Способ диагностики двигателя внутреннего сгорания и устройство для его осуществления Советский патент 1977 года по МПК G01M15/00 

СПОСОБ ДИАГНОСТИКИ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО

(54) СГОРАНИЯ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Изобресенне относится к приборам для измерения детонации путем выявления тиничных колебаний давления или последсгвий колебаний различных частей двигателя. В этих нрлборах кроме сигнала, связанного с дего|гацией, эсегда нрисутствуют сипилы шума, связанные с работой деталей MEiHHJibj, резошнсов давления к злактрикские шумы.

Известны способы диа1ностики, например двигателей внутреннего сгорания, по виброакустичесКИМ показателям, заключающиеся в том, что измеряют общий виброакустический сиг№Л, состоящий из сигнала исследуемого процесса и шума фона, выделяют его и вычитают из общего сигнала. Известные устройства для диагностики, например двигателей внутре1шего сгора1шя, содержат измерительный блок, соединйш1ый последовательно через устройство подавления шума фона и первый вентиль, управляемый блоком формирования сигналов управления, с блоком репгстрации, стробируюиий блок, связанный параллельно с блоком формирования сигналов управления и устройством подавления щума фона (1J.

Недостатком известного способа и устройства для его осуществления является сложность автоматизакии процесса подавле тя шума фона, а также недосгатоШая эффективность лодавпени я шуме фона.-,

Целью изобретения является повыше lote эффективности подавления шума фо1в, а также автомашзация процесса подавле1ШЯ.

Указаьшая цель достигается тем, что шум выделяют в заданном промежутке времени, предшествующем исследуемому процессу, а также тем, что устройство подавления шума фона содержит схему детектора, связанную через второй вентиль, управляемый блоком триггеров, с пиковым вольтметром, соединенным последовательно через блок усилителя-преобразователя - интегратора с сумматором, другой вход которого соединен с выходом измерительного блока. Сумматор содержит на входах конденсатор и детектирующий Диод, а на выходе - транзистор.

lia фиг. 1 изображена возможная блок-схема прибора для измерения детонации двигателя внутреннего сгорания; на фнГ. 2 - электрическая схема cyMMaTqja; на фиг1 3 - диаграммы сигналов, иллюстрирующие работу устройства.

Предлагаемый способ заключается в том, что шум фона, (этределя мый как шум, присутствуюпшй в ишервале 1юявле1шя детонации, может быть взаимосвязан с уровнем шума, присутствующего в остальном интервале того же цикла работы двигателя, предшествующего интервалу возникновения даToitaimii. Для упрощения полный путь, перекрьшаемый поршнем в цикле, подразделяют на два промежутка, первый нз которых связан с возникновением детонации, а второй - с ее отсутствием.

Таким образом, дпя компенсации сигнала, связанного с шумом фона, достаточно из общего сигнала, включающего как сигнал детонащш, так и сигнал фона, вычесть сипшл, пропорциональный итенсивности сигшш фона, присутствующего в той части цикла, которая предшествует детонации.

Поскольку начало детонации происходит, как правило, в момент самого высокого давления, измерение шума может осуществляться, например, между моментом зажигания и моментом наибольшего давле1шя.

Очевидно, что начало такого измерения следует пронэводлть не слишком рано, чтобы избежать возможности замера остаточной вибрации от детошшии цилиндра, в котором перед зтим гфоизоишо зажига1шс.

Устройство дня диагностикн двигателя внутреннею С1орання содержит измерительный блок 1,когорый соединен последовательно через устройство 2 подавления 1лума фона с первым вентилем 3. Вентиль 3 управляется блоком 4 форлшрования сигналов управления и связан с блоком 5 регистраилн. Устройство содержит стробируюший блок 6, связанней параллельно с блоком 4 формирования сигналов управления и устройством 2 подавле шя шума фо)и, которое содержит схему детектора 7, спязиниук) через вюрой вентиль 8, управляемый блпк)м ipiirie{)OB, с пиковым вольтметром 10. Волы метр 10 соединен последовательно через блок 11 усилн1ели-нреобразоиателя-ин1егратора с сумматором 12. Сумматор 12 соединен также с выходом измерительного блока 1. Блок 5 регистращш пьмголпеи в BWie 1юследовательносоедн11еш1ых первого иитесраторя 13, второго никового вольтметра 14, второго 11нте«ратора .15 и регистратора 16. Изйеригельный блок 1 содержит преобразовлтель 17 вибраций, связанньш с фильтром-усилителем 18. Стробирующлй блок 6 содержит датчик 19, соедниопньн с форм1фователем импульсов 20, 1) 4 формированип сигналов управления содержит цжггерную схему 21, связанн)ю одним выходом с третьим интефатором 22 непосредствешю, а другим -- через конденсаторы нагрузки 23 и 24 и устройства постоянного тока разряда 25 и 26. Выхолы HHTeipaTopa 22 связаны также с логической схемой 27. На выходе триггерной схемы 21 параллельно схеме с элементами 22-26 подключеш вторая аналогичная схема (на чертежах не показана), входы которой перевернуты относительно входов изображенной схемы. Сумматор 12 (фиг. 2) содержит на входах конденсатор 28 и детектирующий пиод 29, а ш выходе - транзистор 30.

Ус1ройство работает следующим образом.

Сигнал зажигания, приведенный на фиг. За, поступает с датчика 19 и подается на формирователь импульсов 20, который вырабатывает им1ульсы (фиг. Зб), синхронные сигналам зажигатш и имеющие постоянную амплитуду и длительность. Эти импульсы подаются на блок 4 формирова шя сигналов узфавления, а именно на григгерную схему 21. Позтому на ее выходе появляются сигналы, ноказашгые на фиг. Зв и 3г. На вы.чоде блока 4 появляются сигналы, поступаюшие на управлеш1е первым вентилем 3.

