Способ диагностирования форсунки для подачи топлива в двигатель внутреннего сгорания и устройство для его осуществления

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 9) 01) С 01 М 15/00 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕ АВТОРСН СВИДЕТЕЛЬСТ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(71) Тартусский филиал Центральногоопытно-конструкторского технологического бюро Государственного всесоюзно"го ордена Трудового Красного Знаменинаучно-.исследовательского технологического института ремонта и эксплуатации машинно-тракторного парка(54) СПОСОБ ДИАГНОСТИРОВАНИЯ фОРСУНКИ ДЛЯ ПОДАЧИ ТОПЛИВА В ДВИГАТЕЛЬВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ И УСТРОЙСТВОДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ.(57) 1. Способ диагностирования форсунки для подачи топлива в двигательвнутреннего сгорания, заключающийсяв том, что сравнивают амплитуды виброимпульсов, сформированных путемфильтрации виброударного процесса,возникающего при ее работе, с опорным напряжением, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью расширениядиапазона диагностируемых двигателей,изменяют опорное напряжение с заданной скоростью от максимального значения амплитуды виброимпульса проверяемой форсунки в сторону уменьшения,измеряют периоды повторения виброимпульсов, превышающих опорное напряжение, сравнивают периоды между собойи по результатам сравнения судят осостоянии форсунки,11 ОЗ 1 ОЗ 2. Устройство диагностирования форсунки для подачи топлива в двигатель внутреннего сгорания, содержащее вибродатчик, фильтр, амплитудный детектор и измеритель, соединенные последовательно, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения диапазона диагностируемся двигателей,Изобретение относится к диагности;рованию форсунок и топливной системыдизельного двигателя вибрационнымметодом.Известен способ диагностированияфорсунки дпя подачи топлива в двигатель внутреннего сгорания, заключающийся в том, что сравнивают амплитудывиброимпульсов, сформированных путемфильтрации виброударного процесса, 10возникающего при ее работе, с опорнымнапряжением 1.Известно устройство диагностирования форсунки для подачи топлива вдвигатель внутреннего сгорания, содер 15жащее вибродатчик, фильтр, амплитудный детектор и измеритель, соединенйые последовательно 11,В сигнале вибродатчика, прикрепленного на колпак Форсунки ДВС, присутствуют виброимпульсы как проверяемой,так и непроверяемых форсунок. Длядиагностирования форсунки по способупрототипу необходимо иметь информацию о фазе рабочего цикла ДВС, чтобы 25разделить виброимпульсы проверяемойфорсунки и "шума фона", т.е. использовать метку опорной точки (ОТ), Умногих марок дизельных ДВС использование датчика ОТ затруднено или невозможно из-за отсутствия метки ОТ,используемой во время работы.1 Диагностирование форсунки по абсолютному значению разницы ее виброим пульсов н "шума фона" связано с погрешностью, осусловленной зависимостью амплитуды вибросигнала от места, качества и конструкции приспособления для крепления вибродатчика на Форсун ку. Амплитуда вибросигнала форсунки зависит также от режима работы дизельного ДВС, что при измерении ее дополнительно содержит делитель срегулируемым коэффициентом деления,компаратор и одновибратор, связанные последовательно и включенныев связь амплитудного детекторас измерителем, причемдругойвход компаратора подключен кФильтру. абсолютного значения вносит значительную погрешность в результат диагностирования.Следовательно, недостатками известных способа и устройства являются узость диапазона диагностируемых дизельных ДВС и большая погрешность при диагностировании Форсунки по абсолютным значениям ее вибросигнала,Целью изобретения является расширение диапазона диагностируемых двигателей.