Устройство для диагностики дизеля Советский патент 1988 года по МПК G01M15/00 

ел

V{Mf

п

4

00 Од

14

элемента 4 связан с установочным входом распределительного блока 5 и первым неподвижным койтактом (НК) переключателя (П) 26. Датчик 6 углового положения коленчатого вала двигателя через формирователь 7 подключен к входу умножителя 8 частоты и к сигнальному . входу бпока 5. Выход умножителя 8 подключен к S-входу RS-триг- гера 9 и первым входам элементов И -10 и 11, вход RS-триггера 9 подключен к выходу генератора 12 импульсов, а выход - к входу активного фильтра 13 импульсов. Выходы блока 5 подключены к трем другим НК П 26 и четырем НК П 27, подвижные контакты к-рых связаны с R-входом RS-триггера 25 и с установочными входами счетчиков 28, 29, Выходы датчиков 17 - 20, установленных на форсунках цилиндров, подключены к НК П 21, подвижный контакт

7

к-рого связан с входом избирательного усилителя (У) 22. Выход У 22 подключен к сигнальному входу порогового элемента 23 и через делитель 24 напряжения к дополнительному входу элемента 23, выход к-рого подключен к второму входу элемента И 10 и к S- входу RS-триггера 25. Выход RS-триггера 25 подключен к второму входу элемента И 11, выход к-рого подключен к счетчику 29. Активный фильтр 13 содержит последовательно вклю ченные интегрирующие У 14, 15 и 16. Первый вход У 14 совмещен с входом фильтра 13, второй вход связан с выходом У 16, а выход У 15 совмещен с первым выходом фильтра 13 и подключен к третьему входу У 14. Выход последнего совмещен с вторым выходом фильтра 13 и связан с четйертьпи входом У 14. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение может быть использовано при диагностике дизелей и позволяет расширить функциональные возможности устр-ва. Отметчик 1 положения верхней мертвой точки поршня двигателя, формирователь 2 импульсов,Т-триг- гер 3 и дифференцирующий элемент 4 установлены последовательно и выход

1

Изобретение относится к испытанию двигателей внутреннего сгорания и может быть использовано при диагностике дизелей.

Целью изобретения является расши- рение функциональных возможностей устройства.

На чертеже приведена функциональная схема устройства.

Устройство содержит отметчик 1 по- ложения верхней мертвой точки (в.м.т поршня одного из цилиндров двигателя выход которого через последовательно включенные первый формирователь 2 импульсов, Тттриггер 3, дифференцирую- щий злемент 4, подключен к установочному входу распределительного блока 5, выполненного в виде счетчика и дешифратора. Блок 5 снабжен сигнальным входом и семью выходами. Датчик 6 по- ложения коленчатого вала двигателя подключен через второй формирователь 7 к входу умножителя 8 частоты и сигнальному входу блока 5. Выход умножителя 8 частоты подключен к S-входу первого RS-триггера 9 и первым входам первого 10 и второго 11 элементов И, {1-вход первого RS-триггера 9 подключен к выходу генератора 12 импульсов, а выход триггера 9 связан с входом активного фильтра 13, выполненного в виде последовательно включенных первого 14, второго 15 и третьего 16 интегрирующих усилителей. Причем первый интегрирующий усилитель 14 снабжен четырьмя входами, первый его вход совмещен с входом фильтра 13, второй его вход связан с выходом третьего интегрирующего усилителя 16. Выход второго интегрирующего усилителя 15 совмещен с первым выходом фильтра 13 и подключен к третьему входу интегрирующего усилителя 14, выход последнего совмещен с вторым выходом фильтра 13 и связан с четвертым входом усилителя 14.

Первый 17, второй 18, третий 19 и четвертый 20 датчики установлены на форсунках соответственно первого, второго, третьего и четвертого цилиндров, а выходы датчиков 17-20 йод- ключены к соответствующим неподвижным контактам первого переключателя 2Л, подвижный контакт которого связан с входом избирательного усилителя 22, выход которого подключен к сигнально- .му входу порогового элемента 23, а через делитель 24 напряжения связан

с дополнительным входом порогового элемента 23, выход которого подключен к второму входу первого элемента И 10 и к S-входу второго RS-триггера

26,подвижный контакт которого связан с R-входом второго RS-триггера 25,

а выход последнего подключен к второму входу второго элемента И 11. Четвертый, пятый, шестой и седьмой выходы блока 5 подключены к неподвижным

