Устройство для оценки технического состояния двигателя внутреннего сгорания Советский патент 1991 года по МПК G01M15/00 

Ё

Изобретение может быть использовано для диагностики двигателей внутреннего сгорания. Цель изобретения - повышение точности и производительности диагностики - достигается за счет введения цифровых элементов для обработки информации о температуре масла двигателя, которая является существенным параметром при оценивании технического состояния ДВС. Устройство содержит чувствительный элемент 3, цифровой термометр 17, ПЗУ 18, элемент индикации 21. 2 ил.

О

о со

4 V4 00

Изобретение относится к машиностроению, в частности к двигателестроению, и может быть использовано при испытании двигателей внутреннего сгорания (Д В С) для оценки их технического состояния.

Целью изобретения является повышение точности и производительности оценки технического состояния ДВС.

На фиг.1 изображена блок-схема устройства для оценки технического состояния ДВС; на фиг.2 - зависимость изменения частоты вращения вала двигателя от времени в режиме выбега двигателя при различных значениях температуры масла.

Устройство содержит датчик 1 частоты вращения, формирователь 2 прямоугольных импульсов, чувствительный элемент 3, первую, вторую и третью схемы 4-6 И, генератор 7 временных интервалов, схему 8 И-НЕ, первый, второй и третий счетчики 9-11, триггер 12, кнопку 13, реле 14, электромагнит 15, датчик 16 температуры масла, цифровой термометр 17, постоянное запоминающее устройство (ПЗУ) 18, сумматор 19,схему 20 сравнения,элемент 21 индикации и одновибратор 22.

Датчик 1 частоты вращения коленчатого вала подключен к входу формирователя 2 прямоугольных импульсов, выход которого соединен с входом чувствительного элемента 3 и первым входом первой схемы 4 И. Вторые входы первой и второй схем 4 и 5 И соединены между собой и подключены к выходу третьей схемы 6И, а первый вход второй схемы 5 И соединен с генератором 7 и с третьим входом схемы 8 И-НЕ. Выходы первой, второй схем 4 и 5 И и выход схемы 8 И-НЕ подключены соответственно к первому, второму и третьему счетчикам 9-11.

Единичный вход триггера 12 через кнопку 13 связан с источником пусковых импульсов, нулевой вход триггера соединен с первым выходом чувствительного элемента 3, а выход подключен к первому входу третьей схемы 6 И и входу реле 14, а выход реле соединен с электромагнитом 15. Второй выход чувствительного элемента 3 соединен со вторым входом третьей схемы 6 И, с первым входом схемы 8 И-НЕ и с входом одновибратора 22. Второй вход схемы 8 И- НЕ связан с инверсным выходом триггера 12. Датчик температуры масла 16 соединен с входом цифрового термометра 17. Выход цифрового термометра 17 соединен с постоянным запоминающим устройством 18. Выход постоянного запоминающего устройства 18 соединен с вторым входом сумматора 19. Выход счетчика 11 соединен с первым входом сумматора 19. Выход сумматоре 19 подключен к первому входу схемы сравнения 21. Выход схемы сравнения 20 соединен с входом элемента индикации 21. Третий вход сумматора 19 подключен к выходу одновибратора 22.

В основу работы устройства положен

тот факт, что время выбега двигателя зависит от температуры масла. На фиг.2 показано, что время выбега ti t2 t3 при температуре масла tMi tM2 tM3 в заданном

0 интервале частоты вращения п коленчатого вала от пн до пв. Если время выбега испытываемого двигателя при данной температуре масла отличается, от эталонного значения, то это свидетельствует о наруше5 нии компрессии цилиндров.

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии, когда кнопка 13 разомкнута, триггер 12 находится в нулевом

0 состоянии, реле 14 и электромагнит 15 обесточены, топливодозирующий орган стоит в положении нулевой подачи топлива, схема 6 И закрыта, вследствие чего закрыты также схемы 4 и 5 И и на счетчики 9 и 10 импульсы

5 не поступают. Поскольку при этом двигатель не работает, то на выходах чувствительного элемента 3 сигнал нулевой, на первом входе схемы 8 И-НЕ сигналы тоже нулевые, в результате чего на счетчик 11 импульсы

0 также не поступают. При нажатии на кнопку 13 триггер 12 переходит в единичное состояние, реле 14 включается, электромагнит 15 выключается, топливодозирующий орган устанавливается на максимальную подачу.

5 Двигатель разгоняется, угловая скорость коленчатого вала возрастает. При достижении частотой вращения нижнего установленного уровня на втором выходе чувствительного элемента 3 действует единичный сигнал,

0 поступающий на второй вход третьей схемы

6И и на первый вход схемы 8 И-НЕ. Поскольку триггер 12 взведен, то на первом

. входе схемы 6 И присутствует также единичный сигнал, благодаря чему эта схема от5 крыта и единичный сигнал с ее выхода поступает на вторые входы первой 4 и второй 5 схем И совпадения, открывая их, В результате этого на первый счетчик 9 проходят импульсы формирователя 2, счетчик

0 фиксирует каждый оборот вала. На второй счетчик 10 поступают импульсы генератора

7временных интервалов и счетчик 10 регистрирует время. При этом (поскольку триггер 12 взведен) схема 8 И-НЕ закрыта

5 нулевым сигналом инверсного выхода триггера на ее втором входе и на счетчик 11 импульсы не поступают.

