Способ оценки технического состояния вертикальной передачи двухвального двигателя внутреннего сгорания и устройство для его осуществления Советский патент 1988 года по МПК G01M15/00 

-4

а

ФигЪ

Изобретение относится к эксплуатации и может быть использовано для диагностирования вертикальной передачи двухвальных двигателей внутреннего сгорания.

Цель изобретения - уменьшение трудоемкости оценки состояния вертикальной передачи.

На фиг,1 и 2 показаны угловые положения кривошипов при положении нижнего поршня в в,м,т, соответственно при работе двигателя на режимах холостого хода и номинальной мощнос- ти| на фиг.З - устройство для осущес- твления способа; на фиг,4 - графики зависимостей регистрируемых параметров; на фиг.З - схема выбора зазоров в вертикальной передаче.

Устройство состоит из датчика 1 давления, установленного на индикаторном кране выбранного цилиндра, выход которого через первый электронный ключ 2 соединен с входом дифференциатора 3, и компаратора 4. Выход компаратора 4 связан с управлением второго электронного ключа 5, Датчик 6 числа угловых интервалов одинаково протяженности связан через второй и третий электронные ключи 5 и 7 с регистратором 8 числа угловых интервалов,- Датчик 9 угловых положений связан с регистратором 10 числа циклов и с входами управления электронными ключами 5 и 7.

Отметчики угловых интервалов одина КОБОЙ протяженности, например протяженностью 0,1 , устанавливаются на одинаковом расстоянии друг от друга на любой вращающейся детали, жестко связанной с одним из валов двигателя; преимзтцественно с нижним. Конструктивно отметчики угловых интервалов одинаковой угловой протяженности могут быть выполнены из поло- сок светоотражающего материала, равномерно укрепленных по образующей, причем первый отметчик (первая полоска) укреплена за несколько угловых градусов до БМТ. например за 10 , Датчик 6 числа угловых интервалов может представлять комбинацию осветитель-фотодиод. Датчик 6 неподвижно укрепляется на невращающейся детали двигателя в плоскости враще- ния отметчиков. При угловом положении нижнего поршня не доходя 10 до ВМТ датчик 6 находится напротив первого отметчика угловых интервалов

(напротив первой полоски). При вращении вала вырабатываемые датчиком 6 импульсы, число которых прямо пропорционально-количеству прошедших мимо датчика 6 отметчиков угловых интервалов, поступают на регистратор 8 только при открытых злек- тронных ключах 5 и 7,

Отметчик датчика 9 угловых положений также закреплен на вращающейся детали, жестко связанной с валом двигателя, но уже в другой плоскости перпендикулярной оси вращения вала. Конструктивно отметчик может быть выполнен из полосы светоотражающего материала угловой протяженностью более 10°, Начало отметчика может составлять 11° до момента прихода поршня н ижнего вала ВМТ, Датчик 9 также может представлять комбинацию осветитель-фотодиод. Датчик 9 неподвижно укреплен на невращающейся детали двигателя в плоскости вращения отметчика. При угловом положении начала полосы отметчика 11 или более до ВМТ датчик 9 находится напротив начала полосы отметчика. При вращении вала двигателя датчик 9 вырабатьшает один сигнал за каждый оборот вала и эти сигналы суммируются р егистрато ром 10, Выход датчика 9 связан с- управляющими входами ключей 4 и 7, Эти ключи открыты только в том случае, когда датчик 9 вырабатывает электрический сигнал.

Датчик ,1 давления через электронный управляемый ключ 2 связан с дифференциатором 3, на выходе которого появляется сигнал, пропорциональный первой производной от давления газа в цилиндре, В момент достижения максимума давления в цилиндре эта производная равна нулю. С дифференциатором 3 связан компаратор 4, срабатывающий по нулю сигнала, пропорционального первой производной от давления газа в цилиндре,Выход компара тора 4 связан с управляющим входом электронного ключа 5. В момент достижения первой производной давления газа нуля электронный ключ 5 закрывается.

Способ осуществляется следующи;- образом.

При работе двигателя на соотве г- ствующем режиме холостого хода и отключенной подаче топлива в выбран ньй цилиндр за каждый оборот вала

10

15

20

регистратора 10 от датчика У поступает один сигнал. Начало возникновения сигнала соответствует углу , а конец - углу Ы, как это показано на фиг.4 (позиция 9). В момент выработки датчиком 9 электрического сигнала открываются электронные ключи 2 и 7, причем открыты они будут до тех пор, пока не исчезнет вырабатываемый датчиком 9 сигнал. При подходе первого отметчика угловых интервалов к датчику 6 он начинает вырабатывать электрические сигналы, число которых равно числу отметчиков угловых интервалов (позиция 6 на фиг,4), При открытых электронных ключах 7 и 5 эти сигналы поступают на регистратор 8 и суммируются. Датчик 1 давления газа в цилиндре вырабатывает сигнал, пропорциональный давлению газа (позиция 1 фиг.4). Этот сигнал усиливается (усилитель не показан) и через открытый электронный ключ 2 поступает на 25

вход дифференциатора 3, где дифференцируется (позиция 3, фиг.4).

