Способ контроля работы поршневого двигателя внутреннего сгорания

,ОП АНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Як уРШНЕРАНИЯ сйы- двиЦелью ости ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(54) СПОСОБ КОНТРОЛЯ РАБОТЫ ПОВОГО ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГО(57) Изобретение относится к итаниям и диагностике поршневыхгателей внутреннего сгорания.является обеспечение непрерывн контроля работы двигателя. Способ основан на излучении в область камеры сгорания электромагнитных волн сверхвысоких частот с длиной волны, определяемой параметрами двигателя, и регистрации характера их изменения при передвижении поршня, Устр-во для 1 еализации способа содержит генератор сверхвысоких частот волноводную линию, соединенную с камерой)сгорания, приемное уст-во, расположенное в волноводной линии на определенном расстоянии от днища поршня, и анализатор. 3 ил.(2) 3,41 К,где К егистрация хара одящих (отражен радиус,длин а изменения п ор Изобретение относится к испытаниям и диагностике двигателей внутреннего сгорания (ЛВС).Целью изобретения является обеспечение непрерывности контроля работы ДВС.На фиг, 1 изображена структурная схема устройства для реализации предлагаемого способа; на фиг, 2 - камера сгорания ДВС, разрез, на фиг. 3 - график выделения и вид выделенного с помощью устройства полезного сигнала, характеризующего процесс передвижения поршня.Устройство для реализации способа содержит свечу 1, размещенную на цилиндре 2, в котором расположен поршень 3 ДВС, образующий камеру 4 сгорания. енератор 5 СВЧ размещен ,на волноводной линии 6, содержащей приемное устройство 7 и анализатор 8. Для обеспечения распространения в круглом волноводе электромагнитных сверхвысокочастотных волн (СВЧ- волн) необходимо, чтобы длина волны излучаемых колебаний (Ъ была меньше критического значения (Ъ, Так для простейшей ТЕ волны типа Нц 3 = 3,412, где К - радиус волновода. Кроме того, для того, чтобы цилиндрический волновод с короткозамыкателем не явился объемным резонатором, необходимо, чтобы длина волны возбуждаемых колебаний была больше резонансной ( 1, В свою очередь, для волны Н резонансная длина определяется по формуле: Таким образом, условием безрезонансного распространения волны типа Н в круглом волноводе является выбор длины волны, удовлетворяющей условию: Цилиндр ДВС с двигающимся в немпоршнем можно рассматривать как цилиндрический волновод для электромагнитных СВЧ-волн, в котором пор шень с кольцами является перемещаемым короткозамыкателем (фиг. 2).Поршень, перемещаясь от (нижней мертвой точки) (НМТ) к верхней мертвойточке (ВМТ) (днище поршня при этом 10 занимает положение на уровне линийБ и а соответственно) изменяет длинуволновода. Наибольшей длина будетпри положении поршня в НМТ и составит (как видно из фиг. 1) Н + Ь,где Н - величина перемещения поршня,а Ь - расстояние от днища поршнядо головки (верха) цилиндра при нахождении его в ВМТ.Исходя из изложенного, для цилиндра ДВС с двигающимся внутрипоршнем выражение (1) примет вид: где Д - внутренний диаметр цилиндра.30 Выражение (2) определяет условиебезрезонансного распространения СВЧволн в цилиндре ЦВС,Известно, что с помощью передвижения короткозамыкающих поршней в35 детекторных секциях СВЧ производятперестройку уровня детектируемогосигнала. По аналогии передвижениемпоршня в цилиндре ДВС также изменяютуровень проходящего (отраженного)щ СВЧ-сигнала, продетектировав которыйможно получить характеристику изменения СВЧ-сигнала, изменение которойпроисходит синхронно с перемещениемпоршня ДВС.Сущность способа заключается вследующем,Исходя из параметров ДВС, определяют длину волны СВЧ-колебаний,удовлетворяющих условию (2) безрезонансного распространения в камересгорания ДВС. Затем излучают электромагнитные СВЧ-волны определеннойдлины в область камеры сгорания. Характер непрерывно изменяющихся СВЧ 55 волн в камере сгорания регистрируюти определяют контролируемые параметры двигателя.Таким образом, р к1281956 с помощью петель связи. Передача СВЧ энергии из волноводной линии 6 в камеру 4 сгорания и обратно может производиться через свечу зажигания, свечу накаливания или с помощью специальных вибраторов, В качестве анализатора 8 можно применить серийно выпускаемые осциллографы.Длину волны для непрерывноГо контроля процесса перемещения поршня предлагаемым способом, например ДВС типа Д, определим исходя из выражения (2) и технических характеристик указанного двигателя. Внутренний диаметр цилиндра 112 мм; величина перемещения поршня от НМТ и ВМТ 125 мм, зазор между днищем поршня и головкой цилиндра при нахождении поршня в ВМТ 4 мм.