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

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ

Изобретение относится к устройствам для испытания и диагностики двигателей внутреннего сгорания преимущественно по частоте вращения коленчатого вала и может быть использовано при оценке качества топливной аппаратуры двигателей; Известно устройство для испытания двигателя внутреннего сгорания, содержащее частотный датчик скорости вращения вала двигателя, преобразователь частоты в напряжение селектор амплитудных значений угловой скорости, йращенкя и измеритель величины дисперсии амплитудных значений, соединенные последовательно 1 . Известные устройства имеют зубчатый элемент, жестко закрепленный на валу двигателя. Устройство измеряет амплитудные значения угловой скорости для всех цилиндров без перевязки отдельных периодов изменени суммарного крутящего момента к рабочему ходу соответствующих цилиндров, что вызывает значительные трудности при определении идентичности последовательных рабочих циклов для каждого -цилиндра в отдельности. В то же время известно, что неравномерность рт я1ределения смеси по цилиндрам двигателя может быть весьма значртельной, сложной и неодинаковой даже йля двигателей с одинаковыми схемами впускного тракта. Последнее обгьясняется меняющимися во времени колебаниями качества смеси по длине впускного тракта, что в свою очередь связано с неустойчивым характером некоторых процессов смесеобразования, различием промежутков времени между тактами впуска в цилиндрах, питающихся из одной ветви впускного тракта и т.д. Целью изобретения является распшрение функциональных возможностей устройства при определении степени идентичности последовательных рабочих циклов. Поставленная цель достигается тем, что в устройство дополнительно введены датчики границ Щ1КЛОВ и распределитель амплитудных значений, связанный с датчиками границ циклов и включешплй в связь селектора амплитудных значений угловой скорости и из39мерителя величшсы дисперсии амплитудных значений. На фиг. 1 представлена общая блок-схема устройства для автоматической оценки иденти ности последовательных рабочих циклов как для двигателя в целом, так и для каждого цилиндра в Отдельности; на фиг. 2 - блоксхема, устройства, в котором в качестве датчи ков границ циклов используются датчики моментов зажигания всех цилиндров; на фиг. 3 - блок-схема устройства, в котором в качестве датчиков циклов используется датчик верхней мертвой точки и датчик момента зажигания одного цилиндра. Устройство содержит зубчатый элемент 1, жестко закрепленный на валу двигателя, частотный датчик 2, преобразователь 3 частоты в напряжение, селектор 4 амплитудных значений угловой скорости вращения коленчатого вала, распределитель 5 амплитудных значений, измеритель 6 величины дисперсии амплитудных значений, датчики 7 границ цикла, соответственно датчик моментов зажигания первого цилиндра, датчик моментов зажигания второго, третьего цилиндра, датчик моментов зажигания четвертого цилиндра, высокочастотный генератор 8 прямоугольных импульсов, счетчик-шифратор 9, выходной регистр 10, входной ключ 11, блок 12 управления, формирователь 13, датчик 14 верхней мертвой то ки каждого цилиндра, формирователь 15, датчик 16 момента зажигания первого цилинд ра, формирователь 17, МИНИ ЭВМ 18. Примером конкретного выполнения устройства может служить устройство, .блок-схема которого приведена на фиг. 2, в котором чувствительным элементом системы является датчик 2 (индуктивный), расположенный в 1,5-2 мм от зубчатого элемента 1 маховика двигателя. Блок-схема второго примера конкретного выполнения устройства показана на фиг. 3. Чувствительным элементом системы (фиг.З является частотньш индукционный датчик, уст новленный напротив зубчатого элемента 1. Частотный датчик соединен с формирователем 13. Преобразователь 3 частоты в напряжение включает в себя высокочастотный генератор 8 прямоугольных импульсов, работающий с частотой 1 мГц, счетчик-шифратор 9 с цифро вым двоичным выходом, входной регистр 10, входной ключ 11 и блок 12 управления. Дат чиками 7 границ циклов являются датчик 14 верхней мертвой точки каждого цилиндра с формирователем 15 и датчик 16 момента зажигания первого цилиндра с формирователем 17. Функции формально разнесенных на блоксхеме селектора 4 амплитудных значений, распределителя «б амплитудных значений и измерителя 6 выполняет в данном случае МИНИ ЭВМ ДЗ-28 (18). Устройство работает следующим образом. При вращении коленчатого вала двигателя зубчатым элементом 1 в обмотке частотного датчика 2 наводятся импульсы напряжения, частота следования которых пропорциональна угловой скорости вращения коленчатого вала. Импульсы частотного датчика 2 поступают на преобразователь 3 частоты в напряжение, с выхода которого напряжение поступает на селектор 4 амплитудных значений угловой скорости вращения коленчатого вала, далее на распределитель 5 амплитудных значений и на измеритель 6 для определения дисперсии полученных амплитудных значений угловой скорости. Управляемый датчиками 7 границ цикла распределитель 5 амплитудных значений выявляет амплитудные значения угловой скорости, соответствующие конкретному цилиндру, а измеритель 6 определяет дисперсию их разброса. При отключении датчиков 7 границ цикла распределитель 5 амплитудных значений пропускает все амплитудные значения и определяется дисперсия по всей совокупности амплитудных значений. Тем самым оценивается степень иденшчности последовательных рабочих циклов для двигателя в целом. Примером работы конкретного устройства может служить работа устройства, блок-схема которого приведена на фиг. 2. При вращении двигателя в датчике 2 наводятся импульсы напряжения. Эти импульсы поступают на преобразователь 3 частоты в напряжение и затем последовательно на селектор 4 амплитудных значений и на измеритель величины дисперсии амплитудных значений. Датчиками 7 границ цикла в таком устройстве являются датчики моментов зажигания каждого