В верхней объемной мертвой точке (ВОМТ) давление в цилиндре при отключенной подаче топлива максимально, поэтому производная давления в этот момент равна нулю. Компаратор 4 срабатывает по нулю сигнала, пропорционального производной давления, и закрывает электронный ключ 5. При закрытии ключа 5 прекращается подача, импульсов на счетчик 8. При следующем обороте вала (рассматривается двухтактный двигатель) на счетчик 10 опять поступает один импульс, а на счетчик 8 - ряд импульсов. Эти импульсы суммируются на каждом счетчике. При установившемся режиме работы двигателя достаточно производить из30

35

40

0

5

0

5

0

5

0

хода и номинальной мощности находится-; частное от деления показаний счетчика 8 на показания счетчика 10. Это частное от деления представляет из себя усредненное число импульсов, выработанных датчиком 6 на угловом участке от места установки первого отметчика угловых интервалов до места установки одного из последующих отметчиков при достижении в цилиндре максимального давления, т.е. при положении поршней в ВОМТ. Так как отметчики расположены заранее на определенном угловом расстоянии друг от друга (например 0,2°), то произведение этого углового расстояния на усредненное число импульсов представляет из себя угол поворота кривошипа нижнего вала от фиксированной и точно известной угловой отметки до ВОМТ. Аналогично находится угол поворота кривошипа нижнего вала от фиксированной угловой отметки до ВОМТ на номинальном или близком к нему режиме. Разность этих углов поворота характеризует техническое состояние вертикальной передачи.

Формула изобретения

1. Способ оценки технического состояния вертикальной передачи двухвального двигателя внутреннего сгорания, снабженного индикаторными кранами цилиндров, заключаюпщйся в том, что на режимах холостого хода и номинальной нагрузки регистрируют угловое положение нижнего коленчатого вала, отличающийся тем, что, с целью уменьщения трудоемкости, дополнительно отключают подачу топлива в один из цилиндров, на его индикаторный кран устанавлп

Изобретение позволяет уменьшить трудоемкость оценки состояния вертикальной передачи. Устр-во состоит из датчика 1 давления, электронного ключа 2, дифференциатора 3, компаратора 4, электронных ключей 5 и 7, датчика 6 интервалов одинаковой протяженности, регистратора 8 числа угловых интервалов, датчика 9 угловых положений и регистратора 10 числа циклов. Отметчики угловых интервалов одинаковой протяженности устанавливаются на одинаковом расстоянии друг от друга на любой вращающейся детали, жестко связанной с одним из валов двигателя. На режимах х.х и номинальной нагрузки регистрируют угловое положение нижнего коленчатого вала. В один из цилиндров отключают подачу топлива. На режимах х.х. и номинальном включают датчики 1,6 i 9. За 10-20 последовательных циклов регистрируют показания регистраторов 8 и 10. Затем для обоих режимов . находят частное от деления показаний регистратора 8 на показания регистратора 10. Состояние вертикальной передачи оценивают по разности угловых положений нижнего коленчатого вала, соответствующих максимуму давления газа в цилиндре на режимах х.х,и номинальной нагрузки. 2 с.п. ф-ль:, , 5 ил. ю , iS

мерения в 10-20 последовательных цик- 45 ° датчик давления, регистрируют

fi ах.

Показания счетчиков 8 и 10 записываются и двигатель нагружается до номинальной или близкой к номинальной мощностью при номинальной частоте вращения, такой же, при ко- . 1 ой производились измерения на .г,-, г. т ом ходу. При достижении стационарного режима отключается подача топлива в тот же цилиндр и опять включаются датчики 1,6 и 9. Опять .а 10-20 последовательных циклов регистрируются показания счетчиков 8 и 10. Затем для режима холостого

0

5

максимум давления газа в цилиндре и соответствующее ему угловое положение нижнего коленчатого вала, а состояние вертикальной передачи оценивают по разности угловых положений нижнего коленчатого вала, соответствующих максимуму давления газа в цилиндре на режимах холостого хода и номинальной нагрузки.

отметчик связан с нижним коленчатым валом двигателя, а датчик - с блоком двигателя, отличающееся тем, что, с целью уменьшения трудоемкости, устройство дополнительно содержит последовательно соединенные датчик давления, первый электронный ключ, дифференциатор, компаратор, второй и третий электронные ключи, а также датчик угловых интервалов, регистратор числа угловых интервалов и регистратор циклов, причем

QOi/e.r

датчик угловых интервалов соединен с третьим электронным ключом, регистратор числа угловых интервалов - с вторым электронным ключом, регистратор числа циклов связан датчик угловых положений с третьим электронным-ключом а первый электронный ключ соединен также с датчиком угловых положений и третьим электронным ключом, причем датчик давления установлен на индикаторном кране цилиндра.

Фие. 2

dP Hd

ЛУН

ливот

Фие.

SGffT

ВОМТ

о(зк

Н

BMTH

6LH- 6 5uOi2

н

ВМГН ВОПТ BtlTB 0us. 5

в о fir

в НТВ of, г/7./7./г. .

d,p.n,K.8