При достижении верхнего уровня частоты вращения коленчатого вала единичный игнал появляется на первом выходе чувствитального элемента 3, после чего триггер 12 сбрасывается, третья схема 6 И закрывается, закрываются схемы 4 И и 5 И, запрещая прохождение импульсов на первый и второй счетчики 9 и 10, реле 14 отключается, отключая электромагнит 15, который переводит топливодозирующий орган на нулевую подачу. В результате этого режим разгона двигателя прекращается, в счетчике 9 оказывается зафиксированным путь разгона двигателя (число оборотов вала за время разгона), и во втором счетчике 10 время разгона.

После перехода триггера 12 в нулевое состояние на его инверсном выходе присутствует единичный сигнал, поступающий на второй вход схемы 8 И-НЕ. Поскольку подача топлива в двигатель внутреннего сгорания при этом нулевая, он работает в режиме выбега (останова) и, пока частота его выше нижнего установленного уровня, на втором выходе чувствительного элемента 3 присутствует единичный сигнал. Этот сигнал поступает на первый вход схемы 8 И-НЕ. на втором входе которой присутствует единич- ный сигнал с триггера 12, вследствие чего эта схема открыта. Через схему 8 И-НЕ поступают импульсы с генератора 7 временных интервалов на третий счетчик 11, фиксируя время с момента работы двигателя в режиме выбега.

При совпадении частоты вращения двигателя с нижним пределом единичный сигнал на втором выходе чувствительного элемента 3 пропадает, вследствие чего схема 8 И-НЕ закрывается и прохождение импульсов на счетчик 11 прекращается. Изменение состояния с 1 в О второго выхода чувствительного элемента 3 приводит к генерации одновибратором 22 строби- рующего импульса, поступающего на третий вход сумматора 19. На первый вход сумматора 19 подается информация, содержащаяся в счетчике 11, а на второй вход поступает информация, считанная с ПЗУ 18 в виде кода времени выбега эталонного двигателя, соответствующего даКной температуре масла. Считывание соответствующего кода с ПЗУ 18 происходит по адресу, поступающему с выхода цифрового термометра 17, на вход которого поступает значение температуры масла испытываемого двигателя с датчика 16. При различных значениях температуры масла будет изменяться код на выходе цифрового термометра, т.е. адрес считывания ПЗУ 18. Тем самым на выходе ПЗУ 18 будет присутствовать код времени выбега эталонного двигателя.

При поступлении стробирующего им пульса на третий вход сумматора 19 на его выходе появляется разность входных сигналов Дг. Она подается на первый входсхе- 5 мы сравнения 20, на второй вход которой подается величина допустимого отклонения времени выбега Лгдоп Таким образом, если окажется, что Дгбольше, чем Дгдоп, то срабатывает элемент индикации 21, что сви- 0 детельствует о нарушении компрессии двигателя.

В счетчиках 9 и 10 хранится путь и время разгона двигателя как и в устройстве прототипа. Эта информация используется для це- 5 лей диагностики в режиме разгона двигателя.

Изобретение позволяет произвести диагностирование двигателя без использования режима разгона. Если двигатель 0 работает в номинальном режиме (частота вращения коленчатого вала соответствует верхнему пределу срабатывания чувствительного элемента 3), то при отключении подачи топлива время выбега будет зафик- 5 сировано в счетчике 11 и элемент индикации 21 зафиксирует исправность или неисправность двигателя.

Формула изобретения

0Устройство для оценки технического состояния двигателя внутреннего сгорания, содержащее датчик частоты вращения, формирователь прямоугольных импульсов, чувствительный элемент, первую, вторую и

5 третью схемы И, генератор временных интервалов, схему И-НЕ. первый, второй и третий счетчики, триггер, кнопку, реле, электромагнит, причем датчик частоты вращения связан с входом формирователя

0 прямоугольных импульсов, выход которого соединен с входом чувствительного элемента и с первым входом первой схемы И, первый вход, чувствительного элемента соединен с нулевым входом триггера, вто5 рой выход чувствительного элемента связан с вторым входом третьей схемы И и первым входом схемы И-НЕ, второй вход схемы И- НЕ подключен к инверсному выходу триггера, третий вход схемы И-НЕ соединен с

0 выходом генератора временных интервалов и первым входом второй схемы И, выход схемы И-НЕ соедин ен с входом третьего счетчика, первый вход третьей схемы И подключен к прямому выходу триггера и

5 входу реле, выход которого соединен с электромагнитом, выход третьей схемы И подключен к вторым входам первой и второй схем И, выход первой схемы И соединен с входом первого счетчика, а выход второй

схемы И - с входом второго счетчика, единичный вход триггера связан при помощи кнопки с источником пусковых импульсов, о- тличающееся тем, что, с целью повышения точности и производительности, в него введены датчик температуры масла, цифровой термометр, постоянное запоминающее устройство, сумматор с тремя входами, схема сравнения, элемент индикации и одновибратор, причем датчик температуры масла, цифровой термометр и постоянное запоминающее устройство соеО

динены последовательно, выход постоянного запоминающего устройства связан с вторым входом сумматора, первый вход которого подключен к выходу третьего счетчика, а третий вход сумматора через одно- вибратор связан с вторым выходом чувствительного элемента, выход сумматора соединен с первым входом схемы сравнения, второй вход которой является задающим величину допустимой погрешности, а выход схемы сравнения подключен к элементу индикации.