Способ оценки технического состояния системы автоматического регулирования скорости двигателя внутреннего сгорания Советский патент 1987 года по МПК G01M15/00 

1

Изобретение относится к технике диагностирования механизмов машин и мВжет быть использовано при оценке технического состояния системы автоматического регулирования скорости (САРС) коленчатого вала двигателя внутреннего сгорания (ДВС).

Цель изобретения - повышение точности, эффективности и снижение трудоемкости диагностирования САРС.

Поставленная цель достигается получением от датчиков, работаюдщх по заданному гармоническому режиму двн гат&ля, двух взаимно связанных сигналов на входе в тракт системы и выходе, преобразованием непрерывных сигналов в дискретные по времени, обработкой их методом спектрально1355892 Rn,

h ( o)Rh Пд(--Г)-1

I а JuN;

+ j(t+ o),

(1

10

из которого определяют квадратурный спектр

т

Qn.h

О

,2j Кп h ( c)-Rh п (Г)| sin 21

о7 гг 3

ft

15

где f - заданная частота колебаний Пл ,

и синфазный спектр)

т

(f)2 ,,(t)+Rhpn(t) cos

(3

Gn h () h (f)+Q2n hp(f). ff f г I

25

Зная модуль, определяют аргумент ФЧХ rQnghp(f) и выделяют величину смещения фаз между входным в тракте системы и выходным сигналами:

30

Qn hp(f)arctglQn hp(f)/Cn Ь (f).

01L (J г 3 Г - Затем определяют модуль ), корреляционного анализа и построением 2о который связан с синфазным и квад- фазочастотного спектра (ФЧХ). Сравне- ратурным спектрами зависимостью

нием текущего и критически допусти-,

мого значений ФЧХ определяется o6jnee время запаздывания регулиру ощего сигнала. Анализ этих данных позволяет определить техническое состояние и остаточный ресурс САРС двигателя.

На чертеже представлена схема устройства, реализующего предлагаемый способ.

Устройство содержит датчик 1 дискретных сигналов частоты вращения вала двигателя, датчик 2 перемещения рейки топливного насоса высокого давления (ТИВД), блоки 3 и 4 нормирующих устройств, аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 5, микроЭВМ 6 и индикатор 7.

Датчик 1 через блок 3 соединен с микроэвм 6, к которой также подключены последовательно соединенные АЦП 5, блок 4 и датчик 2, а выход микроэвм подключен к индикатору 7.

Алгорр1тм обработки сигналов получают следуюрщм образом.

Пусть п,., Пл., Пл.. .... п

Время запаздывания регулирующего импульса определяют из выражения

35

°cijMM

hp(f)/2

40

45

10,5 2 Э S

дискретные значения частоты вращения вала двигателя, полученные от датчика 1, Пр , Пр. , Пр, , ... , п р - дискретные значения перемещения рейки ТНБД, полученные от датчика 2 в те же промежутки времени, что и значения перемещений рейки топливного насоса.

где К - размерный коэффициент приве дения.

Измерение осуществляют следующим образом.

Двигателю задают переменные режи работы с различной частотой вращени вала. Сигналы от датчика 1 частоты вращения вала двигателя поступают в блок 3 нормирующего устройства и в запоминающее устройство микроЭВМ 6. Сигнал от датчика 2 переме1цения рей ки ТНВД поступает в блок. 4 нормирую

50 щего устройства, затем в АЦП 5 и в запоминающее устройство мнкроЭВМ 6. Цри достаточной - реализации двух вза имно связанных процессов hg, - Пд производят математические операции на

Затем определяют текущие значения 1 находят вза1;гмную корреляционную функцию. Ее действительную часть Rn.jhpC o) и мнимую часть Rhpn,j(C) определяют из выражения

1355892 Rn,

h ( o)Rh Пд(--Г)-1

I а JuN;

+ j(t+ o),

(1)

из которого определяют квадратурный спектр

т

Qn.h

О

,2j Кп h ( c)-Rh п (Г)| sin 21

о7 гг 3

ftd-;

(2)

где f - заданная частота колебаний Пл ,

и синфазный спектр)

т

(f)2 ,,(t)+Rhpn(t) cos ,

(3)

Gn h () h (f)+Q2n hp(f). ff f г I

(4)

Зная модуль, определяют аргумент ФЧХ rQnghp(f) и выделяют величину смещения фаз между входным в тракте системы и выходным сигналами:

30

Qn hp(f)arctglQn hp(f)/Cn Ь (f).

