Способ оценки неравномерности работы двигателя внутреннего сгорания и устройство для его осуществления

(19) О 1) 5 С 01 И 15/00 ЕНИЯ ЧцК Ц)коленчят г оставляю угол поворота цикл работы д ого вяля зЦ- уголу соседними ател редовяния всп ежд ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕН А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(71) Сибирский научно-исследовательский институт механизации и электрификации сельского хозяйства(54) СПОСОБ 01 ЕНКИ НЕРАВНОМЕРНОСТИРАБОТЫ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРГННЕГО СГОРАНИЯ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ(57) Изобретение относится к приборостроению и может использоваться дл определения неравномерности работыцилиндров двигателя внутреннего сгорания ДВС в условиях эксплуатации.Пель - упрощение и повынеьие точности определения неравномерности многоцилиндровых ДВС в условиях эксплуатации, В стационарном режиме работыдвигателя без нагрузки устанавливаютФиксированную, например, номинальнуючастоту вращения, выделяют из сигнала ускорения коленчатого вала гармонику, совпадающую с частотой циклаработы двигателя, и гармонические1629777группами из двух и более цилиндров, при этом число таких групп в цикле работы двигателя четное Г - частотаЭ Ц цикла работы ДВС, Е - номер гармо 5 нической составляющей. Кроме того, выделяют составляющую, совпадающую с четвертой гармоникой частоты вращения коленчатого валя, и находят отношение амплитуд выделенных гармоник к амплитуде четвертой гармоники. Затем двигатель нагружают и на той же частоте вращения вновь измеряют амплитуды указанных гармоник и находят их Изобретение относится к приборостроению и может быть использованодля оценки неравномерности работыдвигателей внутреннего сгорания приих диагностировании.Цель изобретения - повышение точности оценки.На чертеже представлена блок-схема устройства для осуществления способа.Устройство содержит соединенныепоследовательно датчик 1 меток углоного положения коленчатого вала,преобразователь 2 частоты следованияимпульсов в напряжение, дифференциатор 3 и блок 4 перестраинаемых поло 35совых Фильтров, блок 5 выпрямителей,блок б аналоговых делителей, блок 7индикаторов, а также измеритель 8частоты вращения, подключенный к выходу преобразователя 2, Блоки 4-7состоят. из шести одноименных элементов, подсоединенных к выходу дифФеренциатора 3 параллельно в видешести последовательных цепей, причемвыход выпрямителя 5 пернои последова 1 ельной цепи подключен к вторымвходам аналоговых делителей второйи шестой последовательных цепей свторой по шестую, а второй вход делителя первой последовательной цепи подключен к источнику опорного напряжения. Датчик 1 меток углового положения выполнен н виде последовательно соединенных индуктивного первичного преобразователя, установленного в кожухе маховика напротив его зубчатого венца, триггера 111 митта, Формиотношения с тем, чтобы по разностиэтих отношений под нагрузкой и на холостом ходу судить о степени неравномерности цилиндров. Устройство дляосуществления этого способа содержитизмеритель частоты вращения 8, блок 4перестраинаемых полосовых Фильтров,блок 5 выпрямителей-измерителей амплитуд гармоник, блок б аналогоных дели"телей, источник опорного напряженияи блок 7 индикаторон, 2 с.п.ф-лы, .1 ил,рующего из двухполярного сигнала первичного преобразователя однополярныйпрямоугольный импульс, и ждущегомультивибратора, генерирующего прямоугольные импульсы стандартной длительности и амплитуды. Преобразователь 2 частоты следонания импульсовв напряжение может быть выполнен впростейшем случае н виде активногоФильтра низких частот, полоса пропускания которого должна быть пире, чемчетвертая гармоника частоты вращения.Дифференциатор 3 выполнен на микро"схеме операционного усилителя. Перестраиваемые полосовые Фильтры блока4 могут быть выполнены в виде узкополосных КС-фильтров, центральнаячастота которых может. изменятьсявручную путем переключения КС-цепочек или автоматически с помощьюнапряжения, поступающего с измерителя частоты вращения, С помощью этого напряжения может осуществлятьсяизменение одного иэ резисторов БСФильтра, В качестве активного сопротивления при этом используется сопротивление канала полевого транзистора. Выпрямители блока 5 средне- выпрямленного значения сигнала также могут быть выполнены на микросхеме операционного, усилителя. Делители блока 6 могут быть выполнены на микросхеме аналогового перемножителя 525 ПС 1 или 525 ПС 2 н режиме деления, Индикаторами блока 7 могут быть гальванометры (вольтметры), Измеритель 8 частоты вращения содержит активный Фильтр низких частот с узкой полосой пропускания для выделения постоянной составляющей сиг10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 5. 162нала и последовательно соединенныйс ним гальванометр (вольтметр).Способ осуществляют следующим образом.