Способ оценки неравномерности работы двигателя внутреннего сгорания и устройство для его осуществления Советский патент 1991 года по МПК G01M15/00 

1

(21)4471154/06

(22)04.08.88,

(46) 23.02.91. Бюл. Р 7

(71)Сибирский научно-исследовательский институт механизации и электрификации сельского хозяйства

(72)И.П.Добролюбов, В.М.Лившиц, С.В.Самойлов, В.Е.Деречук

и А.Р.Голштейн

(53)621.231-001.6(088.8)

(56)Патент США N 3972230, кл. G 01 М 15/00, 1982.

(54)СПОСОБ ОПЕНКИ НЕРАВНОМЕРНОСТИ РАБОТЫ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

(57)Изобретение относится к прибоугол поворота коленчатого цикл работы двигателя, Cf4B редования вспышек между со

ростроению и может использоваться для

Г-

определения неравномерности работы цилиндров двигателя внутреннего сгорания ДВС в условиях эксплуатации. 11ель - упрощение и повышение точности определения неравномерности многоцилиндровых ДВС в условиях эксплуатации. В стационарном режиме работы двигателя без нагрузки устанавливают фиксированную, например, номинальную, частоту вращения, выделяют из сигнала ускорения коленчатого вала гармонику, совпадающую с частотой цикла работы двигателя, ч гармонические

составляющие

f - f

rAeCfui

угол поворота коленчатого вала за цикл работы двигателя, Cf4B Угол че редования вспышек между соседними

о SS

00

s ее со vj

si

группами из двух и более цилиндров, при этом число таких групп в цикле работы двигателя четное, fj, - частота цикла работы ДВС, k - номер гармо- ,. нической составляющей. Кроме того, выделяют составляющую, совпадающую с четвертой гармоникой частоты вращения коленчатого вала, и находят отношение амплитуд выделенных гармоник Q к амплитуде четвертой гармоники. Затем двигатель нагружают и на той же частоте вращения вновь измеряют амплитуды указанных гармоник и находят их

Изобретение относится к приборостроению и может быть использовано для оценки неравномерности работы двигателей внутреннего сгорания при их диагностировании.

Цель изобретения - повышение точности оценки.

На чертеже представлена блок-схема устройства для осуществления способа.

Устройство содержит соединенные последовательно датчик 1 меток углового положения коленчатого вала, преобразователь 2 частоты следования импульсов в напряжение, дифференциатор 3 и блок 4 перестраиваемых полосовых фильтров, блок 5 выпрямителей, блок 6 аналоговых делителей, блок 7 индикаторов, а также измеритель 8 частоты вращения, подключенный к выходу преобразователя 2, Блоки 4-7 состоят из шести одноименных элементов, подсоединенных к выходу дифференциатора 3 параллельно в виде шести последовательных цепей, причем выход выпрямителя 5 первой последо- вааельной цепи подключен к вторым входам аналоговых делителей второй и шестой последовательных цепей с второй по шестую, а второй вход делителя первой последовательной цепи поключен к источнику опорного напряжения.

Датчик 1 меток углового положения выполнен в виде последовательно соединенных индуктивного первичного преобразователя, установленного в кожухе маховика напротив его зубчатого венца, триггера Шмитта, формнотношения с тем, чтобы по разности этих отношений под нагрузкой и на холостом ходу судить о степени неравномерности цилиндров. Устройство для осуществления этого способа содержит измеритель частоты вращения 8. блок 4 перестраиваемых полосовых фильтров, блок 5 выпрямителей-измерителей амплитуд гармоник, блок 6 аналоговых делителей, источник опорного напряжения и блок 7 индикаторов, 2 с.п.ф-лы, . 1 ил.

5

0

5

0

5

0

5

рующего из двухполярного сигнала первичного преобразователя однополярный прямоугольный импульс, и ждущего мультивибратора, генерирующего прямоугольные импульсы стандартной длительности и амплитуды. Преобразователь 2 частоты следования импульсов в напряжение может быть выполнен в простейшем случае в виде активного фильтра низких частот, полоса пропускания которого должна быть шире, чем четвертая гармоника частоты вращения. Дифференциатор 3 выполнен на микросхеме операционного усилителя. Перестраиваемые полосовые фильтры блока 4 могут быть выполнены в виде узко- полосных RC-фильтров, центральная частота которых может изменяться вручную путем переключения RC-цепо- чек или автоматически с помощью напряжения, поступающего с измерителя частоты вращения, С помощью этого напряжения может осуществляться изменение одного из резисторов НС- фильтра. В качестве активного сопротивления при этом используется сопротивление канала полевого транзистора. Выпрямители блока 5 средке- выпрямленного значения сигнала также могут быть выполнены на микросхеме операционного усилителя. Делители блока 6 могут быть выполнены на микросхеме аналогового перемножите- ля 525 ПС 1 или 525 ПС 2 в режиме деления. Индикаторами блока 7 могут быть гальванометры (вольтметры). Измеритель 8 частоты вращения содержит активный фильтр низких частот с узкой полосой пропускания для выделения постоянной составляющей скг

5-1

нала и последовательно соединенный с ним гальванометр (вольтметр).