01L (J г 3 Г - (5)

Время запаздывания регулирующего импульса определяют из выражения

°cijMM

hp(f)/2

Ф

(6)

где К - размерный коэффициент приведения.

Измерение осуществляют следующим образом.

Двигателю задают переменные режимы работы с различной частотой вращения вала. Сигналы от датчика 1 частоты вращения вала двигателя поступают в блок 3 нормирующего устройства и в запоминающее устройство микроЭВМ 6. Сигнал от датчика 2 переме1цения рейки ТНВД поступает в блок. 4 нормирующего устройства, затем в АЦП 5 и в запоминающее устройство мнкроЭВМ 6. Цри достаточной - реализации двух взаимно связанных процессов hg, - Пд производят математические операции на

функциональных блоках микроэвм согласно выражениям (1)-(6).

Вычисленные точки ФЧХ в диапазоне заданных частот высвечиваются на ин

дикаторе 7 в координатах б - f, т.е в координатах время запаздывания регулирующего импульса - заданная частота колебаний. Сравнивают, действительную ФЧХ с ФЧХ, построенной по точкам критических допустимых значений запаздывания САРС двигателя. По результатам анализа определяют время запаздывания регулирующего сигнала в сопряжениях тракта CAPG двигателя, сравнивают с допустимым и делают заключение о техническом состоянии САРС и ее остаточном ресурсе.

Способ прост, при диагностировании не требует снятия двигателя с мобильного средства и его разборки, позволяет снизить трудоемкость диагностики две и своевременно определит суммарное время запаздывания регулирующего импульса в сопряжениях тракт

п„-Ьр и состояние упругих элементов по совокупному обобщенному параметру времени запаздывания регулирующего сигнала во всем диапазоне рабочих частот.

В свою очередь, своевременное определение технического состояния САРС две дает возможность снизить время простоя двигателя в ремонте, уменьшить удельный расход топлива, снизить уровень токсичности отработавших газов и повысить надежность работы двигателя.

Редактор А Огар Заказ 5787/38

Составитель В. Горбунов

Техред А.Кравчук Корректор О. Кравцова

Тираж 776Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Формула изобретения

Способ оценки технического состояния системы автоматического регулирования скорости двигателя внутреннего сгорания, заключающийся в том, что двигателю устанавливают заданный скоростной режим и определяют вели0 чину зазоров в подвижных сопряжениях по отклонению амплитудно-фазовых параметров, характеризующих работу .подвижных сопряжений, причем заданный скоростной режим изменяют по

5 гармоническому закону и устанавливают его при достижении максимального давления в системе смазки двигателя, а в качестве амплитудно-фазовых параметров используют колебания меха0 нических потерь .в подвижных соединениях .системы и колебания потока масла в магистрали системы смазки двигателя, отличающийся тем, что, с целью повышения точности

5 диагностированияр получают дискретные входной и выходной сигналы сис- с темы, регистрирз Т 1Т их в объеме достаточной выборки, производят обработку сигналов корреляционно-спектральным

0 методом, строят фазочастотную характеристику, определяют время запаздывания регулирующего сигнала и по времени запаздьшания сигнала судят о техническом состоянии системы двигателей.

Изобретение позволяет повысить точность, эффективность и снизить тру- доемкость диагностирования системы автоматического регулирования скорости. Двигателю задаются переменные режимы работы с различной частотой вращения вала. Датчик 1 д cкpeтныx сигналов часто.ты вращения вала через блок 3 нормирую- . щих устройств соединен с микроЭВМ 6, к которой также подключены последовательно соединенные аналого-цифровой преобразователь 5, блок 4 нормирующих устройств и датчик 2 перемещения рейки топливного насоса высокого давления. Выход микроэвм подключен к индикатору 7. При диагностировании получают дискретные входной и выходной сигналы системы, регистрируют их в объеме достаточной выборки, производят обработку сигналов корреляционно-спектральным методом, строят фазочастотную характеристику. Из результатов анализа определяется время запаздьюания регулирующего сигнала в сопряжениях тракта системы двигателя, сравнивается с допустимым и делается заключение о техническом состоянии системы и ее остаточном ресурсе. 1 Ил. с а сл