Устройство для диагностики дизельного двигателя внутреннего сгорания

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз Советских Социалистических Респубиик(22) Заявлено 17, 12.79 (21) 2854781/25 с 06 ) М с присоединением заявки йо 601 М 15/00 ГосударственныЯ коматет СССР оо аеаам кзобретемяЯ и открнткЯ(53) УДК,621. 436.001.5.(088. 8) Дата опубликования описания 07,09,81,К- Р.А,Ивашев, Л.Ю,Когосов и Г.Ф,Йорозовч,1Б(54 ) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДИАГНОСТИКИ ДИЗЕЛЬНОГО ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ .1Изобретение относится к областивиброакустической диагностики дизЕлей,Известные устройства для диагностики дизельного двигателя внутреннего сгорания, содержащие датчик верх-ней мертвой точки, формирующий каскад, триггер, избирательный усилитель, пороговый элемент, формирователь импульсов, датчик вибраций, источник опорного напряжения и делитель напряжения, причем датчик верх"ней мертвой точки связан через формирующий каскад с триггером, к выхо"ду которого через последовательносоединенные избирательный усилитель,пороговый элемент и формирователь им-.пульсов подключен датчик вибраций, аисточник опорного напряжения связанчерез делитель напряжения со входомпорогового элемента (1,В этих устройствах в качестне дат" чика синхронизации использован пье.зоэлектрический датчик вибраций, установленный, например, на форсунке заданного цилиндра, Датчик вибраций фиксирует шум, который возникает в форсунке в момент впрыска топлива один раз в цикл работы двигателя. 2Достоинством этого устройства является малые, затраты времени на ус"тановку. датчика вибраций, котораяосуществляется:без демонтажа топливной аппаратуры, например, непосредственно. на корпус форсунки.Однако, недостатком известногоустройства является большая трудоем 1 О костд процесса диагностирования, вызванная ручными операциями по выборуиз.йослЕдовательнооти импулЬсов ВХТопорных импульсов и ручными операциями по регулировке, порога срабатывания канала синхронизации,1 Последний недостаток вызван тем,что датчик вибраций, установленныйна форсунке двигателя, фиксирует нетолько шум, воэникающий от впрыскатоплива в этой фюрсунке (полезный2 О сигнал), ио н шум (помеху) от впрыска топлива. в других форсунках двигателя, а также шум от удара поршня огильзу при перекладке поршня, припосадке клапанов в гнезда и т.д.Обычно для дизельных двигателей полезный сигнал превышает помеху не менее чем в два раза,В известных устройствах операторперед началом диагностирования с поЗО,мощью осциллографа вручную регулирует порог срабатывания порогового элемента в канале синхронизации до тйспор, пока помеха не станет меньше порога срабатывания порогового элемента и нэ выходе последнего не появлятся импульсы с частотой впрыска топлива в заданный цилиндр.Однако вследствие неидентичностиустановки датчика вибраций от однойфорсунки к другой, от одного двигателя к другому, измеНения скоростного режима, различной температуры ивлияния других факторов амиитудасигнала с датчика вибраций не остается постоянной при его перестановке на другие Форсунки. Поэтому оператор при перестановке датчика вибраций вынужден вновь вручную повторять процесс регулировки канала синхронизации,.что увеличивает трудоемкость процесса диагностирования.Целью настоящего изобретения яв Оляется снижение трудоемкости.укаэанная цель достигается тем,что в устройство введен делительчастоты, причем, выходФормирующего каскада через делитель частоты 25связан с управляющим входом источника опорного сигнала, сигнальныйвход которого подключен к выходу избирательного усилителя, Источник опорного напряжения выполнен в виде пре-,яобразователя максимальных значений,элемента памяти и элемента задержки,причем, к выходу преобразователяподключен элемент памяти, а к управляющему входу элемент задержки, входкоторого объединен с управляющим вхо-дом элемента памятИ и служит управляющим входом источника, а вход преобразователя максимальных значенийи выход элемента памяти служат соответственно сигнальными входом и 4 Овыходом источника,На чертеже приведена схема устройства,Устройство содержит датчик 1 верхней мертвой точки(ВМТ), соединенный 45через формирующий каскад 2 с единичным входом триггера 3, датчик вибраций 4, связанный через последонательно соединенные избирательный усилитель 5, пороговый элемент б и Фор- Ямирователь 7 импульсов с нулевымвходом триггера 3; источник 8 опорного напряжения, снязанный через делитель напряжения 9 с опорным входом порогового элемента б, сигнальный вход источника 8 подключен к выходу избирательного усилителя 5, ауправляющий вход источника через делитель частоты 10, коэффициент деления которого равен двум, подсоединенк выходу формирующего каскада 260Источник 8 опорного напряжения содержит преобразователь 11 максимальных значений, к выходу которого подсоединен элемент памяти 12, а к управляющему входу - элемент задержки 65 13; вход элемента задержит 13 объе- . динен с управляющим входом элемента памяти 12 и образует управляющий вход источника 8, вход преобразователя 11 образует сигнальный вход источника:, а вйход элемента памяти 12 выход источника.