Устройство для диагностики дизельного двигателя внутреннего сгорания Советский патент 1981 года по МПК G01M15/00 

, 1,„ , , . . ;Изобретение относится к области виброакустической диагностики дизелей,. -:. ,„; :.:,- ;;

Известные устройства для Диагностики дизельного двигателя внутреннёг б сгораийя,содержа111ие датчик верх-: ней мертвой точки, формирующий каскад, триггер, избирательный усили- ; тель, пороговый элемент, формирователь импульсов, датчик вибраций, источник опорного напряжения и делитель напряжения, причем датчик верхней мертвой точки связан через формирующий каскад с триггером, к выходу которого через последовательно соединенные избирательный усилитель, пороговый злемент и формирователь импульсов подключен датчик вибраций , аГ источник опорного напряжения связан через делитель напряжения со входом порогового элемента l,,

В зтих устройствах в качестве датчика синхронизации использован пьезоэлектрический датчик вибраций, установленный, например, на форсунке заданного цилиндра. Датчик вибраций фиксирует шум, который возникает в форсунке в момент впрыска топлива один раз в цикл работы двигателя.

Достоинством этого устройства является малые: ; затраты времени на ус- . тановку датчика вибраций, которая осуществляется без Демонтажа топливной аппаратуры, например, непосредственно на корпус форсунки.

Однако, недостатком известного устройства является «ольшая трудоемKOCTik процесса диа гное тиров а1ния, вы10званная ручными операциями по выбору из последовательности илпульсов ВМТ оперных : импульсоэ; и ручными операциями по регулй:ровке. порога срабатывания канала синхронизации.

15

Последний недостаток вызван тем, что датчик вибраций, установленный на форсунке-двигателя, фиксиру ет не только шум, воэникающий от впрыска топлива в этой форсунке (полезный

20 сигнал), но и шум (помеху) от впрыска топлива в других форсунках двигателя, а также шум от Удара поршня о гильзу при перекладке поршня, при посадке клапанов в гнезда и т,д, 25 Обычно для дизельных двигателей полезный сигнал превышает помеху не менее/ чем в два раза,

В известных устройствах оператор перед началом диагностирования с по30мацыо осциллографа вручную регулирует порог срабатывания порогового элемента в канале, синхронизации до пор, пока помеха не станет меньше порога срабатывания порогового элемента и на выходе последнего не появлятся импульсы с частотой впрыска топлива в заданный цилиндр.

Однако вследствие неидентичности усзтановки датчика вибраций от одной форсунки к другой, от одного двигателя к другому, изменения скоростного режима, различной температуры и влияния других факто1Х)в амплитуда сигнала с датчика вибраций не остается постоянной при его перестановке на другие форсунки. Поэтому оператор при перестановке датчика вибраций вынуядаен вновь вручную повторять процесс регулировки канала синхронизации , что увеличивает трудоем кость процесса диагностирования.

Целью настоящего изобретения является снижение трудоемкости.

Указанная цель достигается тем, что в устройство введен делитель частоты, причем, выхсд j формирукяцего каскада через делитель частоты связан с управляющим входом источника опорного сигнала, сигнальный вход которого подключен к выходу избирательног9 усилителя. Источник опорного напряжения выполнен в виде преобразователя максимальных значений, злемента памяти и элемента задержки, причем к выходу преобразователя подключен элемент памяти, а к управляющему входу элемент задержки, вход которого объединен с управляющим входом элемента памяти и служит управляющим входом источника, а вход Преобразователя максимальных значений и выход злемента памяти служат соответственно сигнальными входом и выходом источника.

На чертеже приведена схема устройства.

Устройство содержит датчик 1 верхней мертвой точки(ВМТ), соединенный через формирующий каскад 2 с единичным входом триггера 3, датчик вибраций 4, связанный через последовательно соединенные избирательный усилитель 5, пороговый элемент 6 и формирователь 7 импульсов с нулевым входом триггера 3; источник 8 опорного напряжения, связанный через делитель напряжения 9 с опорным входом порогового элемента 6, сигнальный вход источника 8 подключен к выходу избирательного усилителя 5, а управляющий вход источника через делитель частоты 10, коэффициент деления которого равен двум,, подсоединен к выходу формирующего каскада 2,

Источник 8 опорного напряжения содержит преобразователь 11 максимальных значений, к выходу которого подсоединен элемент памяти 12, а к управляющему входу - элемент задержки

13; вход элемента задержит 13 объе- . динен с управлякидим входом элемента памяти 12 и образует управлякяций вход источника 8, вход преобразователя 11 образует сигнальный вход источника;, а выход элемента памяти 12 - выход источника.

