Устройство для испытания двигателя внутреннего сгорания

ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУОпубликовано 07.12,82, Бюллетень РВ 45Дата опубликоаания описания 07 12.82 ао делам иэабретеиий и открытий(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ1Изобретение относится к устройствам для испытания и диагностики двигателей внутреннего сгорания преимущественно по частоте вращения коленчатого вала и может быть использовано прн оценке качества топливной аппаратуры двигателей;Известно устройство для испытания двигателя внутреннего сгорания, содержащее ча. стотный датчик скорости вращения вала двигателя, преобразователь частоты в напряжение, селектор амплитудных значений угловой скорости, вращения и измеритель величины дис. персии амплитудных значений, соединенные последовательно 11.Известные устройства имеют зубчатый элемент, жестко закрепленный на валу двигателя. Устройство измеряет амплитудные значения утловой скорости для всех цилиндров без "перевязки" отдельных периодов изменения суммарного крутящего момента к рабочему 20 ходу соответствующих цилиндров, что вызывает значительные трудности при определении идентичности последовательных рабочих циклов для каждого цилиндра в отдельности. 2В то же время известно, что неравномер. носаь распределения смеси по цилиндрам двигателя может быть весьма значительной, сложной и неодинаковой даже для двигателей с одинаковыми схемами впускного тракта, Последнее объясняется меняющимися во времени колебаниями качества смеси по длине впускного тракта, что в свою очередь связано с неустойчивым характером некоторых про. цессов смесеобразования, различием промежутков времени между тактами впуска в цилиндрах, питающихся из.одной ветви впускного тракта и т.д.Целью изобретения является расширение функциональных возможностей устройства при определении степени идентичности последовательных рабочих циклов. Поставленная цель достигается тем, что в устройство дополнительно введены датчики границ циклов и распределитель амплитудных значений,. связанный с датчиками границ циклов и включенный в связь селектора амплитудных значений угловой скорости и из 979941мерителя величины дисперсии амплитудныхзначений,На фиг, 1 представлена общая блок-схемаустройства для автоматической оценки идентичности последовательных рабочих циклов какдля двигателя в целом, так и для каждогоцилиндра в отдельности; на фиг, 2 - блоксхема, устройства, в котором в качестве датчи.ков границ циклов используются датчики моментов зажигания всех цилиндров; на фиг. 3 - 10блок. схема устройства, в котором в качестведатчиков границ циклов используется датчикверхней мертвой точки и датчик момента зажигания одного цилиндра.Устройство содержит зубчатый элемент 1,жестко закрепленный на валу двигателя, частотный датчик 2, преобразователь 3 частоты внапряжение, селектор 4 амплитудных значенийугловой скорости вращения коленчатого ва.ла, распределитель 5 амплитудных значений,измеритель 6 величины дисперсии амплитудных значений, датчики 7 границ цикла, соответственно датчик моментов зажигания первого цилиндра, датчик моментов зажиганиявторого, третьего цилиндра, датчик моментовзажигания четвертого цилиндра, высокочастотный генератор 8 прямоугольных импульсов,счетчик-шифратор 9, выходной регистр 10,входной ключ 11, блок 12 управления, фор.мирователь 13, датчик 14 верхней мертвой точки каждого цилиндра, формирователь 15,датчик 16 момента зажигания первого цилиндра, формирователь 17, МИНИ ЭВМ 18,Примером конкретного выполнения устрой.ства может служить устройство, блок-схемакоторого приведена на фиг. 2, в которомчувствительным элементом системы являетсядатчик 2 (индуктивный), расположенный в1,5 - 2 мм от зубчатого элемента 1 маховикадвигателя,40Блок-схема второго примера конкретноговыполнения устройства показана на фиг, 3.Чувствительным элементом системы (фиг.3)является частотный индукционный датчик, уста 45новленный напротив зубчатого элемента 1.Частотный датчик соединен с формирователем 13, .Преобразователь 3 частоты в напряжениевключает в себя высокочастотный генератор508 прямоугольных импульсов, работающий счастотой 1 мГц, счетчик-шифратор 9 с цифро.