрас

5

ный (ИФК) датчик типа МГ-30 (пирометрический приемник инфракрасного излучения с интегргипьным предусили- телем. Спектральный диапазон 2-20 мкм чувствительность не менее 1000 В/Вт).

Датчик синхронизации индуктивного типа с интегральным усилителем устанавливается на картере двигателя.

Сигналом датчика синхронизации запускается разЁертка осциллографа 8. Длительность развертки выбирается такой, чтобы на экране осциллографа просматривались одновременно на одной развертке импульсы цилиндров, как это изображено на фиг.2 (U) на примере двигателя ЯМЗ-236.

Сигнал датчика синхронизации запускает регулируемую задержку (кипп- реле 5), по заднему фронту которой запускается формирователь строб-импульса (кипп-реле 6). Длительность строб-импульса также регулируется, что дает возможность вырезать в 5 исследуемом процессе фазовые участки для одного диагностируемого цилиндра. Строб-импульс приходит на один вход схемы совпадения 7, на второй вход которой приходит сигнал исследуемого процесса с усилителя 2.

Использование первого кипп-реле 5 с регулируемым сигналом и сигнала второго кипп-реле 6, которое запускается задним фронтом первого, позволяет при подаче сигнала второго

3 совпадения реализовать окно

0

0

5

схему которое

вырезает

из исследуемого процесса необходимый участок сигнала. Так как это

фазовый

им

ОСИ путем регулирования длительности первого кипп-реле 5, то можно детально просмотреть только интересующий участок, подавляя все другие сигналы вне этого участка.

Переключатель 7 дает возможность переключения на просмотр и анализ всей последовательности импульсов от всех цилиндров, либо для контроля амплитуды или фазовых характеристик импульса одного цилиндра.

Оценка технического состояния осуществляется следующим образом.

Установив у выхлопной трубы двига- теля приемник инфракрасного излучения 1 и переключив к объекту датчик 4 синхронизации, измеряют амплитуду Л и фазовые сигналы Y , Vj , , f на экране осциллографа по всем цилиндрам. Сравнивают полученные результаты измерений между отдельными цилиндрами с нормативами и ставят заключение о характере и месте неисправности. Нормативы по диагностичеким амплитудно-фазовым параметрам инфракрасного излучения отработавши газов устанавливаются на основании статистического анализа по выборке конкретных типов автомобилей для диагностических сигналов А, V, , , i , V/) . Интегральная мощность И К-излу- чения зависит от концентрации сажи (абсолютно черное тело) в отработавшем газе и ее температуры. Этот параметр в значительной степени зависит от угла опережения впрыска топлива в цилиндр и имеет линейную отрицательную зависимость. На режиме холостого хода происходит постоянное по мере опережения угла, снижение дымности отработавших газов, достигающее 200%.

Т аким образом, оценивается правильность регулировки углов опережения впрыска по всем цилиндрам. В случае значительного отклонения амплитуды и длительности сигналов отдельных цилиндров от установленных нормативов необходимо производить углубленное диагностирование более точными методами (например, для дизельного двигателя диагностировать в первую очередь топливную аппаратуру по амплитудно-фазовым параметрам давления топлива в нагнетательной магистрали) .

Нормативы для измеряемых параметров устанавливаются путем статических наблюдений над выборкой автомобилей (достаточно 30 автомобилей) по известной методике.

Так как оценка технического состояния двигателя осуществляется косвенным путем, то оценку измеряемых параметров удобнее производить в условных единицах. В данном случае в делениях шкалы экрана осциллографа. Среднестатистическое значение амплитуды А выбрано 40 мм. Перед каждым измерением осциллограф калибруется. Калибровка самого пирометрического датчика производится от имитатора абсолютно черного тела, нагретого до . На основании статистически наблюдений установлено, что по упомянутой методике, нижнее нормативное значение А равно 30 мм, а верхнее 0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

50 мм. Выход за указанные границы считается неисправностью и требует дальнейшей локализации ее места уг- лyблeннымIi методами.

Последовательность диагностирования следующая.

Устанавливают датчики синхронизации у штуцера форсунки 1 у первой секции топливоподачи и пирометрический у выхлопной трубы автомобиля на расстоянии 50 мм.

Настраивают развертку осциллографа так, чтобы на экране оказалось количество сигналов, равное количеству цилиндров двигателя, как, например, на фиг.2(112) для двигателя ЯМЗ-236.

Измеряют амплитуды сигналов на экране осциллографа и сравнивают с нормативами, установленными экспериментальным путем для данного типа двигателя и используемого диагностического оборудования (типа осциллографа, усилителя, элементной базы, способа тарировки).

Заносят измеренные значения амплитудно-фазовых параметров каждого цилиндра в тестовую таблицу, проставляя (+), если значение параметра выше нормативного. О-в пределах нормы, (-) - ниже нормативного и по тестовой таблице определяют характер и место неисправности.

В тестовой таблице приводятся данные, составленные на основе статистических наблюдений.

Формула изобретения

Устройство для оценки технического состояния двигателя внутреннего сгорания, содержащее измеритель параметра отработавших газов, выполненный в виде измерителя температуры, усилитель и регистратор, выполненный в виде осциллографа со ждущей разверткой и входом вертикального отклонения, связанные последовательно, отличающееся тем, что, с целью повышения информативности, в него введены схема совпадения с первым и вторым входами и выходом, датчик синхронизации, первое и второе кипп-реле и переключатель с первой и второй контактными группами, измеритель те пературы выполнен в виде преобразователя инфракрасного излучения в диапазоне 2...20 мкм в электрический сигнал, схема совпадения

включена в связь усилителя с осциллографом, причем выход усилителя подключен к первому входу схемы совпадения и через вторую контактную группу переключателя - к входу вертикального отклонения осциллографа, выход схемы совпадения подключен к другому контакту второй контактной группы, датUif

и.

Редактор С. Патрушева

Составитель Н, Игнатович

Техред М.ДкцыкКорректор С. Черни

Заказ Д801/42Тираж 776 . Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

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

- - - - -- - - -.-- - -.. - i- - -. - --. - - - - - - - -.- - - - i--. -

Прои-зводственяо-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

чик синхронизации соединен с перным кипп-реле и через первую контактную группу - со ждущей разверткой осцил лографа, первое кипп-реле соединенс) через второе кипп-реле с вторым входом схемы совпадения и другим конта) том первой контактной группы перекл чателя.

(f

фиг 2

Изобретение относится к области двигателестроения и позволяет повысить глубину и достоверность диагноза. В устр-ве значение текущей т-ры отработавших газов измеряется пирометром 1 и регистрируется осциллографом 8 в определенные периоды времени. Эти периоды соответствуют работе данного цилиндра. Регистрация осуществляется с помощью кипп-реле 5 и 6 и переключателя 7. 2 ил., 1 табл. Фиг. 1