Устройство для диагностирования двигателя внутреннего сгорания

Союз Советских Социалистических Реслублнн(22) Заявлено 251279 (2) 2858575/25-06 (51) М. Кл.6 01 М 15/00 с присоединением заявки Ио -Государственный комитет СССР по делам изобретений н открытийДата опубликоваиия описания 070981(12) Авторы изобретения Т.й. Метс И М.Й. Кийзел укторскрго, союзноголедователЩкого атации Тартусский филиал Центрального опытно-конс и технологического бюро Государственного в ордена Трудового Красного Знамени научно-и технологического института ремонта и эксплмашинно-тракторного парка 11 Заявит 4) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДИАГНОСТИРОВАНИЯ ДВИГА ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯопорного напряжевходах клюя, а источ я подключен ретен устро в час ей 1 в холо телю Изоб ие относится к диагностическим йствам дизельного двигателя и тности его топливной системы. 5Известны устройства для диагностирования двигателя внутреннего сгорания, содержащие источник опорного напряжения, схему управления, дешифратор, два блока управления и три схемы преобразования, первая .и вторая из которых выполнены в виде вибропреобразователя, фильтра,компаратора и одновибратора, связанных последовательно, элемента запоминания и делителя напряжения, включенных между выходом фильтра и другим входом компаратора, третья схема выполнена в виде датчика опорной точки, преобразователя временных интервалов и индикатора, связанных последовательно, а каждый из блоков управления выполнен в виде ключа, интегратора и пороговой схемы, соединенных последовательно, причем, ключи схем связаны между собой непосредственно, а пороговые схемы - через дешифратор, схема управления связана с ключа. ми, входом дешифратора и его вым, который подключен к делипервой схемы преобразоваСинхронизация измерения в данном устройстве проводится за каждый цикл работы цилиндра двигателя от виброимпульса форсунки, работа которой предшествует проверяемому рабочему процессу, например подаче топлива секцией. Так как характер виброимпульсов ударяющихся кинематических пар зависит от многих факторов, сиг нал от форсунки окажется нестабильным по амплитуде. Несмотря на то, что фильтрация сигнала.в ультразвуковом диапазоне значительно улучша ет среднее отношение сигнал-помеха, в некоторые перибды амплитуда синхроимпульса ниже уровня помех, особенно нри некачественной форсунке. В этом случае устройство либо пропускает полезный сигнал, либо срабатывает от помех. Это делает отсчет иидикатора нестабильным и уменьшает достоверность измерения. Прн неиспр ной форсунке, диагностирование узлов двигателя с помощью данного устройства затруднено или вообще невозмож но.Целью настоящего изобретения является повышение помехоустойчивости устройства.Поставленная цель достигается тем, что у .тройство дополнительно содержит кольцевой счетчик, подключенный ,на выходах одновибраторов, и на входе преобразователя временных интер валов, причем, одновибраторы подключены к схеме управления.На Фиг. 1 приведена блок-схема устройства для диагностирования дизельного двигателя, на фиг. 2 - диаграмма его работы.Устройство содержит вибропреобраэователи 1 и 2, фильтры 3 и 4, компа-, раторы 5 и 6, схемы 7 и 8 запоминания, делителя 9 и 10 напряжения, одновибраторы 11 и 12, кольцевой счетчик 13, источник 14 опорных напряжений, управляемые ключи 15 и 16, интеграторы 17 и 18, пороговые схемы 19 и 20, ЙО схему 21 управления, дешифратор 22, датчик 23 опорной точки, преобразователь 24 временных интервалов и индикатор 25.Фильтры 3 и 4 на выходе вибропреобраэователей 1 и 2 настроены на их резонансную частоту, которая, как правило, у пьезоакселерометров в ультразвуковом диапазоне частот. В этом диапазоне пьезоакселерометр имеет максимальную чувствительность. В связи с большим затуханием высокочастотных составляющих вибрации в корпусе двигателя, на выходе Фильтра обеспечивается улучшение отношения сигнал/помеха, т,е. отношения вибрационного сигнала исследуемого и других, являющихся источниками помех, кинематических пар. При измерении Фазовых параметров рабочих процессов двигателя один датчик-вибро преобразователь является синхронизирующим, другой - измерительным. Опорной точкой является, как правило, верхняя мертвая точка (ВМТ) исследуемого цилиндра. Датчик ВМТ стробоскопический или индукционный. При измерении угла подачи топлива синхрониэврующий .