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

Изобретение относится к диагностическим устройствам дизельного двигателя и в частности его топливной системы.

Известны устройства для диагностирования двигателя внутреннего сгорания, содержащие источник опорного напряжения, схему управления, дешифратор, два блока управления и три схемы преобразования, первая .и вторая из которых выполнены в виде вибропреобразователя, фильтра, компаратора и одновибратора, связанных последовательно, элемента запоминания и делителя напряжения, включенных между выходом фильтра и другим входом компаратора, третья схема выполнена в виде датчика опорной точки, преобразователя временных интервалов и индикатора, связанных последовательно, а каждый из блоков управления выполнен в виде ключа, интегратора и пороговой cxeNH, соединенных последовательно, причем, ключи схем связаны между собой непосредственно, а пороговые схемы - через дешифратор, схема управления связана с ключами , входом дешифратора и его sttхопом. который подключен к делителю первой схемы преобразования, а источник опорного напряжения подключен на входгк ключей 1.

Синхронизация измерения в данном устройстве проводится за каждый цикл работы цилиндра двигателя от виброимпульса форсунки, работа которой ,л предшествует проверяемому рабочему процессу, например подаче топлива секцией. Так как характер виброимпульсов ударяющихся кинематических пар зависит от многих факторов, сигнал от форсунки окажется нестабиль15ным по амплитуде. Несмотря на то, что фильтрация сигнала.в ультразвуковом диапазоне значительно улучшает среднее отношение сигнгш-помеха, в некоторые перибды с1мплитуда син20хроимпульса ниже уровня помех, особенно при некачественной форсунке. В этом случае устройство либо пропускает полезный сигнал, либо срабатывает от помех. Это делает отсчет