вым двоичным выходом, входной регистр 10,входной ключ 11 и блок 12 управления, Датчиками 7 границ циклов являются датчик 14верхней мертвой точки каждого цилиндрас формирователем 15 и датчик 16 моментазажигания первого цилиндра с формирователем 17,4Функции формально разнесенных на блоксхеме селектора 4 амплитудных значений,распределителя 5 амплитудных значений иизмерителя 6 выполняет в данном случаеМИНИ ЭВМ ДЗ - 28 (18),Устройство работает следующим образом.При вращении коленчатого вала двигателязубчатым элементом 1 в обмотке частотногодатчика 2 наводятся импульсы напряжения,частота следования которых пропорциональнаугловой скорости вращения коленчатого вала. Импульсы частотного датчика 2 поступаютна преобразователь 3 частоты в напряжение,с выхода которого напряжение поступает населектор 4 амплитудных значений угловойскорости вращения коленчатого вала, далеена распределитель 5 амплитудных значенийи на измеритель 6 для определения диспер.сии полученных амплитудных значений угловой скорости, Управляемый датчиками 7границ цикла распределитель 5 амплитудных значений выявляет амплитудные значения угловой скорости, соответствующиеконкретному цилиндру, а измеритель 6определяет дисперсию их разброса.При отключении датчиков 7 границ циклараспределитель 5 амплитудных значений пропус.кает все амплитудные значения и определяется дисперсия по всей совокупности амплитудных значений. Тем самым оценивается степень идентичности последовательных рабочихциклов для двигателя в целом.Примером работы конкретного устройстваможет служить работа устройства, блок-схемакоторого приведена нафиг. 2. При врашениидвигателя в датчике 2 наводятся импульсынапряжения. Эти импульсы поступают на преобразователь 3 частоты в напряжение и затем последовательно на селектор 4 амплитудных значений и на измеритель величины дис.персии амплитудных значений. Датчиками 7границ цикла в таком устройстве являютсядатчики моментов зажигания каждого цилин.дра, Распределителем 5 амплитудных значенийявляется электродный ключ, работающий в .импульсном режиме и открывающийся управляющим импульсом момента зажигания следующего цилиндра, Например, при определениистепени идентичности последовательных рабочих циклов в первом цилиндре замыкаетсятумблер, подключающий к распределителю5 амплитудных значений датчики моментовзажигания первого и третьего цилиндров (длядвигателя с порядком работы цилиндров1 - 3 - 4 - 2), В исходном состоянии при рабо.те двигателя распределитель 5 амплитудныхзначений закрыт и сигнал с селектора 4амплитудных значений не проходит в измеритель 6 определения дисперсии. По приходу979941 5импульса с датчика зажигания первого цилиндра распределитель 5 открывается и информация начинает поступать в измеритель 6 определения дисперсии. Импульс с датчика момента зажигания третьего цилиндра закрывает распределитель 5 амплитудных значений и информация с селектора 4 перестает поступать в измеритель 6 для определения дисперсии. Таким образом, эа серию периодов изменения суммарного крутящего момента в измерите О ле 6 определения дисперсии накапливается информация об амплитудных значениях угловой скорости за периоды изменения суммарного крутящего момента, соответствующие лишь периодам, относящимся к рабочим ходам пер вого цилиндра.Соответствующим включением тумблерами датчиков разных цилиндро можно определять степень идентичности последовательныхрабочих циклов для всех цилиндров двигателя 20 в отдельности. Для определения степени идентичности для двигателя в целом тумблера размыкаются, а распределитель 5 амплитудных значений переводится в режим непрерывной работы. 25Устройство (фиг. 3) работает следующим образом.