Устройство для виброакустического контроля состояния двигателя внутреннего сгорания

Союз Соеетскик Социалистических Реслублес(21) 2704590/25 с присоединением заявки М осударстеенный комитет СССР по делам изобретений н открытиб) ПриоритетОпубликовано 301080, Бюллетень Мо 4 Дата опубликован описания 30,10.80 72) Авторы изобретения В. Г. Макаров и В. В. Же Рижское специализированное конструкторское и проектнотехнологическое бюро по диагностике автомобилейМинистерства автомобильной промышленности СССР) Заявитель 4) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВИБРОАКУСТИЧЕСКОГ КОНТРОЛЯ СОСТОЯНИЯ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ суще ение го помощью можно о троль только в теч аботы двигателя.стоящего изобретения вышение эффективности, печения возможности пе онтролируемого фазовог изменения вибросигнал сего цикла. то что с ствлять ко полуциклаЦелью н является и путем обе рестройки интервала в течение 1Изобретение относится к области контрольно-измерительной техники, к средствам диагностики двигателей и автомобилей и может быть применено на станциях и постах диагностики 5 автомобилей.Известны устройства для виброакустического контроля состояния двигателя внутреннего сгорания, содержащие канал регистрации вибро-сигнала и канал управления, выполненный в виде генератора импульсов верхней мертвой точки, управляющей е цепи, транзистора, конденсатора, логической схемы и переключателя, причем, канал регистрациивыполнен в виде датчика вибраций с усилителем, связанным через аналоговый ключ с регистратором, при этом, генератор.импульсов соединен через управляющую 20 цепь с базой транзистора 11.Принцип действия таких устройств позволяет исследовать состояние двигателя только в одном определенном фазовом интервале (например, 60-80 о )2 и не дает возможности перестраивать его, чтобы производить контроль состояния двигателя в любой фазе поворота коленчатого вала. Недостатком данного устройства является также 3 Указанная цель достигается тем, что в канал управления дополнительно введены преобразователь частота- напряжение, преобразователь напряжение-ток, задатчики фазы, компараторы и одновибратор, а в канал регистрации-осциллограф, причем, преобразователи подсоединены последовательно к генератору импульсов, к входу преобразователя напргжениеток подключен конденсатор с разрядным транзистором и компараторы, другие входы которых соединены с задатчиками фазы, вход одновибратора соединен с выходом одного иэ компараторов а выход - с каналом регистрации, вход осциллографа соединен с выходом аналогового ключа, вход Х соединен с конденсатором канала управления, а вход 2 - с выходом логической схемы.На фиг1 приведена блок-схемаустройства; на фиг, 2 и 3 - схемывременных сигналов.Устройство виброакустического контроля состоит иэ канала регистрации-вибросигналов 1 и канала управления 2.Канал регистрации 1 вибросигналов содердит последовательно соединенные датчик вибрации 3, усилитель4, аналоговый ключ 5, регистратор 6и осциллограф 7, вход которого соединен с выходом аналогового ключа 5.Канал управления 2 содержит генератор 8 импульсов верхней мертзойточки поршня цилиндра, последовательно подсоединенные к нему преобраэователи частота-напряжение 9 и напряжение -ток 10. К выходу преобразователя 10 подключены вход Х осциллографа 7, конденсатор 11 и тракзистОр 12, база которого через управ Оляющую цепь 13 подсоединены к выходугенератора импульсов 8. К выходу преобразователя 10 подключены входы компараторов 14 и 15, а выходы их подсоединены к входам логической схемы16. Другие входы компараторов 14 и15 соединены с задатчиками фазы 17и 18, выполненными в виде делителейнапряжения, к подвижным контактамкоторых подключены индикаторы. Выход логической схемы 16 связан с входом Е осциллографа 7 и посредствомпереключателя 19 с входом синхронизации осциллографа 7 и управляющимвходом аналогового ключа 5. К выходуодного из компараторов, например 14,подключен одновибратор 20, которыйпосредством переключателя 19 такжесвязан с входом синхронизации осциллографа 7 и управляющим входоманалогового ключа 5. 