Подставив эти данные в выражение (2), получим, что длина волны СВЧ- колебаний при безрезонансном прохождении в камере сгорания ДВС типа Ддолжна находиться в пределах: 153,49 с(мм)190,96. Предлагаемый способ, по сравнениюс известньи,где используется резонансное свойство .камеры сгорания,позволяет осуществлять непрерывныйконтроль процесса передвижения поршня ДВС.По известному способу этот контроль осуществляется только в точкахобъемного резонанса, а параметрыперемещения поршня определяются после возникновения двух однотипныхрезонансов при движении поршня вверхи вниз. Таким образом, известныйспособ не позволяет осуществлять непрерывный контроль, что является недостатком, так как процесс передвижения поршня ДВС неравномерен и ошибки при определении, например, ВМТ(НМТ) неизбежны,Предлагаемый способ позволяет благодаря непрерывности, обусловленнойвыбором длины волны, излучаемых вобласть камеры сгорания электромагнитных СВЧ-волн, определяемой параметрами ДВС таким образом, что в камере сгорания происходит безрезонансное распространение СВЧ-волн, контролировать происхождение, например,ВМТ (НМТ) и процесса горения в реальном масштабе времени.Предлагаемое устройство, в отличие от известного, позволяет осуПрактическая реализация всех блоков устройства достаточно проста.Генератор5 СВЧ может быть вы полнен в микрополосковом исполнении. Возбуждение волноводной линии б и съем сигнала на детектор приемного устройства 7 могут быть выполнены ных) СВЧ-волн в камеру сгорания придвижении поршня позвоЛяет установитьхарактер, перемещения поршня. Данныйпроцесс происходит непрерывно, азначит вЬ время движения поршня можно непрерывно контролировать егопараметры движения, например, моменты прохождения ВМТ и НМТ, процессгорения и пр.Устройство работает следующим 10образом,Генератор 5 СВЧ генерирует колебания, которые через волноводнуюлинию 6 и свечу 1 поступают .в камеру4 сгорания, служащую цилиндрическим 15волноводом, отражаются от днища поршня 3 ДВС и обратно через свечу 1 иволноводную линию 6 проходят в приемное устройство 7 и далее в анализатор 8. Приемное устройство 7 установлено в волноводной линии 6 междугенератором 5 СВЧ и камерой 4 сгорания на .расстоянии пЪ/2-3/8 от сере,цины интервала хода поршня 3 междуВМТ и НМТ (фиг, 2). В этом случаеобеспечивается работа детектора приемного устройства 7 на серединесклона характеристики (фиг. За, точка А). При движении поршня 3 Ь ВМТ(НМТ) рабочая точка смещается в поло- З 0жение А(А) соответственно и характеристика электрического сигналана выходе приемного устройства 7примет вид, показанный на фиг. 3 БПо расположению положительных ,отрицательных экстремумов снятой зависимости определяют моменты прохождения ВМТ и НМТ, В случае, если происходит горение, уровень продетектированного сигнала уменьшается, так 40как плазма (горение) поглощает электромагнитные волны и характеристикаизменяется (фиг. 3 5), Анализ полученныххарактеристик движения поршня 3 .с помощью анализатора 8 позволяет 45определять моменты прохождения ВМТ,и НМТ, неравномерности вращения валгдвигателя, например, а также исследовать процесс горения в камере 4сгорания и контроль работы двигателя 50в целом.5 12819 ществить непрерывный контроль работыДВС, так как приемное устройство размещается в волыоводной линии между генератором СВЧ и камерой сгорания на определенном расстоянии от сред 5 ней точки положения поршня между ВИТ и НИТ, равном па/2-Ъ/8, При этом, когда в камере сгорания обеспечивается безрезонансное распространение СВЧ-волн ,.в волноводной линии и 10 камере сгорания образуются стоячие волны, уровень СВЧ энергии на входе приемного устройства изменяется синхронно с перемещением поршня двигателя. 15 ениязо бформул 56гистрацию ведут приемным устройством, размещенным в волноводной линии между генератором СВЧ и камерой сгорания на заданном расстоянии от середины интервала между верхней и нижней мертвыми точками поршня,и анализируют результаты на выходе приемного устройства, о т л и ч а ю - щ и й с я тем, что, с целью обеспепечения непрерывного контроля, длину волны (Ъ) излучаемых колебаний выбирают из условия:е Способ контроля работы поршневого двигателя внутреннего сгорания, заключающийся в том, что излучают с помощью генератора СВЧ в волновую линию, размещенную в области камеры сгорания, электромагнитные волны СВЧ с заданной длиной волны (Ъ , регистрируют характер их изменения при передвижейии поршня, причем реД - внутренний диаметрН - величина перемещени от нижней мертвой т верхней мертвой точЬ - зазор между днищем ,и головкой цилиндра хождении поршня в в мертвой точке . цилиндра ,поршнячки доиоршняпри на-,рхней.Шандор аказ 7256/ оизводственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Тираж 776 ВНИИПИ Государственного комит по делам изобретений и откр 13035, Москва, Ж, Раушская т