Устройство работает следующим об-. разом.Датчик вибраций 4 установлен на форсунке второго цилиндра 4 - цилиндрового двигателя с последовательно- стью работы цилиндров1 - Щ - Й/ - в", а датчик 1 ВМТ вырабатывает сигналы в моменты прохождения ВМТ поршнями первого и четвертого цилиндра, т.е. за один цикл работы дви" гателя датчик 1 вырабатывает два сигнала ВМТ. В качестве опорного сигнала ВМТ выбран сигнал который соответствует моменту ВМТ первого цилиндра на такте сжатия.По сигйалам с датчика 1 формирующий каскад 2 Формирует узкие прямоугольные импульсы так, что на его выходе образуется последовательность имлульсон с частотой следования Юв, равной частоте вращения коленчатого вала двигателя и удвоенной частотецикла работы двигателя, т.е,Импульсы с выхода формирующего каскада 2 поступают на вход делителя частоты 10, на выходе которого образуется последовательность импульсов с частотой следования в дна раза меньшей входной, т.е. равйой частотецикла работы днига=ателя.Сигнал датчика вибраций 4, уста- новленного на форсунке второго цилиндра, поступает на избирательный усилитель 5. Последний осущесвляет усиление нибрационного сигнала и . его селекцию в полосе частот, соответствующей максимальной интенсивности колебаний, возникающих при, впрыске топлива в Форсунку. С выхода усилителя 5 сигнал поступает на сигнальные входы порогового элемента. б и источника 8 опорного напряжения. При поступлении импульса с выхода делителя частоты 10 на управляющий вход источника 8 опорного напряжения на выходе последнего образуется сигнал постоянного нап,ряжения, рав" ный по уровню максимальному значению импульсного сигнала на выходе усилителя 5. В момент поянления следующего импульса на выходе делителя частоты 10, т.е. через период цикла работы двигателя, на выходе источника 8 вновь образуется сигнал постоянного напряжения, равного по уровню максимальному значению импульсного сигнала усилителя 5. Описанные выше операции повторяются внонь и, таким образом, на выходе источника 8 каждый раз через интервал времени, равный периоду цикла работы днигатеВведение делителя частоты и выполнение источника соопорного напряжения в виде преобразователя масимальных значений с элементом памяти и элементом задержки выгодно отличает предлагаемое устройство от прототипа, так как позволяет снизить трудоемкость процесса диагностирования путем автоматизации выделения последовательности опорных импульсов независимо от колебаний режимов работы двигателя,от изменения характеристик датчика вибраций, от условий его установки и т.д,ля, фиксируется постоянное напряжение, уровень которого равне максимальному значению 0 импульсного сигнала на выходе усилителя 5 за истекший период цикла работы двигателя.Сигнал с выхода источника 8 посту пает на вход делителя напряжения 9, коэффициентделения которого равен К, Значение коэффициента К определя" ется максимальным значениям цикловой нестабильнрсти вибрационноГо сигнала. При этом на входе порогового элемента б, соединенном с выходом источника 8, образуется постоянное напряжение Ок = ОюК , меньшее по уровню максимального значения вибрационного сигнала.. 15Произошел впрыск топлива в форсунке второго цилиндра. Тогда при появлении первого же импульса вибрацн- онного колебания с амплитудой, пре" вышающей уровень О, пороговой эле О мент 6 срабатывает и на выходе формирователя 7. появляется импульс, поступающий на нулевой вход триггера 3. На выходе последнего образуется нулевой сигнал. Через половину оборо" 25та коленчатого вала датчик 1 ВМТ формирует сигнал о прохождении поршнем первого цилиндра момента верхней мертвой точки в конце такта сжатия. Этот сигнал является опорным и Зр его необходимо выделить из последовательности сигналов . С выхода формирующего каскада 2 импульс поступает на единичный вход триггера 3 и перебрасывает его в единичное состояние. Передний фронт единичного сигнала с выхода триггера 3 соответствует моменту ВМТ первого цилиндра натакте сжатия.