Устройство работает следующим обт разом.

Датчик вибрации4 установлен на форсунке второго цилиндра 4 - цилиндрового двигателя с последовательно- с тью работы цилиндров I - Ш 1У -1 , а датчик 1 ВМТ вырабатывает сигналы в моменты прохождения ВМТ поринями первого и четвертого цилиндра, т.е. за один цикл работы двигателя датчик 1 вырабатывает два сигнала ВМТ. В качестве опорного сигнала ВМТ выбран сигнал, который соответствует моменту ВМТ. первого цилиндра на тактесжатия.

По сигналам с датчика 1 формирующий каскад 2 формирует узкие прямоугольные импульсы так, что на его выходе образуется последовательность импульсов с частотой следования f равной частоте вращения коленчатого вала двигателя и удвоенной частоте |ц цикла работы двигателя, т.е. -2 fit. Импульсы с выхода формирующего каскада 2 поступают на вход делителя частоты 10, на выходе которого образуется последовательность импульсов с частотой следования в два раза меньшей входной, т.е. равной частоте ц цикла работы двига теля.

Сигнал датчика вибраций 4, установленноГО на форсунке второго цилиндра, поступает на избирательный усилитель 5. Последний осущесвляет

0 С усиление вибрационного сигнала и Л его селекцию в полосе частот, соответст: укяцей максимальной интенсивности колебаний, возникающих при. впрыске топлива в форсунку. С выхода усилителя 5 сигнал поступает на: сигналь иле входы порогового элемент, б и источника 8 опорного напряжения. При поступлении импульса с выхода делителя частоты 10 на управляющий вход источника 8 опорного напряжения на выходе последнего образуется сигнал постоянного напряжения, равный по уровню максимальному значению импульсного сигнала на выходе усилителя 5. В момент появления следующего импульса на выходе делителя частоты 10, т.е. через период цикла работы двигателя, на выходе источника 8 вновь образуется сигнал постоянного напряжения, равного по уровню максимальн 5у значению импульсного сигнала усилителя 5. Описанные выше операции повторяются вновь и, таким образом, на выходе источника 8 каждый раз через интервал времени, равный периоду цикла работы двигателя, фиксируется постоянное напряжение, уровень которого равне макси-. мальному значению , импульсного сиг нала на выходе усилителя 5 за истекший период цикла работы двигателя. Сигнал с выхода источника 8 посту пает на вход делителя напряжения 9, коэффициентделения которого равен К. Значение коэффициента К определяется максимальным значениям цикловой нестабильности вибрационног-о сигнала. При этом на входе порогового эле мента 6, соединенном с выходом источника 8, образуется постоянное напряжение Uh Uw /К , меньшее по уров ню максимального значения вибрационного сигнала. Произошел впрыск топлива в форсунке второго цилиндра. Тогда при по явлении первого же импульса вибрац онного колебания с амплитудой, превышающей уровень 0, пороговой элемент 6 срабатывает и на выходе формирователя 7 появляется импульс, пос тупакяций на нулевой вход триггера 3, На выходе последнего образуется нулевой сигнал. Через половину оборота кояенчатого вала датчик 1 ВМТ формирует сйгн-ал о прохождении поршнем первого цилиндра момента верхней мертвой точки в конце такта сжатия. Этот сигнал является опорным и его необходимо выделить из последовательности сигналов , С выхода формирующего каскада 2 импульс поступает на единичный вход триггера 3 и перебрасывает его в единичное состояние . Передний фронт циничного сигНсша с выхода триггера 3 соответству ет моменту ВМТ первого цилиндра на такте сжатия. Через один оборот на выходе формирователя 2 датчика 1 появляется сигнал о прохождении поринем четвертого цилиндра момента ВМТ на такте, сжатия. Это импульс потверяздает еди.ничное состояние триггера 3 и следовательно, импульс на выходе последнега не образуется. Через половину обо рота вновь начинается впрыск топлива во второй цилиндр, при этом срабатывает пороговый элемент б и сбра.сывает триггер. 3 в исходное нулевое состояние. Далее описанный выше процесс повторяется. В результате на выходе устройства образуется последовательность импульсов с частотой следования ,; равной частоте циклов .