Способ осуществляют следующим образом.

Сигнал с датчика 1 меток углового положения подается на преобразователь 2, где частота следования импульсов прямоугольной формы преобразуется в напряжение. Напряжение изменяющейся амплитуды с преобразователя 2 поступает на измеритель 8 частоты вращения, где выделяется постоянная составляющая сигнала и одновременно поступает на дифференциатор 3, с входа которого сигнал, пропорциональный мгновенным значениям ускорения вращения коленчатого вала двигателя, подается на входы фильтров блока 4 перестраиваемых полосовых фильтров (фильтр первой цепи настраивается на частоту, кратную четвертой гармонике частоты вращения остальные фильтры при испытании четырехтактного ДВС настроены на часто ты: фильтр второй цепи - на кратную 0,5 гармонике частоты вращения, филь третьей цепи - кратной 1 гармонике частоты вращения, фильтр четвертой цепи - кратную 1,5 гармонике частоты вращения, фильтр пятой цепи - кратную 2 и фильтр шестой цепи - кратную 3 гармонике частоты вращения вала двигателя). Далее в каждом канале измерения сигналы, пропорциональные соответствующим гармоникам, через выпрямители блока 5 подаются на входы аналогового делителя 6. На один из входов каждого делителя 6 подается сигнал, пропорциональный четвертой гармонике иастоты вращения, а на второй вход каждого делителя блока 5, кроме первой цепи, подается сигнал с соответствующих выходов выпрямителей 5, на второй вход делителя первой цепи подается напряжение с источника опорного напряжения, соответствующего нормированному для контролируемой марки делителя значению (и отражающему среднюю мощность двигателя, т.е. без учета неравномерности работы цилиндров), с делителя 7 сигналы, пропорциональные отношениям соответствующих гармоник к четвертой гармонике частоты вращения коленчатого вала (k 0(Ј

Eos/E r ki Јt/6V 5s- / 4

ktf 82/Ј k2 k3 Cyi Ј4) поступают на индикаторы 7.

0

5

0

7

5

0

5

0

5

0

5

776

Амплитуда каждого из этих сигналов характеризует степень неравномерности работы цилиндров конкретного

типа двигателя. 1

Перед измерениями настраивают фильтры блока 4 на соответствующие частоты (при ручной перестройке). С источника опорного напряжения (не показан) подают на второй вход делителя первой цепи напряжение, соответствующее нормированному (эталонному) значению составляющей ускорения, кратной четвертой гармонике частоты вращения для контролируемой марки двигателя.

На холостой ходу (без нагрузки) устанавливают двигателю частоту вращения (например, номинальную), при которой оценивается неравномерность работы цилиндра. Регистрируют значения отношений соответствующих гармоник блоком 7. Затем при номинальной нагрузке устанавливают двигателю ту же частоту вращения (номинальную) и вновь регистрируют значения отношений соответствующих гармоник. Показания индикатора первой цепи характеризуют отличие средней мощное ти двигателя от снятых нормативной (эталонной) , а разность показаний i ндика- торов цепей с второй по шестую, тых под нагрузкой и при холостом ходу двигателя, характеризует неравномерность работы цилиндра.

Формула изобретения

отношения амплитуд измеренных гармоник к амплитуде этой гармоники, после чего двигатель нагружают и осуществляют на номинальной частоте вращения повторные измерения амплитуд гармоник и рассчитывают их отношения, а по разности отношений под нагрузкой и на холостом ходу оценивают неравномерность.

шения точности, устройство дополнительно содержит блок перестраиваемых полосовых фильтров, блок выпрямителей-измерителей амплитуд гармоник, блок аналоговых делителей, источник опорного напряжения и блок индикаторов , причем полосовые фильтры входами соединены с дифференциатором, а их выходы через соответствующие выпрямители-измерители амплитуды соединены с первыми входами соответствующих аналоговых делителей, выходы которых соединены с индикаторами, а второй вход делителя канала измерения четвертой гармоники соединен с источником опорного напряжения, а вторые входы остальных делителей соединены с выходом измерителя четвертой гагмоники.