Поставленная цель достигается тем, что согласно способу диагностирования. Форсунки для подачи топлива в двигатель внутреннего сгорания, заключающемуся в том, что сравнивают амплитуды виброимпульсов, сформированных путем фильтрации виброударного процесса, возникающего при ее работе, с опорным напряженнем, опорное напряжение изменяют с заданной скоростью от максимального значения амплитуды виброимпульса проверяемой форсунки в сторону уменьшения, измеряют периоды повторения виброимпульсов, превышающих опорное напряжение, сравнивают периоды между собой и по результатам сравнения судят о состоянии Форсунки. Устройство диагностирования форсунки для подачи топлива в двигатель внутреннего сгорания, содержащее вибродатчик, Фильтр, амплитудный детектор и измеритель, соединенные последо-. вательно, дополнительно содержит делитель с регулируемым кеэффициентом деления, компаратор и одновибратор, связанные последовательно и включенные в связь амплитудного детектора с измерителем, причем другой вход компа. ратора подключен к фильтру.На фиг, 1 представлено распределение Р(А) амплитуд виброимпульсов,Э 1 сформированных путем фильтрации сигнала вибродатчика, прикрепленного на диагностируемой (первой) форсунке четырехцилиндрового ДВС, на фиг. 2 - устройство для осуществления способа.Виброимпульсы форсунки возбуждаются в пространстве близком зоне ударного воздействия между иглой и корпусом распылителя форсунки. На пути от места возбуждения до вибродаичика абсолютное значение амплитуды упругой волны виброколебаний убывает по показательному закону: о -Мэ Ао -МЫ 5О =- Е = - Е,. (1) где А - амплитуда волны на расстояонии от источника. равномединице,б - расстояние от источника,М - показатель затухания амплитуды волны,У - круговая частота сигнала,К - коэффициент пропорциональности.Следовательно, амплитуда принимаемых датчиком виброимпульсов зависитот амплитуды Ао возбуждаемых форсункой виброколебаний, частоты ц фильтрации и расстояния 5 между датчикоми зоной излучения виброколебаний,Рассмотрим случай проверки форсунки первого цилиндра четырехцилиндрового дизеля. Для этого вибродатчикприкрепляют на колпак форсунки первого цилиндра,Амплитуда А виброимпульса отподъема и посадки иглы распыпителяфорсунки зависит от многих факторов,1определяющих характеристику топливоподачи и впрыска (регулировка натяжения пружины, состояние прецизионных пар топливной системы, заклинивание иглы, закоксованности форсункии др.).(3) 35 где А 10 т,о- минимальное значениеамплитуды волны, возбуж.даемой первой форсункина единичном расстоянии,максимальное значениеамплитуды волны, возбуждаемой второй форсункина единичном расстоя 45нии.Обычно частота Ы фильтрации вибросигнала, удовлетворяющая условию (3),находится в ультразвуковом диапазоне.,Законы распределения Р,(А), Р(А)50амплитуд виброимпульсов непроверяемыхфорсунок перекрываются между собойи помехой Опомех (фиг. 1) так, чтовиброимпульсы непроверяемых форсунокне разделимы по амплитуде от помех,40А 2 о так В результате неравномерного влияния всех этих факторов амплитуда последующих друг другу виброимпульсов форсунки во время впрыска топлива имеет флюктуирующий характер. С учетом этого у неисправной проверяемой (первой) форсунки амплитуды собственных виброимпульсов распределены по закону Р,(А), имеющему значения вдиапазоне 01"1 щак среднее значение амплитуды виброимпульсов (фиг, 1),55 В состав устройства для диагностирования форсунки входят (фиг. 2) вибродатчик 1, фильтр 2, компаратор 3, ампдитудный детектор 4, делитель 5 с 103 108 4Вибродатчик, установленный на проверяемой (первой) форсунке, принимает также и прошедшие к проверяемойфорсунке виброимпульсы от других, непроверяемых форсунок. Виброимпульсыот наиболее близкой непроверяемой(второй) форсунки имеют распределениеР,(А) со средним и максимальным значениями 12 11 2 Ох соответственно 1 О Из геометрии ДВС следует, что расстояние 51 от датчика, прикрепленного на первой форсунке, до места возбуждения виброимпульсов первой форсунки гораздо меньше расстояния 5 2 от 15 датчика до места возбуждения виброимпульсов второй форсунки, Практическирасстояние 5 2 равно расстоянию между соседними форсунками. Расстояния51 и б 2 являются конструктивными 20 параметрами конкретной марки ДВС. Впринципе возможно найти для каждойконкретной марки ДВС частоту и фильтрации вибросигнала, при которой соотношение г минимальной амплитуды 01,х 25 виброимпульсов проверяемой исправной(первой) форсунки и максимальной амплитУДЫ 0 2 111 ах (фиг е 1 ) ВибРОимпУльсов непроверяемой (второй) форсункибольше единицы согласно выражениям;301 в 1 х 1 1 ое 1 х 1 э 2 1 а (с св 1 о 20 тах 1 2 (2)регулируемым коэффициентом передачи,одновибратор 6 и измеритель 7 периода.