При вращении двигателя в индуктивном частотном датчике 2 наводятся импульсы напряжения, формируемые затем соответствую- ЗО шим формирователем 13 в импульсы прямоутольной формы, Эти импульсы являются основными "рабочими" импульсами, интервалы следования которых непосредственно и определяются измерительной системой. Эти интервалы времени определяются количеством сосчитанных счетчиком-шифратором 9 за,время между каждыми соседними "рабочими" импульсами высокочастотных "заполняющих" импульсов, вырабатываемых высокостабильным генератором 8, работающим с частотой 1 мГц., Сосчитанное количество "заполняющих" импульсов, закодированное в цифровой двоичный код, через входной регистр 10 и входной ключ 11 заводится в ЭВМ 18 умноже. нием на постоянный коэффициент, переводится в угловую скорость вращения коленчатого вала и посылается в свой" регистр памяти ЭВМ. Входной регистр 10 предназначен для запоминания электрического сигнала, снимаемого с выхода счетчика-шифратора 9, на время ввода информации в ЭВМ.Подобным образом в память машины 18 вводятся мгновенные значения утловой скорости вращения коленчатого ввла за ранее установленную серию последовательных рабочих циклов, например, 50. 6Для двигателей автомобилей ВАЗ, имеющих129 зубцов на венце маховика 1,за одинпериод изменения суммарного крутягцего момента, равного 180 поворота коленчатоговала, регистрируется 64 значения мгновеннойугловой скорости вращения через каждые0,049 рад поворота коленчатого вала.Для определения степени идентичности последовательных рабочих циклов в каждомотдельном цилиндре в систему введены датчики границ цикла, а именно датчик 14 верхней мертвой точки каждого цилиндра с формирователем 15, отмечающий границы каждого периода изменения суммарного крутящего момента и датчик 16 момента эажига.ния первого цилиндра с формирователем 17,только по приходу сигнала с которого блокуправления разрешает" ввод информации вЭВМ (18). Таким образом задается так называемая точка отсчета.Поскольку порядок работь; цилиндров конкретного испытуемого типа двигателя известени неизменен, то программное обеспечение работы ЭВМ (18) составлено таким образом,что она определяет амплитудные значения утло.вой скорости вращения коленчатого вала закаждый отдельный период изменения суммарного крутящего момента, распределяет ихпо цилиндрам и находит дисперсию разбросаамплитудных значений утловой скорости, характеризующую степень идентичности последовательных рабочих циклов в отдельности длякаждого цилиндра и двигателя в целом непо.средственно во время испытаний,Использование предлагаемого устройства для испытания двигателей внутреннего сгорания создает следующие технико-экономические преимущества по сравнению с известным.- позволяет оперативно контролировать степень идентичности последовательных рабочих циклов для каждого цилиндра в отдельности в условиях массового производства (без вмешательства в конструкцию двигателя);- увеличивает точность и объективность контроля при уменьшении сложности и трудоемкости измерения. Показания устройства могут использоваться персоналом, проводящим испытания для уточнения регулировок двигателя непосредственно во время проведе. ния испытаний, что сокращает время доводки двигателя;- возможность оценки идентичности последовательных рабочих циклов по каждому цилиндру двигателя в отдельности способствует увеличению топливной экономичности и снижению токсичности как серийных, так и вновь разрабатываемых двигателей внутреннего сгорания.Устройство для испытания двигателя внутреннего сгорания, содержащее частотный датчик скорости. вращения вала двигателя, преобразователь частоты в напряжение, селектор амплитудиых значений угловой скорости вра. щения и измеритель величинь дисперсии амплитудных значений, соешшенные последовательно, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возмож. ностей устройства, в него дополнительно введены датчики границ циклов и распределитель амплитудных значений, связанный с датчиками границ циклов и включенный в связь селектора амплитудных значений угловой % . скорости и измерителя величины дисперсииамплитудных значений. Источники информации,принятые во внимание приэкспертизе 1 В 1, Авторское свидетельство СССР по оаяцке йф 2559633/25-06, кл, 6 01 М 15/00, 1977.979941 Составитель Н. ПатрахальцевТехред А. Бабинец рректор М. Шароши Т. Кугрыше е Заказ 9347/31 одписн Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проек, Ж, Рауш ВНИИПИ Госу по дела113035, Москв митета СССРткрытийая наб., д, 4