датчик - вибропреобраэователь прикреплен к Форсунке и измерительный вибропреобраэователь - к штуцеру 50 проверяемой секции топливного насоса. Коэффициент пересчета кольцевого счетчика 13 равен числу цилиндров двигателя (в данном примере 4).Рассмотрим измерение угла подачи топлива первой секцией топливного насоса в случае синхронизации импульсом форсунки второго цилиндра.Реальные вибросигналы включают в себя импульсы и от других источников. В тракте синхронизирующего сигнала полезными сигналами являютсяимпульсы второй Форсунки (2, 2, 2 на фиг. 2) и в тракте измерительного сигнала - импульсы первой секции, являющиеся измерительными, и других секций, служащие для Формированиястробимпульса.Рабочий цикл одного цилиндра исоответствующие вибросигналы ВМТповторяются через каждые 720 поворота коленчатого вала. Сдвиг междусигналами синхронйзациии измерениязависитот количества цилиндров и вданном случае составляет 180 . Началу подачи топлива соответствуетпередний фронт измерительного импульса. Амплитуда измерительного импульса в этой части ниже уровня помех,т.е. амплитуд виброимпульсов от других источников (фиг. 2). Аналогичное положение наблюдается при измерении фазовых параметров рабочих процессов по виброимпульсам и другихузлов, например клапанов газораспределения,Это значит, что измерение необходима стробировать в узком интервале времени, т.е. разделить повремени. Измерение проводится при по-стоянной частоте вращения двигателАВыделенный в узкой полосе частот вибросигнал датчиков 1 и 2 подаетсяс фильтра 3 и 4 на входы компараторов 5 и 6 и схем 7 и 8 запоминания.Схемы запоминания запоминают пиковыезначения виброимпульсов насоса Они Форсунки ОФ, т.е. измерительногои синхроимпульса, в памяти.Постоянные напряжения, соответствующие пиковым значениям импульсов,подаются на входы делителей 9 и 10напряжения, выходные напряжения которых подаются на другой вход компараторов 5 и 6 соответственно, Коэффициенты передачи К и К делителей9 и 10 выбираются больше отношенияпомеха/сигнал соответствующих каналов. Для достижения максимальной помехоустойчивости канала синхронизации коэффициент передачи К делителя10 близок к единице. Предположим, что устройство включено в работу и в схемах 7 и 8 запоминания уже имеется информация о пиковом значении сигналов,Тогда вхождение устройства в синхронизм с работой двигателя начинается подачей виброимпульсов второй секцией насоса и Форсунки (2, фиг. 2).Виброимпульс секции насоса предшествует по времени импульсу форсунки того же цилиндра.Компаратор 5 срабатывает от виб- . роимпульса второй секции насоса на уровне выше помех КОи, (фиг. 2) чем запускает одновибратор 11. Импульс одновибратора 11 подается на вход счета кольцевого счетчика 13, сдвигая его код на единицу, и на,вход схемы 21 управления. Схема 21 управления эаъыкает контакты интегрирования управляемого ключа 15. Напряжение источника 14 опорного напряжения пода.862029 . 1 К ИИ Формула изобретения ется через ключ 15 на вход интегра- тора 17 в момент с+Компаратор 6 срабатывает от пикового значения виброимпульса Форсунки второго цилиндра и запускает одно- вибратор 12. Импульсом одновибратора 12 устанавливается в кольцевой счетчик 13 код,. соответствующий работе второго цилиндра. Тот же саваюй импульс одновибратора 12 служит для запуска схемы управления в случае не- срабатывания компаратора 5 от виброимпульса второй секции (2 - Фиг. 2).Следующее срабатывание компаратора 5 от виброимпульса первой секции насоса (Х - фиг. 2) на уровне К Ои запускает одновибратор 11, импульс которого считывается в кольцевой счетчик 13 и подается на вход схемы21 управления. Схема 21 управления своими выходами заьыкает контакты ин-. тегрирования ключа 16, размыкает 2 О контакты интегрирования и замыкает контакты компенсации ключа 15 в мо:мент с . В течение интервала интегрирования Ти интегратор 19 накопил заряд; 25 где Тн - ток интегрирования.