На выходе схемы, андлогачной схеме с элемента1ии 22-26, сигналь, входа будут иметь вид как на . Зг и Зв, соответственно, то есть переверну1ЫМИ относительно сигналов на входе в блок 4.

На первый вентиль 3 подается сигнал (фиг. 3м), полученньн следующим образом. Преобразователь 17 вибрадай, полученных в результате детонации, подает связанные с ней сигналы т фильтр-усиЛ1ггель 18. Сигнал (фиг. Зж), связанный с детонацией, совместно с шумом фона Подается с одной стороны на сумматор 12 и с другой стороны на схему детектора, представляющую собой схему типа восста ювит12ля постояшюго тока и второй венгиль 8. Схелш детектора 7 де1екти1)ует сиг)шл (фиг. Зж) поступающий с блока фильтра-усилите ля 18.

вентиль 8 позволяет пройти сигналу, Ностунающему с детектора 7, только при наличии сигнала (фнг. Зе), поступающсмо с блока 9 триггеров.

Блок 9 тршгеров станонится лроводящим сигналы под действием импульса зажигаш1я (фиг. 36) от формирователя импульсои и затем возвращается в исходное )Я1гие 11ередш1м фронтом сигнала (фиг, Зд) от логической схемы 27. Сигнал (фиг. Зз), посгунаютий со второго 8, соответсгвующий ишенсивноси) колебаний, присутствующих непос1едстве)и1о перед возникноиением детонации, подается на никоиый вольтметр 10, yciaFiOBленный в исходное сос1ояш1е импульсом (фиг. 36), поступающим от системы зажигания, т.е. от строб|фуюп1его блока 6.

Сипшл (фиг. Зи), поступаюгд11Й с пикового вольтметра 10, подается на блок усилителя-гфеобразователя-интегратора 11.

Сигнал (фщ. Зк), поступающий из блока 11, подается на сумматор 12. Следовательно, на фиг. 3м 1и его выходе состоит из сигнала па фиг. Зж, минус сигнал на фиг. Зк, связанный с шумом фона. Поэтому, в первом вентиле 3 сигнал (фиг. Зд), ноступающий из блока4, дает возможность пройти сигналам (фиг. 3м), поступающим с сумматора 12,и таким способом оказывается возмож1а1м получить сигнал (фиг. Зн), поступающий на первый интегратор 13 с малой постояшюй времени, а с него на второй пиковый вольтметр 14, устанивлешый в исходное состояние перешым фронтом сигнала (фиг. Зд), поступившего с блока 4. Сигнал (фиг.

Зо), поступающий с вольтметра 14,усредияется вторым интегратором 15,на выходе которого образует ся сигшл (фиг. Зп), связанный только с интенсивностью детонащш (то есть без шума фона). Регистратор 16 представляет собой элемент для peractpav ции, индикации и тому подобное.

(Сумматор 12 содержит конденсатор 28, детектирующий диод 29 и транзистор 30, включенный как эмиттерный повторитель. Благодаря элементам 28 и 29 через сумматор 12 проходит только та часть сигнала (фиг. Эж), поступающего с измерительного блока 1, которая выше (отрищтельного) уровня напряжения (фиг. 3л), поступающего с блока 11. Следовательно, выход транзистора,30 1федставляет сумму сигналов по фиг. Зж и Зк.

Устройство для диагностики двигателя внутреннего сгорания, предназначенное для автоматического подавления шума фона в приборе измерения дeтoнaщfи,может использоваться в других приборах, подходящих для обнаружения периодическогс явления, сигналы которого всегда взаимодействуют с щумом фона, например, в области геофизических изысканий посредством многократных зарядов, в медицинских регистрирующих приборах и так далее. Формула изобретения I. Способ диагностики двигателя В1{утреннего сгорания по внброакустическим показателям, мкпи иющийся в том, что измеряют общий виброакустический сигнал, состоящий из сигнала исследу;г5ого процесса и щума фона, выделяют щум фот и вычитают его из общего сигнала, отличающийся тем, что, с целью повьоиения эффективности, щум фона вьщеляют в заданном промежутке времени, предшествующем исследуемому фоцессу.

последовательно через устройство подавления шума фона и первый вентиль, управляемый блоком формирования сигналов управления, с блоком регистрации, стробирующий блок, связанный параллельно с блоком формирования сигналов управления и

устройством поаавлешя шума фона, отличающееся тем, что, с целью повыщения эффективности, устройство подавления шума фона содержит схему детектора, связа{1ную через второй вентиль, управляемый блоком триггеров, с пиковым вольтметром, соединеша 1м последовательно через блок усилителя-преобразователя-И1гтегратора с сумматором, другой вход которого соединен с выходом измерительного блока;

и детект1фуюишй диод, а на выходе - транзистор. Источники информации, принятые во виима ше при экспертизе: ЭО Свдоренко М. К. Виброметрия газотурбинных двигателей , М., Машиностроение, 1973, с. 153-159,215-217.

Г

Xf

T- L -r « «k iiJ

Й

L.

/tf

.

- ГГ ,7 -J I .

--f

1 II I

1Ш1

1-2

5

/

//

rl)

FlTI1

I1

L.

a

и

19

28

fPui 2

n

jlu - MjyWvl.

M ill

H

0

///X/ X/ // X

Pi/f.3