Способ диагностирования двигателя внутреннего сгорания Советский патент 1991 года по МПК G01M15/00 

Фиг. 1

Изобретение относится к эксплуатации и может быть использовано при диагностирований-двигателей внутреннего сгорания.

Цель изобретения - повышение точности диагностирования.

На фиг. 1 приведено устройство для осуществления способа; на фиг. 2 - график зависимости выходного сигнала от положения поршня в цилиндре; на фиг. 3 - график временной зависимости выходного сигнала в окрестностях верхней мертвой точки (ВМТ) при движении поршня.

Устройство для осуществления способа содержит цилиндр 1. поршень 2 с камерой 3 сгорания, свечу 4, установленную в цилиндре, а также последовательно соединенные генератор 5, циркулятор 6, элемент 7 связи, волновод 8 и последовательно подключенные к циркулятору 6 детектор 9 и регистратор 10.

Сущность способа заключается в следующем.

В цилиндре 1 с движущимся поршнем 2 камера 3 сгорания может быть использована в качестве круглого волновода (фиг. 1). Распространение электромагнитных волн в таком волноводе имеет место, если частота этих волн превышает некоторую критическую частоту fxp, являющуюся функцией геометрических и электрофизических параметров волновода и находящейся в нем среды. Для круглого волновода с волной низшего типа Ни величина ткр является функцией диаметра D цилиндра 1.

Согласно предлагаемому способу в волноводе - камере 3 сгорания электромагнитные волны возбуждают на фиксированной частоте, меньшей fKp. При этом в волноводе нет распространяющегося процесса, а существует экспоненциально убывающее вдоль продольной координаты поле с напряженностью

Е(Х)Ег .

где EI - напряженность поля в сечении с координатой X 0, т.е. у элемента возбуждения волн в камере 3 (свечи 4).

Величина коэффициента ослабления а поля выражается следующей формулой

а(2)

С

где f - частота возбуждаемых волн; С - скорость света;

Е , /л - соответственно диэлектрическая и магнитная проницаемости вещества в камере 3 сгорания.

Из формулы (2) видно, что, измеряя напряженность поля в некотором сечении с координатой X, можно по ее величине судить о функционально связанных с Ј и /л

диагностируемых параметрах процессов в камере сгорания на различных тактах работы две.

Поскольку на величину напряженности поля оказывает влияние наличие движущегося поршня, то результирующее поле в сечении с координатой X имеет вид

Е(Х) -Е2- еах .(3) где Е2 - напряженность поля отраженной от поршня волны нераспространяющегося типа, в данном случае волны типа Ни.

Если в качестве информативного параметра взять амплитуду принимаемых волн, отраженных от поршня и принимаемых в верхнем сечении цилиндра, т.е. в сечении с координатой Х- 0, то для нахождения Е (0) последовательно имеют, в сечении с координатой Х0 (у днища поршня 2) результирующая напряженность Е поля равна нулю, т.е.

E(X0) Ei е ах°-Е2 0; (4) отсюда находят

E2 Ei e 2ах° (5)

Следовательно, выражение для поля Е принимает вид

E Ei( - ). (6) При X О имеют

E(0)Ei(). (7)

При этом напряженность поля Е2 в сече4Q нии с координатой X 0 имеет величину, выражаемую соотношением (5).

На фиг. 2 приведен (качественно) график зависимости Е2(Х0), где максимальная величина напряженности этого поля соот45 ветствует положению поршня в ВМТ. При движении поршня в цилиндре напряженность принимаемого поля изменяется во времени в соответствии с приведенными соотношениями. Временной график этой за5Q висимости изображен на фиг. 3. Здесь вершина изображенного импульса соответствует положению поршня в ВМТ и имеет указанный вид вследствие изменения направления движения поршня в ВМТ.

55 Схема осуществляющего предлагаемый способ устройства (фиг. 1) позволяет определять напряженность поля принимаемых волн. Здесь для возбуждения электромагнитных волн служит генератор 5 фиксированной частоты, выходной сигнал с которого

через трехплечий циркулятор 6 поступает на элемент 7 связи, служащий для возбуждения в волноводе 8 электромагнитных волн. Электромагнитная энергия поступает в камеру 3 сгорания через свечу 4. При этом частота генератора 5 выбирается из условия f . Принимаемые элементом 7 связи сигналы поступают через циркулятор б на детектор 9 и далее продетектированные сигналы подаются на регистратор 10. В этом регистраторе на основании амплитуды принимаемых сигналов судят об интересующих диагностируемых параметрах ДВС. Возможно использование раздельных элементов связи 7 для возбуждения и съема колебаний в волноводе 8.

В качестве примера выбора частоты f находят величину для реальной камеры сгорания ДВС. Так, для автомобилей Жигу- лиВАЗ-2101,212ГимеютО 76мм. Следо- вательно, кр - 2,4 ГГц. Выбрав величину f,

например, в два раза меньше fKp, можно упростить и удешевить процесс и реализацию диагностической аппаратуры за счет использования более низкочастотной элементной базы и отказа от применения элементов волноводной техники. При этом упрощается настройка указанной аппаратуры.

Формула изобретения

Способ диагностирования двигателя внутреннего сгорания, включающий возбуждение в камере сгорания электромагнитных волн на фиксированной частоте, измерение их амплитуды и сравнение ее с эталоном, отличающийся тем. что, с целью повышения точности, возбуждение электромагнитных волн в камере сгорания осуществляют на частоте меньшей, чем критическая частота возбуждения в ней распространяющихся электромагнитных волн.

Изобретение предназначено для повышения точности диагностирования двигателя внутреннего сгорания. В цилиндре 1 с поршнем 2 камера 3 сгорания образует круглый волновод, в котором при помощи генератора 5 фиксированной частоты через трехплечий циркулятор 6, элемент 7 связи, волновод 8 и свечу 4 возбуждают электромагнитные волны на фиксированной частоте, меньшей критической. Принимаемые элементом 7 связи сигналы поступают через циркулятор 6 на детектор 9 и регистратор 10. Зарегистрированные сигналы сравниваются с эталоном. 3 ил.

вмт

X

Фм.1

ВМТ Фиг. J