Выходное напряжение интегратора19 Он (фиг. 2).Заряд компенсани:. где дк - ток компенсации;ТК- интервал компенсации.компенсация проводится до срабатывания порогового устройства 19 при достижении интегратором 17 начального состояния. 40Выходной сигнал двшифратора 22 подается на управляющий вход делителя 9 и схемы 21 управления, которая раэжюкает контакты компенсации управляемого ключа 15. 45Выбирая (кн от. равенства заря-, дов = ян получаем В момент 13 сигналом дешифратора 22 устанавливается новое значение коэффициента передачи К делителя 9.Выходное напряжение делителя 9 и в то же время уровень срабатывания компаратора 5 устанавливается ниже амплитуды переднего фронта импульса насоса (фиг. 2), т.е. формируется стробнмпульс. Этим обеспечено срабатывание компаратора 5 и от переднего фронта импульса насоса. Импульс насоса (3- Фиг. 2) своим передним фронтом ведет кольцевой счетчик 13 и схему 21 управления в следующее логическое состояние. Схема 21 управления своими выходами размыкает контакты интегрирования и замыкает контакты компенсацииуправляемого ключа 16-и завлекает контакты интегрирования управляемогоключа 15. Следующие стробимпульсыформируются аналогично. Длительностьстробимпульса ТсрТ 1- Тк. Если длительность интервала компенсации Тнезначительно короче интервала интегрирования Тк, точное стробированиеустанавливается в течение нескольких рабочих циклов.Началу проверяемого рабочего процесса соответствует передний фронтизмерительного импульса, т.е. импульса проверяемой секции насоса. Длязапуска преобразователя временных интервалов от измерительного импульса,его вход подкюаочен к выходу соответствующего разряда кольцевого счетчика 13,От заднего фронта выходного импульса Ос 4 (фиг. 2), кольцевого счетчика13 перекидывается преобразователь24 временных интервалов в качествекоторого служит, например, триггерв комплексе с активным датчиком ВМТ,например индукционным. Датчик 23ВИТ возвращает преобразователь 24временных интервалов в начальное состояние, Длительность выходных импульсов ф (фиг. 2) преобразователя 24временных интервалов соответствуетуглу подачи топлива. Индикатор 25служит для отсчета измеряемой величиныеВ случае использования стробоскопического датчика преобразователемвременных интервалов служит регулируемый одновибратор, От. заднего Фронтаего выходного импульса запускается стробоскоп, по вспышкаъ. которогорегулируют длительность импульсоводновибратора.Переключением индикатора 25 квыходу запоминающего устройства 8 можно измерять амплитуду вибрации Форсунок, трансмиссии (установив датчикв соответствующие контрольные точки). Устройство для диагностирования двигателя внутреннего сгорания, содержащее источник опорного напряжения, схему управления, дешифратор, два блока управления и три схемы преобразования, первая и вторая из которых выполнены в виде вибропреобраэователя, Фильтра, компаратора и одновибратора, связанных последовательно, элемента запоминания и делителя напряжения, включенных между выходом фильтра и другим входом компаратора, третья схема выполнена в виде датчика опорной точки, преобразователя временных интервалов и ин862029 Фж РВНИИПИ Заказ 6534/38 Тираж 907 Подписное ПП "Патент"., г. Ужгород, улПроектная, 4 ф дикатора, связанных последовательно, а каждый иэ блоков управления выпол нен в виде ключа, интегратора и пороговой схемы, соединенных последовательно, причем, ключи схем связаны мехду собой непосредственно, а пороговые схемы - через дешифратор, схема управления связана с ключами, входом дешифратора и его выходом, который подключен к делителю первой схемы преобразования, а источник опорного напрявейия подключен на входы ключей, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что с целью повышения помехоустойчивости, устройство дополнительносодержит кольцевой счетчик, подключенный на выходы одновибраторов ина вход преобразователя временных ин-.тервалов, причем одновибраторы под-,ключены к схеме управления. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРпо заявке 9 2725731/25-06,кл. С 01 М 15/00, 1978.