контактам переключателя 27, подвижный 15 ходе Т-триггера 3 с низкого уровня

контакт которого связан с установочными входами первого 28 и второго 29 счетчиков. Сигнальный вход счетчика 28 связан с выходом первого элемента

И 10, а сигнальный вход счетчика 29 -20 формируется один импульс за два обос выходом второго элемента И 11,

Переключатели 21, 26 и 27 имеют четыре положения. В первом положении подвижный контакт переключателя 21 подключен к выходу датчика 17, подвижный контакт переключателя 26 - к выходу элемента 4, а подвижный контакт переключателя 21 - к четвертому выходу блока 5. Во втором положении подвижньй контак г переключателя 21 подключен к выходу датчика 18, подвижный контакт переключателя 26 - к первому выходу блока 5, а подвижный контакт переключателя 27 - к пятому выходу блока 5. В третьем положении подвижный контакт переключателя 21 подключен к выходу датчика 19, подвижный контакт переключателя 26 - к второму выходу блока 5, а подвижный контакт переключателя 27 - к шестому выходу блока 5. В четвертом положении подвижный контакт переключателя 21 подключен к выходу датчика 2Q, подвижный контакт переключателя 26 - к третьему выходу блока 5, а подвижный контакт переключателя 27 - к седьмому выходу блока 5.

Устройство работает следующим об- - разом.

Перед началом измерений поршень первого цилиндра устанавливается в положение, соответствующее его в.м.т, В этом положении осуществляется сйв- мещение датчика 6 углового положения коленчатого вала с одной из угловых меток на коленчатом валу. Число угловых меток К за оборот вала должно быть кратным числу цилиндров двигатерота вала, а именно в момент времени когда поршень первого цилиндра заходит в в.м.т, в конце такта сжатия.

Импульсы с выхода датчика 6 поло- 25 жения вала, частота следования которых пропорциональна частоте вращения вала двигателя, через формирователь

7поступают на вход умножителя 8 частоты. Изменение временных интервалов

30 между импульсами от формирователя 7 характеризует неравномерность вращения вала двигателя. Импульсная последовательность с выхода формирователя

8поступает на S-вход первого RS25 триггера 9, на R-вход которого поступают импульсы от генератора 12, частота следования которых принимается равной произведению номинальной частоты вращения вала двигателя, числа

40 меток К за оборот вала и коэффициента умножения частоты умножителя 8. Длительность импульсов на выходе RS- триггера 9 пропорциональна углу сдвига фаз между действительным и ожидае45 мым положениями коленчатого вала двигателя.

Импульсная последовательность с выхода RS-триггера 9 подается на активный фильтр 13, состоящий из трех

5Q последовательно включенных интегриру- ющ их операционных усилителей 14 - 16 охваченных обратными связями так, что их результирующая передаточная функция W (Р) соответствует звену

55 третьего порядка вида

.. Р) а ;1 г;-;;т /

ля

п,т.е. , где m - целое

число. Диагностирование двигателя проводят на номинальной частоте вращения „о„.

Датчик 1 вырабатывает импульсы при заходе поршня первого цилиндра в в.м.т. Импульсы от датчика 1 через формирователь 2 поступают на вход Т-триггера 3, причем первый импульс устанавливает на выходе Т-триггера 3 сигнал высокого уровня, а второй импульс от датчика 1 - на выходе Т- триггера 3 сигнал низкого уровня.

В момент изменения сигнала на вына высокий уровень дифференцирующий элемент А формирует импульс, поступающий на установочный вход блока 5. Таким образом на выходе элемента 4

рота вала, а именно в момент времени когда поршень первого цилиндра заходит в в.м.т, в конце такта сжатия.

Импульсы с выхода датчика 6 поло- жения вала, частота следования которых пропорциональна частоте вращения вала двигателя, через формирователь

7поступают на вход умножителя 8 частоты. Изменение временных интервалов

между импульсами от формирователя 7 характеризует неравномерность вращения вала двигателя. Импульсная последовательность с выхода формирователя

8поступает на S-вход первого RSтриггера 9, на R-вход которого поступают импульсы от генератора 12, частота следования которых принимается равной произведению номинальной частоты вращения вала двигателя, числа

меток К за оборот вала и коэффициента умножения частоты умножителя 8. Длительность импульсов на выходе RS- триггера 9 пропорциональна углу сдвига фаз между действительным и ожидаемым положениями коленчатого вала двигателя.

