1
(21)4499091/06
(22)28.10.88
(46) 23.02.91.ВНШ. 9 7
(71)Куйбышевский институт инженеров железнодорожного транспорта
им.М.Т.Елизарова
(72)Ю.Д.Ермаков и В.П.Криволапов
(53)621.436.001.5(088.8)
(56)Авторское свидетельство СССР № 1029026, кл. G 01 М 15/00, 1983.
Авторское свидетельство СССР № 1255889, кл. G 01 М 15/00, 1985.
(54)СПОСОБ ОЦЕНКИ ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
(57)Изобретение относится к испытаниям двигателей внутреннего сгорания,- в частности к способам и устройствам для оценки технического состояния двигателей. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей способа и устройства, заключающееся в дифференцированном рас- познавании дефектов топливной аппаратуры и цилиндро-поршневой группы дизельных двигателей. Поставленная цель достигается тем, что способ оценки технического состояния двигателя, заключающийся в измерении углового ускорения коленчатого веса в пределах заданного диапазона по углу поворота вала и сравнении измеренного значения с эталонным, -дополнен одновременным измерением угла опережения и продолжительности впрыска топлива, -ч показатель технического состояния двигателя определяется при сравнении:-; совокупности измеренных параметров с эталонными. Устройство, реализующее способ оценки технического состояния двигателя, содержащее датчик 1 положения коленчатого вала, датчик 2 ра- лочего процесса форсунки, усилитель 3, блок 4 индикации, дополнительно снабжено фильтром 5, аналого-фицровым преобразователем 6, программируемым задатчикам 7, генератором 8 опорной частоты, элементом И 9, регистром 10 памяти, блоком 11 обработки информации . 2 с. и 1 з.п.ф-лы, 7 ил.
i
СЛ
з
со ;о
v|
|
30
Изобретение относится к испытаниям двигателей внутреннего сгорания, в частности к способам и устройствам для оценки технического состояния двигателей.
Пель изобретения - повышение точности оденки технического состояния, заключающееся в дифференцированном распознавании дефектов топливной аппаратуры и цилиндро-поршневой группы дизельных двигателей.
На фиг. 1 представлена схема устройства для определения технического состояния двигателей; на фиг. 2 - сигнал с датчика процесса от подъема и посадки иглы форсунки; на фиг.З - импульсы с второго выхода датчика положения; на фиг. А - импульс с первого выхода датчика положения; на фиг. 5 - сигнал с выхода задатчика, разрешающий работу генератора опорной частоты и прохождение импульсов с датчика положения; на фиг. 6 - импульсы записи в регистр, которые поступают с первого выхода аналого- цифрового преобразователя на первый вход регистра (управляющий вход); на фиг. 7 - информация, записываемая в регистр.
Способ осуществляют следующим образом.
При работе дизельного двигателя измеряется угловое ускорение коленчатого вала в период между началом и окончанием впрыска топлива форсункой Вместе с этим измеряются угол опережения и длительность впрыска топлива Совокупность этих параметров принимается в качестве показателя технического состояния двигателя при сравнении их с эталонными значениями. По углу опережения и продолжительности впрыска судят о техническом состоянии топливной аппаратуры, а по форме кривой ускорения - о состоянии цилиндро-поршневой группы, при этом учитывается взаимное влияние указанных параметров.
Устройство для реализации способа содержит датчик 1 углового положения коленчатого вала, датчик 2 рабочего процесса форсунки, усилитель 3, блок 4 индикации, фильтр 5, аналого-цифровой преобразователь 6, программируемый задатчик 7, генератор 8 опорной частоты, элемент И 9, регистр 10 памяти, блок 11 обработки информации ,
Датчик рабочего процесса форсунки через усилитель и фильтр подключен к первому входу аналого-цифрового преобразователя, к второму входу которого через программируемый задатчик и генератор опорной частоты подключены два выхода датчика положения вала. Программируемый задатчик свя- зан также с вторым выходом блока обработки информации. Второй выход датчика углового положения вала и выход задатчика соединены также с входами элемента И, выход которого, s как и выходы аналого-цифрового преобразователя, подключены к входам регистра памяти, расположенного на входе блока обработки информации, связанного с блоком индикации, 0 Устройство работает следующим образом.
Перед диагностированием устанавливают датчик 1 положения на двигатель и жестко связывают его с валом 5 двигателя. Датчик 1 положения преобразует вращательное движение в электрические импульсы, количество которых пропорционально угловом/ перемещению вала. С второго выхода Q датчика 1 положения снимается серия импульсов за один оборот вала, с первого выхода - один импульс за один оборот вала. Предварительно исходя из циклограммы работы двигателя, на , первый вход задатчика 7 с второго выхода бг.ока 11 обработки информации заносятся фазы начала и конца измерения .
После пуска двигателя и вывода Q его на режим сигнал с датчика 2 рабочего процесса форсунки, амплитуду и форму которого необходимо измерять и анализировать для определения начала и конца подачи топлива в ци- 5 линдр двигателя, последовательно
проходит усилитель 3, фильтр 5 -и поступает на первый вход аналого-цифрового преобразователя 6. Аналого- цифровой преобразователь 6 преобра- г, зует входной аналоговый сигнал в цифровой код, пропорциональный амплитуде сигнала от подъема и посадки на седло иглы форсунки. Одновременно импульсы с датчика 1 положения поступают на входы задатчика 7 и первый вход элемента И 9. Импульсом с первого выхода датчика 1 положения задается начало счета задатчику 7, который подсчитывает импульсы, по5
ступающие с второго выхода датчика 1 положения.