Через один оборот на выходе фор" мирователя 2 датчика 1 появляется 40 сигнал о прохождении поршнем четвертого цилиндра момента ВМТ на такте, сжатия. Это импульс потверждает еди" ничное состояние триггера 3 и следовательно, импульс на выходе последне га не образуется. Через половину оборота вновь начинается впрыск топлива во второй цилиндр, при этом срабатывает пороговый элемент б и сбра,сывает триггер. 3 в исходное нулевое состояние. Далее описанный выше процесс повторяется. В результате иа выходе устройства образуется последовательность импульсов с частотой следования, равной частоте циклов работы двигателя, и передний положительный фронт которых соответствует моменту прохождения ВМТ первого цилиндра на такте сжатия. Таким образом, на выходе устройства образуется последовательность импульсов, ко-. 60 торая является опорной для устройств диагностики, измеряющих фазовые ха" . рактеристики двигателей, осуществляющих временную селекцию за цикл работы двигателя и т.д б 5 Если в качестве опорных необходимо выделить импульсы ВМТ в момент прохожцения ВМТ на такте сжатия порш-нем четвертого цилиндра, то датчик вибраций 4 устанавливают на. форсунку третьего цилиндра,:Пусть вследствие изменения скоростного или температурного режимов двигателя в в раз изменился, уровень сигналов с датчика вибраций 4. Во столько же раз изменится. уровень сигнала на сигнальном входе порогового элемента б. При этом независимо от оператора в в раз изменится и максимальное напряжение на выходе источника 8 опорного напряжения и, следовательно, во столько же раз изменится уровень напряжения иа опорном входе.порогового элемента б, Функционирование устройства при этом не изменится.Источник 8 опорного напряжения ра-,ботает следующим образом.Сигнал с выхода избирательногоусилителя 5 поступает на сигнальныйвход преобразователя 11 максимальных значений. При этом на выходе последнего образуется сигнал постоянногонапряжения, равный по уровню максимальному значению импульсного сигнала на выходе усилителя 5. В моментпоявления импульса на выходе делителя частоты 10 элемент памяти 12 фиксирует на своем выходе сигнал, равный по уровню сигналу на выходе преобразователя 11. Через интервал времени, определяемый элементом задержки 13 и необходимый для уверенной переписи сигнала с выхода преобразователя 11 в элемент памяти 12, преобразователь 11 устанавливается в саста" яние, соответствующее нулевому сигналу на его выходе. К моменту появления следующего импульса на выходе делителя частоты 10, т.е, через период цикла работы двигателя, на выходе преобразователя 11 вновь образуетея сигнал постоянного напряжения, равного по уровню максимальному значению импульсного сигнала на выходе усилителя 5, Описанные выше операции повторяются каждый цикл работы двигателя.862027 формула изобретения ь Н.Патрахальцев Бабинец Корректор Е. Щомак Составит Техред А Редакт л 907 Подписноетвенного комитета СССРобретений и открытий-35, Раушсйая наб.; д. 4/ Заказ Тираж ВНИИПИ Госуд по дела 35, москв30 ектная филиал ППППатент Ужго1. Устройство для диагностики дизельного двигателя внутреннего сгорания, содержащее датчик верхней мертвой точки, формирующий каскад, триггер, избирательный, усилитель, пороговый элемент, формирователь импульсов, датчик вибраций, источник опорного напряжения и делительнапряже)-,ния, причем датчик верхней мертвойточки связан через Формирующий каскад с триггером, к входу которого через последовательно соединенные избирательный усилитель, пороговый элемент и формирователь импульсов подключен датчик вибраций, а источникопорного напряжения связан через делитель напряжения со входом порогового элемента, отличающееся тем, что,с целью снижения трудоемкости, в устройство .введен делитель частоты,причем выход формирующего каскадачерез делитель частоты связан с управляющим входом источника опорного напряжения, сигнальный вход которого подключен к выходу избирательного усилителя.2. Устройство по п,1, отличающееся тем, что источник опорного нап-. ряжения выполнен в виде преобразователя максимальных значений, элемента памяти и элемента задержки, причем к выходу преобразователя йодкрючен элемент памяти, а к управляю"щему входу -.элемент задержки, вход которого объединен с управляющим входом элемента памяти и служит управляющим входом источника; а вход преобразователя максимальных значений и выход элемента памяти служат соответственно сигнальным входом и выходом источника,Источники информации,принятые во внймание при экспертизе 1. Патент США В 3731527, кл. 73-119 А, 1978