Устройство контроля двигателя внутреннего сгорания Советский патент 1982 года по МПК G01M15/00 

УСТРОЙСТВО КОНТРОЛЯ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО

(54) СГОРАНИЯ

Изобретение относится к технике контропл , может быть использовано для контроля работы двигателей внутреннего сгорания с помощью СВЧ колебаний.

Известны устройства контроля двигателя внутреннего сгорания, содержащие генератор СВЧ колебаний, волноводно-коаксиальную линию, приемное устройство и анализатор сигнала, причем выход генератора подсоединен к входу волноводно-коаксиальной линии, связанной выходом с приемным устройством, соединенным со входом ана гизатора 1.

При подаче СВЧ энергии в камеру сгорания по мере перемещения поритя вверх и вниз в ней имеют место резонансы электромагнитной энергии различных типов поля в соответствии с известной теорией этого явления. Резонансы появляются -при определенных положениях порщня в зависимости от геометрии камеры, частоты электрома1нитной энергии, диэлектрической постоянной и тангенса угла потерь диэлектрических материалов, находящихся в камере.

Недостатком этого устройства является невозможность контроля работы газораспредели-. тельного механизма, в частности работы клапанов д-мя периодического открытия и закрытия впускного и выпускного каналов в динамическом режиме, что в настоящее время является актуальной проблемой диагностики работы двигателей внутреннего сгорания.

Цель изобретения - расщирение области применения за счет возможности диагностики

10 газораспределительного механизма путем анализа СВЧ колебаний, прощедших через проходные сечения клапанов двигателя в динамическом режиме.

Указанная цель достигается тем, что в ройство дополнительно введены два лриемнопередающих элемента, входа 1 которых подключены к выходу генератора, а выходы - ко входу анализатора.

На фиг. 1 схематично изображено предлагаXемое устройство, вертикальный разрез; на фиг. 2 и 3- - временные диаграммы работы клапанов в первом и втором режимах (ti - время открытия выпускного клапана, tj -

время закрытия выпускного клапана, tj - время открытия впускного клапана, tj - время закрытия впускного клапана, 1з - время открытия впускного клапана, t - время . закрытия выпускного клапана).

Устройство контроля двигателя внутреннего сгорания содержит генератор 1 СВЧ колебаний, волноводно-коаксиальную линию 2, приемное устройство 3, приемно-передающие элементы 4 и 5. Двигатель внутреннего сгорания, предназначенный для контроля, имеет впускной и выпускной каналы 6 и 7 соответственно, клапаны 8 с проходными сечениями 9 и 10, камеру 11 сгорания и поршень 1

В устройство для контроля включен также анализатор 13 сигналов.

Используя камеру 11 сгорания двигателя в качестве резонатора, а проходные сечения 9 и 10 в качестве элементов связи с впускным и выпускным каналами б и 7 как волноводами, возможно с помощью возбуждения волн определённого типа контролировать моменты и степень открытия клапанов в процессе работы.

Нарушение герметичности клапанов возможно контролировать по эффекту щелевой антенны. Действительно, если в исследуемом объеме, содержащем электромагнитное колебание, имеется щель, то в случае пересечения ее наведенными поверхностными токами , она является источником вторичного излучения на противоположной стороне. Во избежание случая параллельности щели и вектора тока целесообразно использовать излучение с круговой, поляризацией.

Согласно существующей теории независимые от движения поришя 12 резонансные колебания типа БОЮ (или Е020) создают в проходных сечениях 9 и 10 открытых клапано 8 как в элементах волноводной связи определенного вида колебаний, которые распространяются по впускному и выпускному каналам 6 и 7 как по волноводам, поступая затем в приемно-передающие элементы 4 и 5.

При подаче электромагнитной СВЧ энергии в один из каналов, например во впускной и приеме ее в другом канале, например в выпускном, возможно также контролировать фазу перекрытия клапанов в динамическом режиме работы двигателя внутреннего сгорания.

Устройство работает в двух основных вариантах, соответствующих различным целям (фиг. 2 и 3).

Электромагнитное СВЧ поле типа Е010 (ТМ010) соответствующей длины волны.проходит через соосную волноводно-коаксиальную линию 2 в камеру 11 сгорания, которая

является цилиндрической и образует резонатор.

Данный резонатор связан с волноводной системой (впускной и выпускной каналы 6 и 7) элементами связи проходными сечениями 9 и 10 открытых клапанов. Согласно существующей теории в волноводной системе, связанной с резонатором подобным образом, возникают СВЧ колебания определенного типа поля в зависимости от направления векторов Н и Е в отверстии связи. Распространяясь по впускному и выпускному каналам 6 и 7, СВЧ энергия поступает в приемно-передающие элементы 4 и 5, а затем - в анализатор 13 ;игнала, неся информацию об изменении величины сечения клапана с течением времени (фиг. 2).

Электромагнитная СВЧ энергия определенной длины волны с помощью, приейно-передающего элемента (например, элемента 4) вводится в один из каналов двигателя (например, в выпускной канал 7).

Проходя через сечение 9 открытого выпускного клапана СВЧ колебания попадают в камеру 11 Сгорания и в момент перекрытия клапанов (согласно приведеннной выше теории) через проходное сечение 10 запаздывания впускного клапана - во впускной канал б, где они попадают в приемно-передающий элемент 5, поступая затем в анализатор 13 (фиг. 3).

Этот режим работы одинаково применим к контролю работы как карбюраторных, так и дизельных двигателей, так как волноводнокоаксиальная линия в этом случае не используется.

Анализ работы газораспределительного механизма можно производить также йо сигналу, ораженному от движущегося клапана по возмущению электромагнитного поля в волноводе (амплитудно-фазовая модуляция).

Использование предлагаемого устройства позволяет также измерять практически все нужные параметры работы газораспределительного механизма двигателя внутреннего сгорания в любое время и в любом режиме его работы, что обеспечивает своевременную диагностику неисправностей и последующую регулировку клапанов. Бесконтактный, не требующий разборки двигателя контроль работы газораспределительного механизма, позволяет определить время начала открытия клапана, время его закрытия, отскок клапана, неплотную посадку клапана в седловину, фиксировать поломку пружины, перекосы клапана, работу коромысла. Контроль работы газораспределительного механизма устройством контроля по предлагаемому изобретению Поможет достичь максимальной МО1ЦностИ двигателя без потребления дополнитель

Horo топлива, увеличивает время его работоспособности, снижает затраты на ремонт своевременно остановленного двигателя, что в итоге дает значительный экономический эф- фект.

Формула изобретения

Устройство контроля двигателя внутреннего сгорания, содержащее генератор СВЧ колебаний, волноводно-коаксиальную линию, приемное устройство и анализатор сигнала, причем

выход генератора подсоединен к входу волнводно-коаксиальной линии, связанной выходом с приемным устройством, соеднненным с входом анализатора, отличающеес я тем, что, с целью расширения области применения, в него дополнительно введены два приемно-передающих элемента, входы которых подключены к выходу генератора, а выходы - к входу анализатора. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Патент США N 3703825, кл. 73-119, опублик. 1976.

;

i

ut,a

фиг.З