Сигнал с датчика 1 меток углового положения подается на преобразователь 2, где частота следования импульсов прямоугольной формы преобразуется в напряжение. Напряжение изменяющейся амплитуды с преобразователя 2 поступает на измеритель 8 частоты вращения, где выделяется постоянная составляющая сигнала и одновременно поступает на дифференциатор 3, с входа которого сигнал, пропорциональный мгновенным значениям ускорения вращения коленчатого вала двигателя, подается на входы фильтров блока 4 перестраиваемых полосовых фильтров (фильтр первой цепи настраивается на частоту, кратную четвертой гармонике частоты вращения, остальные фильтры при испытании четырехтактного ДВС настроены на частоты: фильтр второй цепи - на кратную 0,5 гармонике частоты вращения, фильтр третьей цепи - кратной 1 гармонике частоты вращения, фильтр четвертой цепи - кратную 1,5 гармонике частоты вращения, фильтр пятой цепи - кратную 2 и фильтр шестой цепи кратную 3 гармонике частоты вращения вала двигателя). Далее в каждом канале. измерения сигналы, пропорциональные соответствующим гармоникам, через выпрямители блока 5 подаются на входы аналогового делителя 6. На один из входов каждого делителя 6 подается сигнал, пропорциональный четвертой гармонике частоты вращения, а на второй вход каждого делителя блока 5, кроме первой цепи, подается сигнал с соответствующих выходов выпрямителей 5, на второй вход делителя первой цепи подается напряжение с источника опорного .напряжения, соответствующего нормированному для контролируемой марки делителя значению (и отражающему среднюю мощность двигателя, т.е. без учета нЕравномерности работы цилиндров), с делителя 7 сигналы, пропорциональные отношениям соответствующих гармоник к четвертой гармонике частоты вращения коленчатого вала Ьбок 1 =Е1 а = гЕФ1 а = а :"е1 з = =у/1), поступают на индикаторы 7. 9777 6Амплитуда каждого из этих сигналовхарактеризует степень неравномерности работы цилиндров конкретноготипа двигателя.1 Перед измерениями настраиваютфильтры блока 4 на соответствующие частоты (при ручной перестройке). Систочника опорного напряжения (не показан) подают на второй вход делителя первой цепи напряжение, соответствующее нормированному (эталонному) значению составляющей ускорения,кратной четвертой гармонике частотывращения для контролируемой маркидвигателя. На холостой ходу (без нагрузки) устанавливают двигателю частоту вращения (например, номинальную), при которой оценивается неравномерность работы цилиндра. Регистрируют значения отношений соответствующих гармоник блоком 7. Затем при номинальной нагрузке устанавливают двигателю ту же частоту вращения (номинальную) и вновь регистрируют значения отноше-. ний соответствующих гармоник. Показания индикатора первой пепи характеризуют отличие средней мощности двигателя от сняты; нормативной (эталонной), а разность показаний индикаторов цепей с второй по шестую, сня тых под нагрузкой и при холостом ходу двигателя, характеризует неравномерность работы цилиндра. Формула изобретения 1. Способ оценки неравномерности работы двигателя внутреннего сгорания, включающий измерение частоты вращения и углового ускорения коленчатого вала в стационарном режиме, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повьпlения точности, устанавливают номинальную частоту ращения коленчатого вала двигателя без нагрузки, измеряют амплитуду гармонической составляющей углового ускорения коленчатого вала совпадающей с частотой цикла работы двигателя, и амплитуды заданных гармонических составляющих частоты вращения, затем измеряют амплитуду гармонической составляющей углового ускорения коленчатого вала, совпадающей с четвертой гармоникой частоты вращения, находят1629777 Составитель Н,Аристов Техред М.дидык Корректор А. Осауленко Редактор Л.Зайцева Заказ 433 Тираж 353 ПодписноеВНИИИИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина, 101 отношения амплитуд измеренных гармоник к амплитуде этой гармоники, после чего двигатель нагружают и осуществляют на номинальной частоте вращения повторные измерения амплитуд гармоник и рассчитывают их отношения, а по разности отношений под нагрузкой и на холостом ходу оценивают неравномерность. 102. Устройство для оценки неравномерности работы двигателя внутреннего сгорания, содержащее последовательно соединенные датчик углового положения коленчатого вала, преобразователь частоты следования импульсов в напряжение, измеритель частоты вращения и диФФеренциатор, а также источник напряжения, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повыщения точности, устройство дополнительно содержит блок перестраиваемыхполосовых Фильтров, блок выпрямителей-измерителей амплитуд гармоник,блок аналоговых делителей, источникопорного напряжения и блок индикаторов, причем полосовые Фильтры входами соединены с диФФеренциатором, аих выходы через соответствующие выпрямители-измерители амплитуды соедииены с первыми входами соответствующих аналоговых делителей, выходыкоторых соединены с индикаторами,а второй вход делителя канала измерения четвертой гармоники соединенс источником опорного напряжения, авторые входы остальных делителей соединены с выходом измерителя четвертой гармоники,