25 индикатора нестабильным и уменьшает достоверность измерения. При неисправной форсунке, диагностирование узлов двигателя с помсяцью данного устройства затруднено или вообще невозмож30но. Целью настоящего изобретения явля ется повышение помехоустойчивости устройства. Поставленная цель достигается тем что у-гтройство дополнительно содержит кольцевой счетчик, подключенный ,на выходах одновибраторов, и на входе преобразователя временных интервалов, причем, одновибраторы подключены к схеме управления. На фиг. 1 приведена блок-схема устройства для диагностирования дизельного двигателя} на фиг. 2 - диагрс1мма его работы. Устройство содержит вибропреобра зователи 1 и 2, фильтры 3 и 4, комп раторы 5 и 6; схемы 7 и 8 запоминания, делителя 9 и 10 напряжения, од вибраторы 11 и 12, кольцевой счетчи 13, источник 14 опорных напряжений, управляемые ключи 15 и 16, интеграт ры 17 и 18, пороговые схемы 19 и 20 схему 21 управления, дешифратор 22, датчик 23 опорной точки, преобразо ватель 24 временных интервалов и ин дикатор 25. Фильтры 3 и 4 на выходе вибропреобразователей 1 и 2 настроены на их резонансную частоту, которая, как правило, у пьеэоакселерометров в ультразвуковом диапазоне частот. В этом диапазоне пьезоакселерометр имеет максимальную чувствительность В связи с большим затуханием высокочастотных составлякядах вибрации в корпусе двигателя, на выходе фильтра обеспечивается улучшение отношения сигнал/помеха, т.е. отношения вибрационного сигнала исследуемого и других, являгощихся источниками помех, кинематических пар. При измерении фазовых параметров рабочих процессов двигателя один датчик-вибропреобразователь является синхронизирующим, другой - измерительным. Опор ной точкой является, как правило, верхняя мертвая точка (ВМТ) исследуе мого цилиндра. Датчик ВМТ стробоскопический или индукционный. При измерении угла подачи топлива синхронизирующий датчик - вибропреобразовате прикреплен к форсунке и измерительный вибропреобразователь - к штуцеру проверяемой секции топливного насоса Коэффициент пересчета кольцевого сче чика 13 равен числу цилиндров двигателя (в данном прил1ере 4) . Рассмотрим измерение угла подачи топлива первой секцией топливногр насоса в случае синхронизации импуль сом форсунки второго цилиндра. Реальные вибросигналы включают в себя импульсы и от других источников. В тракте синхронизирующего сигнала полезными сигналами являются импульсы второй форсунки (2, 2, 2 на фиг, 2) ив тракте измерительного сигнала - импульсы первой секции, яв ляющиеся измерительными, и других секций, служащие для формирования стробимпульса. Рабочий цикл одного цилиндра и соответствующие вибросигналы ВМТ повторяются через каждые 720 поворота коленчатого вала. Сдвиг между сигналами синхронизации и измерения зависит от количества цилиндров и в данном случае составляет л 180°. Началу подачи топлива соответствует передний фронт измерительного импульса. Амплитуда измерительного импульса в этой части ниже уровня помех, т.е. амплитуд виброимпульсов от других источников (фиг. 2), Аналогичное положение наблюдается при измерении фазовых параметров рабочих процессов ,по виброимпульсам и других узлов,например клапанов газораспределения , Это значит, что измерение необходимо стробировать в узком интервале времени, т.е. разделить по времени. Измерение проводится при постоянной частоте вращения двигателАй Выделенный в узкой полосе частот вибросигнал датчиков 1 и 2 подается с,фильтра 3 и 4 на входы компараторов 5 и б и схем 7 и 8 запоминания. Схемы запоминания запоминают пиковые значения виброимпульсов насоса U и форсунки ифр т.е. измерительного и синхроимпульса, в памяти. Постоянные напряжения, соответствующие пиковым значениям импульсов, подаются на входы делителей 9 и 10 напряжения, выходные напряжения которых подаются на другой вход компараторов 5 и б соответственно. КоэффиmieHTH передачи К и К делителей 9и 10 выбираются больше отношения помеха/сигнал соответствуквдих каналов . Для достижения максимальной помехоустойчивости канала синхронизации коэффициент передачи К делителя 10близок к единице. Предположим, что устройство включено в работу и в схемах 7 и 8 запоминания уже имеется информация. 