Измерение начинается при совпадении числа поступающих импульсов с второго выхода датчика 1 положения на третий вход задатчика 7 и числового кода, соответствующего фазе начала подачи топлива топливным насосом высокого давления, т.е. до начала подъема иглы форсунки и подачи топлива в цилиндр двигателя. В этот момент с выхода задатчика 7 на один из входов элемента И 9 поступает сигнал, разрешающий прохождение импульсов с второго выхода датчика 1 положения на третий вход регистра 10. Этим сигналом задат- чик 7 разрешает работу генератору 8 опорной частоты, который подает импульсы высокой частоты на второй вход аналого-цифрового преобразователя 6 для его запуска.
Частота иппульсов опорного генератора 8, т.е. частота стробирова- ния аналого-цифрового преобразователя 6, выбирается согласно теореме Котельникова
At 1/2 fc,
где it - максимальный интервал между отсчетами, при котором имеется возможность безошибочно восстанавливать дискретизируемую функцию x(t) по дискретным отсчетам,
fc- частота среза, т.е. максимальная частота в спектре входного сигнала.
По окончании каждого преобразования с ,первого выхода аналого-цифрового преобразователя 6 подается сигнал записи на первый вход регистра 10. По фронту этого сигнала происходит запись в регистр 10 с второго и третьего входов. В п разрядов регистра 10 по второму входу записывается код, представляющий числовой эквивалент сигнала с датчика 2 процесса, где п число разрядов аналого-цифрового преобразователя 6. Одновременно в п+1 разряд регистра 10 по третьему входу записывается информация об угловом положении сигнала с датчика 2 процесса, т.е. информация о наличии или отсутствии сигнала с датчика 1 положения
6297786
(фиг.2-7)f где точкой обозначена информация, записанная в п разрядов регистра по второму входу,крестом обозначена информация в п+1 разряде регистра 10, записанная по третьему входу регистра, т.е. наличие логической единицы. Ввиду наличия неравномерности вращения вала даже внутри одного оборота период импульсов различен.
Таким образом информация о процессе с датчика 2 процесса привязыва- II
10
15
20
ется к фазе положения вала, а так как стробирование аналого-цифрового преобразователя 6 производится постоянной частотой генератора 8 опорной частоты, то осуществляется также и временная привязка информации с датчика 2 процесса.
Следовательно, информация о процессе с выхода регистра 10 поступает на вход блока 11 обработки информации, привязанной к фазе вала двигателя. Блок 11 обработки информации
25 считывает эту информацию и хранит до конца измерения.
Измерение заканчивается при совпадении количества импульсов, поступающих на третий вход задатчика 7, и
30 числового кода, соответствующего фазе успокоения процесса от посадки иглы форсунки на седло.
По окончании измерения блок 11 обработки информации анализирует полуэс ченную информацию, вычисляет угол .опережения и продолжительность впрыска, угловое ускорение коленчатого вала на угловом интервале от впрыска до окончания-, сравнивает с эталонными и выводит результаты пиаг- ностики на блок 4 индикации. Предлагаемый способ оценки технического состояния двигателя внутреннего сгорания и устройство для его осуществления позволяет применять его для дизельных двигателей с различным положением кривошипов, коленчатого вапа, а также дифференцировать дефекты топливной аппаратуры и цилиндро-поршне- вой группы, что невозможно было осуществить, используя только угловые ускорения коленчатого вала.
40
45
50
Формула изобретения
1. Способ оценки технического состояния двигателя внутреннего сгорания, заключающийся в измерении углового ускорения коленчатого вала в пределах заданного диапазона по углу поворота кала в конус такта сжатия - начале такта расширения и сравнении измеренного значения с эталонным, отличающийся тем, что, с целью повышения точности оценки технического состояния, угловое ускорение измеряется в диапазоне угла поворота вала от начала до окончания впрыска, одновременно с этим дополнительно измеряются угол опережения и продолжительного впрыска топлива, а показатель технического состояния двигателя определяется при сравнении совокупности измеренных параметров с эталонными.
2. Устройство для оценки технического состояния двигателя внутреннег сгорания, содержащее датчик положения коленчатого вала с двумя выходами, последовательно соединяемые датчик рабочего процесса форсунки и усилитель, блок индикации, отличающееся тем, что, с целью повышения точности оценки технического состояния, оно дополнительно содержит фильтр, аналого-цифровой преобразователь с. двумя входами и двумя выходами, программируемый зл- датчик с тремя входами и одним выходом, генератор опорной частоты,
о6297788
элемент И, регистр памяти с тремя входами и одним выходом, блок обработки информации с одним входом и двумя выходами, причем выход усили- теля через фильтр соединен с первым входом аналого-цифрового преобразователя, второй вход которого через генератор опорной частоты связан с выхоJQ дом программируемого задатчика, к первому входу задатчика подключен второй выход блока обработки информации, второй и третий входы задатчика соединены соответственно с пер)5 вым и вторым выходами датчика рабочего процесса форсунки, выход задатчика подключен также к одному из входов элемента И, к другому входу элемента И подключен второй выход
20 датчика рабочего процесса, выход элемента И связан с третьим входом регистра памяти, первые два входа которого соединены с выходами аналого- цифрового преобразователя, выход ре25 гистра памяти подключен к первому входу блока обработки информации, а его выход соединен с входом блока индикации.
3. Устройство по п. 2, о т л и 30 чающееся тем, что в качестве блока обработки информации используется 3RN,
Фиг. 2