ра боты двигателя, и передний положительный фронт которых соответствует моменту прохождения ВМТ первого цилиндра на такте сжатия. Таким образом, на выходе устройства образуется последовательность импульсов, которая является опорной для устройств диагностики, измеряющих фазовые характеристики двигателей, осуществляющих временную селекцию за цикл работы двигателя и т,д,. Если в качестве опорных необхсщимо выделить импульсы ВМТ в момент прохождения ВМТ на такте сжатия поринем четвертого цилиндра, то датчик вибраций 4 устанавливают на,форсун- . ку третьего цилиндра. Пусть вследствие изменения скоростного или температурного режимов двигателя в го раз изменился, уровень сигналов с датчика вибраций 4, Во столько же раз изменится уровень сигнала на сигнальном входе порогового элемента 6, При этом независимо от оператора в m раз изменится и максимальное напряжение на выходе источника 8 опорного напряжения и, следовательно, во столько же раз изменится уровень напряжения на опорном входе порогового элемента 6, Функционирование устройства при этом не изменится , f . Источник 8 спореного напряжения ра7 ботает следующим образом. Сигнал с выкода избирательного усилителя 5 поступает на сигнальный вход преобразователя 11 максимальных . значений. При этом на выходе последнего образуется сигнал постоянного напрях ения равный по уровню максимальному значению импульсного сигнала на выходе усилителя 5, В момент появления импульса на выходе- делите- ля часто гы 10 элемент памяти 12 фиксирует на своем выходе сигнал, равный по уровню сигналу на выходе преобразователя 11. Через интервал времени, определяемый элементом задержки 13 и необходимый для уверенной переписи сигнала с выхода преобразователя 11 в элемент памяти 12, преобразователь 11 устанавливается в состояние, соответствующее нулевому сигналу на его выходе. К моменту появления следукнцего импульса на выходе делителя частсхгы 10, т.е. через период цикла работы двигателя, на выходе преобразователя 11 вновь образуется сигнал постоянного напряжения, равного по уровню максимальному значению импульсного сигнала на выходе усилителя 5. Описантге выше операции повторяются кажда1й цикл работы двигателя. Введение делителя частоты и выполнение источника соопорного напряжения в виде преобразователя масимальных значений с элементом памяти и элементом задержки выгодно отличает предлагаемое устройство от прототипа, так как позволяет снизить трудоемкость процесса диагностирования путем автоматизации выделения последовательности опорных импульсов независимо от колебаний режимов работы двигателя,от изменения характеристик датчика вибраций, от условий его установки и т.д..

Формула изобретения

1. Устройство для диагностики дизельного двигателя внутреннего сгорания, содержащее датчик верхней мертвой точки, формирукадий каскад, триггер, избирательный,усилитель, пороговый элемент, формирователь импульсов, датчик вибраций, источник опорного напряжения и делитель напряже -; кия, причем датчик верхней мертвой точки связан через формируадий каскад с триггером, к входу которого через последовательно соединенные из6и1 ательный усилитель, пороговый элемент и формирователь импульсов подключен датчик вибрации, а источник опорного напряжения связан через делит ель напряжения со входом порогового элемента, отличгиощееся тем, что с целью снижения трудоемкости, в устройство введен делитель частоты причем выход формируквдего каскада через делитель частоты связан с управляющим входом источника опорного напряжения, сигнашьный вход которого подключен к выходу избирательного усилителя.

2. Устройство по П,1, отличающееся тем, что источник опорного напт ряжения выполнен в виде преобразователя максимальных значений, элемента памяти и элемента задержки, причем к выходу преобразователя подкрючен элемент памяти, а к управляю щему входу - элемент задержки,вход которого объединен с управляющим входом элемента памяти и служит управляющим входом источника, а вход преобразователя максимальных значений и выход элемента памяти служат соответственно сигнальным входом и выходом источника.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. патент США № 3731527, кл. 73-119А, 1978.