6 пиковом значении сигналов. Тогда вхождение устройства в синхронизм с работой двигателя начинается подачей виброимпульсов второй секцией насоса и форсунки (2, фиг, 2). Виброимпульс секции насоса предшествует по времени импульсу форсунки того же цилиндра. Компаратор 5 срабатывает от виб-, роигфпульса второй секции насоса на уровне выше помех ,, (фиг. 2) чем запускает одновибратор 11. Импульс одновибратора 11 подается на вход счета кольцевого счетчика 13, сдвигая его код на единицу, и на вход схемы 21 управления. Схема 21 управления замыкает контакты интегрирования управляемого ключа 15. Напряжение источника 14 опорного напряжения подается через ключ 15 на вход интегратора 17 в момент t. . Компаратор 6 срабатывает от пико вого значения виброимпульса форсунк второго цилиндра и запускает одновибратор 12. Импульсом одновибратор 12 устанавливается в кольцевой счет чик 13 код, - соответствующий работе второго цилиндра. Тот же сакый импульс одновибратора 12 служит для з пуска схемы управления в случае несрабатывания компаратора 5 от вибро импульса второй секции (2 - фиг. 2} Следукицее срабатывание компаратора 5 от виброимпульса первой секц насоса (1 - фиг. 2) на уровне К UH запускает бдновибратор 11, импульс которого считывается в кольцевой счетчик 13 и подается на вход схемы 21 управления. Схема 21 управления своими выходами замыкает контакты и тегрирования ключа 16, размьакаёт контакты интегрирования и замыкает контакты компенсации ключа 15 в мо. мент t2 . В течение интервала интегр рования Тц интегратор .19 накопил за ряд: . где TH - ток интегрирования. Выходное напряжение интегратора 19 UH (фиг. 2). Заряд компенсации: .,. где Зи - ток компенсации; Тц- интервал компенсации. иишшнсгщия проводится до срабат вания порогового устройства 19 при достижении интегратором 17 начального состояния. Выходной сигнал дешифратора 22 подается на управляющий вход делителя 9 и схемы 21 управления, которая размыкает контгисты компенсации управляемого 15. Выбирая 5ц Зи °г равенства заря дов 9 QM получаем . момент t3 сигналом дешифратора 22 устанавливается новое значение коэффициента передачи К делителя 9 Выходное напряжение делителя 9 и в то же время уровень срабатывания компаратора 5 устанавливается ниже амплитуды переднего фронта импульса насоса (фиг. 2), т.е. формируется стробимпульс. Этим обеспечено срабатывание компаратора 5 и от переднего фронта импульса насоса. Импульс насоса (З- фиг. 2) своим передним фронтом ведет кольцевой счетчик 13 и схему 21 управления в следу ющее логическое состояние. Схема 21 управления своими выходами размыкает контакты интегрирования и замыкает контакты компенсации управляемого ключа 16- и замокает контакты интегрирования управляемого ключа 15. Следующие стробимпульсы формируются аналогично. Длительность стробимпульса Тц- Т. Если длительность интервала компенсации Т незначительно короче интервала интегрирования Тц , точное стробирование устанавливается в течение нескольких рабочих циклов. Начгиту проверяемого рабочего процесса соответствует передний фронт измерительного импульса, т.е. импульса проверяемой секции насоса. Для запуска преобразователя временных интервалоЪ от измерительного импульса, его вход подключен к выходу соответствукдарго разряда кольцевого счетчика 13. От Зсщнего фронта выходного импульса Uj. (фиг. 2), кольцевого счетчика 13 перекидь1вается преобразователь 24 временных интервалов/ в качестве которого служит, нгшример, триггер в ксыплекс& с активным датчиком ВМТ, например индукционным. Датчик 23 ВМТ возвращает преобразователь 24 вре(4енных интервалов в начальное состояние. Длительность выходных импульсов а (фиг. 2) преобразователя 24 временных интервалов соответствует углу подачи топлива. Индикатор 25 служит для отсчета измеряемой величины. В случае использования стробоскопического датчика преобразователем временных интервалов служит регулируемый одновибратор. От. заднего фронта его выходного импульса запускается стробоскоп, по вcпышкa. которого регулируют длительность импульсов одновибратора. Пёрекл1эченнем индикатора 25 к выходу запоминающего устройства 8 можно измерять амплитуду вибрации форсунок, трансмиссии (установив датчик в соответствующие контрольные точки). Формула изобретения Устройство- для диагностирования двигателя внутреннего, сгорания, содержащее источник опорного напряжения, схему управления, дешифратор, два блока управления и три схемы преобразования, первая и вторая из которых выполнены в виде вибропреобразователя, фильтра, компаратора и одновибратора, связанных последовательно, элемента запоминания и делителя напряжения, включенных между выходом фильтра и другим входом компаратора, третья схема выполнена в виде датчика опорной точки, преобразователя врекюнных интервалов и индйкатора, связанных последовательно, а из блоков управления выполиен в виде ключа, интегратора и пороговой схемы, соединенных последовательнхэ, причем, ключи схем связаны между собЪй непос эедственно, а по роговые схемы - через дешифратор, схема управления связана с ключесми, входом дешифратора и его выходом, ко торый подключен к делителю первой схемы преобразования, а источник опорного напряжения подключен на вхо ды ключей, отличающееся

тем, что с целью повышения помехоустойчивости, устройство дополнительно содержит кольцевой счетчик, подключенный на выходы одновибраторов и на вход преобразователя временных интервалов , причем одновибраторы подг ключены к схеме управления.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

10 по заявке 2725731/25-06, кл. G 01 М 15/00, 1978..