Принцип работы устройства следующий, 5Сигнал вибродатчика 1, установленного на проверяемой форсунке, подается на фильтр 2, С фильтра 2 сигналподается на входы компаратора 3 иамплитудного детектора 4. Детектор 4Озапоминает максимальное значение0,а виброударного импульса и черезделитель 5 с регулируемым коэффициентом передачи К подает его на второйвход компаратора 3. Компаратор 3срабатывает от сигнала, превышающегонапряжение К , О, и запускаетодновибратор 6, период импульсов которого измеряют с помощью измерителя 7.20Способ осуществляют с помощьюпредлагаемого устройства следующимобразом.Опорное напряжение приравнивают кмаксимальному значению 0,а амплиту 25ды виброимпульсов проверяемой форсунки (производится автоматически амплитудным детектором 4 при коэффициентеК= 1 делителя 5), Регулировкойкоэффициента К, передачи делителя 4медленно изменяют опорное напряжение К 9 а в сторону уменьшения . Скорость регулировки опорного напряжения выбирают такой, что примерно за 200-300 оборотов коленчатого вала 35 ДВС изменение опорного напряжения не превышает 107 его начального значения О,1,ц . В то же время с помощью измерителя 7 измеряют периоды повторения виброимпульсов, превышающих 40 опорное напряжение К, ОтаСравнивают отсчеты измерителя 7 (значения периодов) между собой. При достижении опорным напряжением значения в диапазоне от максимальной амплитуды 45 виброимпульсов непроверяемых форсунок до минимальной амплитуды виброимпульсов проверяемой (первой) форсунки (О 2 таК"махОь ) отсчет измерителя 7 становится равным перио ду подачи топлива. Об этом свидетельствует четкая повторяемость отсчетовизмерителя 7 периода. Тем самым проверяется соответствие отношения (2)условию (3), т.е. признание форсункиисправной.Если форсунка неисправна, влияниеперечисленных факторов превышает допустиМые пределы, и она работает нестабильно (или вообще не функционирует). Амплитуда ее виброимпульсов колеблется в широких пределах, соответствующее распределение Р,(А) (фиг,1),перекрывает зону амплитуд виброимпульсов непроверяемых форсунок и помех (ООпомелО г а 1 ). В этомслучае невозможно найти,рпорного напряжения, превышающие которое виброимпульсы повторяются стабильно с периодом подачи топлива. Об этом свидетельствует неравномерность отсчетовизмерения 7 во всем диапазоне возможных значений опорного напряжения,что является критерием выбраковки проверяемой форсунки из-за несоответствия ее виброимпульсов условиям (2)и (3),Из графика (фиг. 1) видно, что изменение масштаба преобразования ампли;туды А виброимпульсов форсунки невлияет на оценку отношения (2), Этозначит, что изменение апмлитуды вибросигнала форсунки, зависящее открепления вибродатчика и режима ДВС,не вносит погрешности в поставляемыйтехнический диагноз.Предлагаемый способ обеспечиваетдиагностирование форсунок независимоот конструктивных особенностей получения меток ОТ проверяемого ДВС.Тем самым предлагаемые способы иустройство обеспечивают расширениекруга диагностируемых ДВС и снижениепогрешности диагностирования форсунки,Прн замене измерителя периода частотомером предлагаемое устройствоможет быть использовано как тахометр.Если делитель с регулируемым коэффициентом передачи снабдить шкалой,способ и устройство могут быть использованы для регистрации закона распределения виброимпульсов механизмов.1103108 Составитель Н.Патрахальцевактор Н.Ивцдкая Техред М,Тенер Корректор А.Дэятко Филиал ППП "Патент", гужгород, ул. Проектная,Заказ 4969/31 Тираж 823 ВНИИПИ Гоаударс по делам изо 113035, Москва, Ж Подпиеноевенного комитета СССРретений и открытий5, Раушская наб д. 4/5