цилиндра. Распределителем 5 амплитудных значений является электродный ключ, работающий в t импульсном режиме и открывающийся управляющим импульсом момента зажигания следующего цилиндра. Например, при определении степени идентичности последовательных рабочих циклов в первом цилиндре замыкается тумблер, подключающий к распределителю 5 амплитудных значений датчики моментов зажигания первого и третьего цилиндров (для двигателя с порядком работы цилиндров 1-3-4-2). В исходном состоянии при работе двигателя распределитель 5 амплитудных значений закрыт и сигнал с селектора 4 амплитудных значений не проходит в измеритель 6 определения дисперсии. По приходу импульса с датчика зажигания первого цилш1 дра распределитель 5 открывается и информа ция начинает поступать в измеритель 6 определения дисперсии. Импульс с датчика момента зажигания третьего цилиндра закрывает распределитель 5 амплитудных значений и информация с селектора 4 перестает поступать в измери1ель 6 для определения дисперсии. Таким образом, за серию периодов изменени суммарного крутящего момента в измерителе 6 определения дисперсии накапливается информация об амплитудных значениях угловой скорости за периоды изменения суммарного крутящего момента, соответствующие ли периодам, относящимся к рабочи м ходам пер вого цилиндра. Соответствующим включением тумблерами датчиков разных цилиндрот можно определят степень идентичности последовательных рабочих циклов для всех цилиндров двигателя в отдельности. Для определения степени иден тичности для двигателя в целом тумблера размыкаются, а распределитель 5 амплитудны значений переводится в режим непрерывной работы.-, Устройство (фиг. 3) работает следующим образом. При вращении двигателя в индуктивном частотном датчике 2 наводятся импульсы напряжения, формируемые затем соответствую щим формирователем 13 в импульсы прямоугольной формы. Эти импульсы являются основными рабочими импульсами, интервалы следования которых. непосредственно и определяются измерительной системой. Эти интервалы времени определяются количеством сосчитанных счетчиком-щифратором 9 за .врем между каждыми соседними рабочими импульсами высокочастотных заполняющих им пульсов, вырабатьшаемых высокостабильным генератором 8, работающим с частотой 1 мГц Сосчитанное количество заполняющих импульсов, закодированное в цифровой двоичный код, через входной регистр 10 и входной ключ 11 заводится в ЭВМ 18 умножением на постоянный коэффициент, переводитс в угловую скорость вращения коленчатого ва ла и посылается в свой регистр памяти ЭВМ. Входной регистр 10 предназначен для запоминания электрического сигнала, снимаемого с выхода счетчика-щифратора 9, на время ввода информации в ЭВМ. Подобным образом в память машины 18 вводятся мгновенные значения угловой скорости вращения коленчатого вала за ранее установленную серию последовательных рабочих циклов, например, 50. Для двигателей автомобилей ВАЗ, имеющих 129 зубцов на венце маховика 1, за один период изменения суммарного крутяп1его момента, равного 180° поворота коленчатого вала, регистрируется 64 значения мгновенной угловой скорости вращения через каждые 0,049 рад поворота коленчатого вала. Для определения степени идентишости последовательных рабочих циклов в каждом отдельном цилиндре в систему введены датчики границ цикла, а именно датчик 14 верхней мертвой точки каждого цилиндра с формирователем 15, отмечающий границы каждого периода изменения суммарного крутящего момента и датчик 16 момента зажигания первого цилиндра с формирователем 17, только по приходу сигнала с которого блок управления разрещает ввод информации в ЭВМ (18). Таким образом задается так называемая точка отсчета. Поскольку порядок работы цилиндров конкретного испытуемого типа двигателя известен и неизменен, то программное обеспечение работы ЭВМ (18) составлено таким образом, что она определяет амплитудные значения угловой скорости вращения коленчатого вала за каждый отдельный период измене1шя суммарного крутящего момента, распределяет их по цилиндрам и находит дисперсию разброса амплитудных значений угловой скорости, характеризующую степень идентичности последовательных рабочих циклов в отдельности для каждого цилиндра и двигателя в целом непосредственно во время испытаний. Использование предлагаемого устройства для испытания двигателей внутреьшего сгорания создает следующие технико-экономические преимущества по сравнению с известным. -позволяет оперативно контролировать степень идентичности последовательных рабочих циклов для каждого цилиндра в отдельности в условиях массового производства (без вмещательства в конструкцию двигателя); -увеличивает точность и объективность контроля при уменьшении сложности и трудоeHiKocTH измерения. Показания устройства могут использоваться персоналом, проводящим испытания для уточнения регулировок двигателя непосредственно во время проведения испытаний, что сокращает время доводки двигателя; - возможность оценки идентичности последовательных рабочих 1ЩКЛОВ по каждому цилиндру двигателя в отдельности способствует увеличению топливной экономичности и снижению токсичности как серийных, так и вновь разрабатываемых двигателей внутреннего сгорания. 797 Формула изобретения Устройство для испытаиия двигателя внутрениего сгорания, содержащее частотный датчик скорости. вращения вала двигателя, преобразователь частоты в напряжение, селектор амплитудных значешй угловой скорости вращения и измеритель величины дисперсии амплитудных значений, соединенные последоватешлю, отличающееся тем, что, с целью расширения функщюнальных возможностей устройства, в него дополнительно введены датчики границ циклов и распределитель амплитудных значений, связанный с датчиками границ циклов и включенный в связь селектора амплитудных эначеннй угловой скорости и измерттеля величины дисперсии амшштудных значений. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР по -заявке N«2559633/25-06, кл. G 01 М 15/00/ 1977.

0i/g.2

fff