40Генератор импульсов 8 состоит иэдатчика 21, верхней мертвой точки. идатчика импульсов 22 1-Ой свечи,подсоединенных соответственно к входам "Счет" (Т) и "Сброс" (Р) триггера 23, к выходу которого подключенформирователь импульсов 24.Устройство работает следующим образом.Исследуемый вибросигнал воспринимается датчиком вибрации 3, например, акселерометром, установленным ка двигателе, усиливается усилителем 4 и через аналоговый ключ 5поступает в регистратор 6 и вход осциллографа 7, Вибросигкал поступает врегистратор 6 и вход осциллографа7 только при наличии сигнала от канала управления 2 ка управляющемвходе аналогового ключа 5, В моментзажигания сигнал ст датчика 22, уста- Оновленного в цепи зажигалка первого цилиндра, подается на вход (" Сброс" )триггера 23. Датчик 21 верхней мертвойточки гекер-тора импульсов 8 фиксирует момент прохякдеч 11 л верхней мертвой 65 точки поршнем первого цилп 11 нра и подает сигнал на вход Т ("С 1 ет" тр 1;ггера 23,Напряжение ка выходе триггера 23появляется в момент прохождс:11 ил верхней мертвой точки поршнем 11 ервого цилиндра, соответствуя усновкос.гу .:ачалуцикла работы двигателл, и ис;сеэает ьмомент повторного прохотсс 1 екил верхней мертвой точки поршнем нервов: циЛИНДРа В ТЕЧЕНИЕ ОДКОПО ЦИКЛа Работы двигателя, характери-уя час"готувращения коленчатоо вана двигателя.Сигналы от триггера 23;1 остус:"ютформирователь импульсов 24, и с вы"хода его в виде, предс "а 11 не 1 Ом нафиг, 2 а (для малои скоро.ги враше -НИЯ КОЛЕНЧатОГО Вана ДВ 11 Гатэ.с 1 Л) Ифиг. 3 (длл высокой скорости вра "еКИЯ КОЛЕНЧатОГО Вада,с 1 В 11 Га ТЕН 11 ) ПОдаются на преобразова:ень частотанапряжекие 9. С выхода преобразователя 9 капрлжекие, прямо пропорциональное частоте импульссзв,;1 ОСтупает ка преобразоватег 1 ь насрлжевие -тОК 10. ТОк ка выхОде прес бразОэавтеля 10 имеет линейную зависимостьот подаваемого ка его вход кап.лже -ния, поэтому капряжение ка конденсаторе 11 возрастает линейно, и с.кОрость нарастания напряжения на конденсаторе 11 прямо 11 ропорциокалькатоку заряда, и следователь 1:О, частоте вращения коленчатого вала двигателя. Сигналы с формировагеля импульсов 24 поступают через управляющую цепь 13 на базу разрядного трак -зистОра 12, через который раэрлжзет -ся конденсатор 11 по Окснчакии к-.ждого цикла работы двигателя,Амплитудное значение :1 апрлжекилна кондейсаторе 11 является величиной постоянной, так как с увели.екием частоты вращечил коленча:оговала двигателя возрастает зарядныиток конденсатора, ко пропорциональчо этому уменьшается время зарядаконденсатора, и соотвегс:вует максимальной фазе (720) поворота коленчатого вала двигатеня,Максимальное напряжение на эадатчиках фазы 17 и 18 выбрачо так,чтОбы сООтветстВОВасгь амплитудксмуэкачению напряжения ка конденсаторе11. Во время измерений напряжение какаждом иэ задатчиков фазы 17 и 18устанавливается операторсм соответственно контролируемому фазовому и 1 : -тервалу работы двигател.При достижении на конденсаторе11 величины напряжения, равной напряжению ка задатчике фазы .7, комп -ратор 14 подает сигнал ка неги;екуюсхему 16, При достижении ка ксн.дсаксаторе 11 величины напряжения, авко 1напряжению на эадат:ике фазы .8, компаратор 15 также полне сп лач илогическую схему .",6,ЛОГИЧЕСКОЙ СХЕМЫ 16 .1 а К 1 асмент поступления сигнала с компаратора 14 и оканчивается в момент поступления сигнала. с компаратора 15. В течение этого времени аналоговый ключ 5 пропускает вибросигнал от двигателя к регистратору б и входу осциллографа 7 (положение 1 переключателя 19).