Импульсная последовательность с выхода RS-триггера 9 подается на активный фильтр 13, состоящий из трех

последовательно включенных интегриру- ющ их операционных усилителей 14 - 16, охваченных обратными связями так, что их результирующая передаточная функция W (Р) соответствует звену

третьего порядка вида

. Р) а ;1 г;-;;т /

где К, - коэффициент усиления;

- 5UOA8676

a,b,c.- - коэффициенты при производных; очередной импульс с выхода умножителя

8 частоты поступает через первую схер т- - оператор дифференцирования.

Поскольку звено5 описываемое выражением (1), имеет вполне определенную полосу пропускания, зависящую от выбора коэффициентов а, Ъ, с, его можно рассматривать как активный фильтр. Напряжение на выходе усилителя 16 пропорционально текущему углу сдвига фаз между действительным и ожидаемым положением коленчатого вала. Напряжение на выходе усилителя 15 пропорционально отклонению действительной и расчетной угловых скоростей вращения, а напряжение на выходе усилителя 14 ускорению коленчатого вала дизеля.

Выбор диагностируемого цилиндра осуществляют установкой переключателей 21, 26 и 27 в соответствующее положение. Для диагностирования первого по порядку работы цилиндра переключатели 21, 26 и 27 устанавливают в первое положение.

Во время процесса впрыска топлива в первый цилиндр датчика, 17 вибраций, установленньй на форсунке этого цилиндра вырабатывается электрический сигнал поступающий на вход избирательного усилителя 22..Последний осуществляет усиление вибрационного сигнала и его селекцию в полосе частот, соответствующей максимальной интенсивности колебаний, возникающих при впрыске топлива форсункой. Выходной сигнал .избирательного усилителя 22 поступает на сигнальный вход порогового элемента 23 и вход делителя 2А

му И 10 на сигнальный вход первого счетчика 28. Таким образом, в счетчике 28 записывается число, пропорциональное длительности подачи топлива в первый цилиндр.

Сигнал с выхода порогового элеQ мента 23, поступаю1чий на S-вход второго RS-триггера 25, переводит этот .триггер в единичное состояние и через вторую схему И 11 каждый очередной импульс с выхода умножителя 8 частоты

15 поступает на сигнальный вход второго счетчика 29, записывая в нем число, пропорциональное углу опережения подачи топлива в первый цилиндр. Запись в счетчике 29 прекращается в момент

20 прихода импульса на R-вход второго RS-триггера 25. В первом положении переключателя 21 этот импульс приходит тогда, когда первый поршень заходит в положение в.м.т. в такте сжа25 тия.

Первый 28 и второй 29 счетчики устанавливаются в исходное положение при появлении сигнала на четвертом выходе блока 5, на вход которого

30 поступает импульсная последовательность с выхода второго формирователя 7 импульсов. Сигналы на первом, втором и третьем выходах счетчика с дешифратором появляются тогда, когда

„„ число импульсов, поступаюцих на его вход соответственно равно К/2, К и 3/2 К, где К - число угловых меток датчика 6. Сигналы на четвертом, пятом, шестом и седьмом выходах блока 5

напряжения. Величина коэффициента пе- 40 появляются тогда, когда число импуль- редачи последнего определяется макси- сов, поступающих на его вход соответственно равно к/4, 3/4К, 5/4К и 7/4К. Сигналы на четвертом, пятом, шестом и седьмом выходах блока 5 обеспечива- g ют установку на нуль первого 28 и второго 29 счетчиков.

мальным значением цикловой нестабильности вибрационного сигнала и всегда меньше единицы. Пороговый элемент 23

срабатывает, и на его выходе образуется прямоугольный импульс, передний фронт которого соответствует началу вибрационного сигнала датчика 17 (началу впрыска топлива), а задний - окончанию сигнала (концу впрыска топ- gQ лива)о Сигнал с выхода порогового элемента 23 поступает на второй вход первого элемента И 10 и S-вход второго RS-триггера 25. На первый вход первог-о элемента И 10 поступает импульсная г, последовательность с выхода умножителя 8 частоты. В течение отрезка вре.ме- ни, когда присутствует сигнал на пыходе порогового элемента 23, каждагп

g

му И 10 на сигнальный вход первого счетчика 28. Таким образом, в счетчике 28 записывается число, пропорциональное длительности подачи топлива в первый цилиндр.

Сигнал с выхода порогового элемента 23, поступаю1чий на S-вход второго RS-триггера 25, переводит этот .триггер в единичное состояние и через вторую схему И 11 каждый очередной импульс с выхода умножителя 8 частоты

поступает на сигнальный вход второго счетчика 29, записывая в нем число, пропорциональное углу опережения подачи топлива в первый цилиндр. Запись в счетчике 29 прекращается в момент

0 прихода импульса на R-вход второго RS-триггера 25. В первом положении переключателя 21 этот импульс приходит тогда, когда первый поршень заходит в положение в.м.т. в такте сжа5 тия.