При исследовании состояния двигателя в заданной фазе поворота коленчатого вала при достижении напряжения на конденсаторе 11, равного напряжению на задатчике фазы 17, срабатывает компаратор 14, Срабатывание компаратора 14 приводит к запуску одновибратора. 20, сигнал с выхода которого при позиции 11 переключателя 19 поступа ет на вход аналогового ключа 5, который в течение поступления сигнала с одновибратора 20 пропускает вибросигнал от двигателя к регистратору б и входу осциллографа 7. Одновременно сигнал с одновибратора 20 поступает на вход 7 осциллографа 7, обеспечивая подсветку исследуемого вибро 4 сигнала.При исследовании состояния двигателя во всем фазовом интервале (от 0 до 720 о ) напряжение на конденсаторе 11 подается на вход Х осциллографа 7. Аналоговый ключ 5 открыт постоянио (позиция 1 переключателя 19) и сигнал с усилителя 4 поступает на вход осциллографа 7. Подача напряжения с конде сатора 11 на вход Х осциллографа 7 обеспечивает развертку вибросигнала по углу поворота коленчатого вала двигателя независимо от частоты вращения коленчатого вала двигателя.Изменяя напряжение на задатчиках фазы 17 и 18, оператор может сигналом с логической семы 1 б, подклю- щ ченной к входу 1 осциллографа 7, подсвечивать на экране осциллографа 7 вибросигнал от двигателя в любом фазовом интервале от 0 до 720 О. Подсвечивая экстремальные значения Вибросигнала, оператор может определить их фазу по показанию задатчика Фазы, а затем развернуть вибросигнал во временном масштабе, установив переключатель 19 в позицию 1, а переключатель "Синхронизация" осциллографа 7 в положение "Внешняя синхронизация". Изобретение положено в основу разрабатываемого прибора "Мотор-тестер виброметрический", который, в отличие от существующих приборов аналогичного назначения, позволит значительно усовершенствовать метод виброак сгического контроля состояния двигателей и ускорить процесс обнаружения дефектов различных деталей двигателей без из разборки.Формула изобретенияУстройство для виброакустического контроля состояния двигателявнутреннего сгорания, содержащее канал регистрации вибросигнала и каналуправления, выполненный в виде генератора импульсов верхней мертвой точки, управляющей цепи, транзистора,конденсатора, логической схемы и переключателя, причем, канал регистрации выполнен в виде датчика вибраций с усилителем, связанным черезаналоговый ключ с регистратором, агенератор импульсов соединен черезуправляющую цепь с базой транзистора,о т л и ч а ю щ е е с я тем, что,с целью повышения эффективности путем обеспечения возможности перестройки контролируемого фазового интервала и измерения вибросигналов в течение всего цикла, в канал управления дополнительно введены преобразователь частота-напряжениепреобразователь напряжение-ток, задатчики фазы, компараторы и одновибратор,а в канал регистрации-осциллограф,причем, преобразователи подсоединеныпоследовательно к генератору импульсов, а к выходу греобразователя напряжение-ток подключены конденсатор сразрядным транзистором и компараторы, другие входы которых соединены сзадатчиками фазы, вход одновибраторасоединен с выходом одного иэ компараторов, а выход - с каналом регистрации вход осциллографа соединен свыходом аналогового ключа, вход Хс конденсатором канала управления, авход Е - с выходом логической схемы.Источники информациипринятые во внимание при экспертизе1, Патент СССР Р 473380,кл, 0 О 1 М 15/00, 1972,775652 7 О лиал ППП Патент,Ужгород, Ул.Проектная, 4 О чо вниипи Тираж 1019 аказ 7734/58 одписное