Первый 28 и второй 29 счетчики устанавливаются в исходное положение при появлении сигнала на четвертом выходе блока 5, на вход которого

0 поступает импульсная последовательность с выхода второго формирователя 7 импульсов. Сигналы на первом, втором и третьем выходах счетчика с дешифратором появляются тогда, когда

„ число импульсов, поступаюцих на его вход соответственно равно К/2, К и 3/2 К, где К - число угловых меток датчика 6. Сигналы на четвертом, пятом, шестом и седьмом выходах блока 5

40 появляются тогда, когда число импуль- сов, поступающих на его вход соответgQг,

ственно равно к/4, 3/4К, 5/4К и 7/4К. Сигналы на четвертом, пятом, шестом и седьмом выходах блока 5 обеспечива- g ют установку на нуль первого 28 и второго 29 счетчиков.

Формула изобретения

10

15

избирательный усилитель, пороговый элемент с сигнальным и опорным входами, делитель напряжения и первый RS-триггер, причем выходы датчиков вибраций подключены к неподвижным контактам первого переключателя, подвижный контакт которого подключен к входу избирательного усилителя, выход последнего подключен к входу делителя напряжения и к сигнальному входу порогового элемента, к опорному входу которогоподключен выход делителя напряжения, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, оно дополнительно снабжено датчиком углового положения коленчатого вала, Т-триггером, дифференцирующим элементом, генератором импульсов, умножите- 2о лем частоты, вторым RS-триггером, распределительным блоком, выполненным в виде счетчика и дешифратора и снабженного установочным и сигнальным входами и семью выходами, первым и 25 вторым счетчиками, каждый из которых снабжен сигнальным и установочными входами, первым и вторым элементами И, активным фильтром с двумя выходами и третьим переключателем, снабженным о четырьмя неподвижными и одним подвижным контактами, второй переключатель снабжен четырьмя неподвижными и одним подвижным контактами, причем выход первого формирователя импульсов через

рователь импульсов подключен к вход умножителя частоты и к сигнальному входу распределительного блока, вы умножителя частоты подключен к пер входам первого и второго элементов и к S-входу первого RS-триггера, R вход которого подключен к выходу г ратора импульсов, выход RS-триггер подключен к входу активного фильтр выход порогового элемента подключе к второму входу первого элемента И и к S-входу второго RS-триггера, R вход которого подключен к подвижно контакту второго переключателя, а выход второго RS-триггера подключе к второму входу второго элемента И сигнальные входы первого и второго счетчиков подключены соответственн к выходам первого и второго элемен И, а их установочные входы - к под вижному контакту третьего переключ теля, первый, второй, третий и чет вертый неподвижные контакты которо подключены соответственно к четвер му, пятому, шестому и седьмому вых дам счетчика с дешифратором.

Т-триггер и дифференцирующий элемент мещен с входом фильтра, второй его

подключен к установочному входу распределительного блока и к первому неподвижному контакту второго переключателя, второй, третий и четвертый неподвижные контакты которого подключены соответственно к первому, второму и третьему выходам распределительного блока, датчик угловых положений коленчатого вала через второй форми-

5

о 5 о

рователь импульсов подключен к входу умножителя частоты и к сигнальному входу распределительного блока, выход умножителя частоты подключен к первым входам первого и второго элементов И и к S-входу первого RS-триггера, R- вход которого подключен к выходу генератора импульсов, выход RS-триггера подключен к входу активного фильтра, выход порогового элемента подключен к второму входу первого элемента И и к S-входу второго RS-триггера, R- вход которого подключен к подвижному контакту второго переключателя, а выход второго RS-триггера подключен к второму входу второго элемента И, сигнальные входы первого и второго счетчиков подключены соответственно к выходам первого и второго элементов И, а их установочные входы - к подвижному контакту третьего переключателя, первый, второй, третий и четвертый неподвижные контакты которого подключены соответственно к четвертому, пятому, шестому и седьмому выходам счетчика с дешифратором.

вход связан с.выходом третьего интегрирующего усилителя, выход второго интегрирующего усилителя совмещен с первым выходом фильтра и подключен к третьему входу первого интегрирующего усилителя, а выход последнего совмещен с вторьт выходом активного фильтра и связан с четвертым входом первого интегрирующего усилителя.