Устройство для диагностирования двигателя внутреннего сгорания

. ГОСПОДОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯН АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСГВУ УДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРЕЛАМ.ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(71) Тартуский филиал Центрального опытно-конструкторского технологического бюро Государственного всесоюзного ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательского технологического института ремонта и эксплуатации машинно-.тракторного парка(56) 1. Авторское свидетельство СССР В 759891, кл. 6 .01.М 15/00,. 1980.2. Авторское свидетельство СССР В 862025, кл, 6 01 М 15/00, 1981 (54)(57) .УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДИАГНСТИРОВАНИЯ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ, содержащеЕ внбропреобраэова тель, фильтр, амплитудный детектор, делитель напряжения, компаратор одиовибратор, логический вентиль, триггер, датчик опорной точки, из- мерительный блок и схему управления, причем вибропреобразователь последовательно через фильтр, ам плитудный детектор, делитель напря-: жения и через один .из входов компа- ратора соединен с.одновибратором ,и через первый вход логического вен-.804 52 А тиля - с входом триггера, датчик опорной точки через измерительный блок связан со схемой управления, выход одновибратора параллельно соединен с другим входом триггера, схемой управления и измерительным блоком, а выход фильтра соединен с другим входом компаратора, о тл и ч а ю щ е е с я тем, чт.о, с .целью повышения эффективности, в, него включены регистратор текущего " . времени, памятная схема, сравнива-ющее устройство, масштабирующее устройство, дешифратор, .переполнения и дешифратор ложного срабатывания, причем последний включен в связь измерительного блока со схеР "мой управления, один выход которой последовательно через регистратор текущего времени й памятную схему соединен с масштабирующим устройством, связанным с одним входом сравнивающего устройства, другой Я вход которого соединен с выходом регистратора текущего времени, а выход - с вторым входом логического вентиля, к третьему входу которого подключен дешифратор переполнения, соединенный с выходом памятной схемы, связанной с другим выходом схемы управления, а выход триггера со,единен с делителем напряжения.Настоящее иэобре. ние относитсяк диагностированиюмеханизмов машин, в частности механизмов двигателей внутреннего сгорания.Известно устройство для диагностирования механизмов двигателя внутрен 5него сгорания по параМетрам виброударных импульсов, .содержащее вибропреобраэователь, Фильтр, компараторлогический вентиль, датчик опорной:точки, измерительный блок и схемууправления, причем вибропреобраэова-тель последовательно через Фильтрсвязан с компаратором и измерительным блоком, а датчик опорной точкичерез измерительный, блок соединен 15со схемой управления 1.Недостатком устройства являютсяотносительно. высокая трудоемкостьдиагностирования, связанная с вспомогательными операциями установки 20и крепления синхронизирующегО вибропреобразователя фаэоизбйрательногоустройства, выбора уровня срабатывания по вибросигналу синхронизациии программирования Фазоизбирательного устройства. Устройство.чувствительно к йомехам в работе синхрони-.эирующего механизма.Известно также устройство длядиагностирования двигателя внутреннего сгорания, содержащее вибропреобразователь, фильтр, амплитудныйдетектор, делитель напряжения, компаратор, однонибратор, логический.вентиль, триггер, датчик опорнойточки, измерительный блок и схемууправления, причем нибропреобразователь последовательно через фильтр,амплитудный детектор, делитель напряжения и через один иэ входов компаратора соединен с одновибратором и 40через первый вход логического вентиля - со входом триггера, датчик опорной точки через измерительный блоксвязан со схемой управления, выхододновибратора параллельно соединен 45.с другим входом триггера, схемой управления и измерительным блоком,а выход фильтра соединен с другим.входом компаратора 2 .Недостатками этого устройства являются низкая помехоустойчивость ивысокая трудоемкость диагностиронания, что снижает эффективность егоработы,Синхронизация измерения н данномустройстве проводится за каждый цикл 55работы цилиндра двигателя от виброимпульса механизма, например, форсунки, работа которой предшествуетпроверяемому рабочему процессу, например, подаче топлива секцией. Так 60как характер виброимпульсов ударяющихся кинематических пар зависитот многих факторов, сигнал от Форсунки окажется нестабильным по амплитуде; Несмотря на то, что Фильтра ция сигнала в ультразвуковом диапазоне значительно улучшает среднееотношение сигнал-,помеха, в некоторыепериоды амплитуды синхроимпульса ни-же уровйя помех, осОбенно, при нека,чественной форсунке. В этом случаеустройство либо пропускает полезныйсигнал,.либо срабатывает от помех.Это делает отсчет индикатора нестабильным и уменьшает достоверностьизмерения. при неисправной форсункедиагностирование узлов двигателяс помощью данного устройства затруднено или вообще невозможно.Повышенная трудоемкость диагностирования с помощью устройства связана с вспомогательными операциямиустановки и крепления синхронизирующего вибропреобраэователя на форсунку, Для обеспечения доступа к форсункам некоторых марок двигателейтребуетсядемонтаж некоторых узловнапример крышки газораспрЕделительного механизма,Цель изобретения - снижение тру-.доемкости диагностирования и повышение помехоустойчивости устройства,а в конечном итоге - повышение эффективнбсти его работыПоставленная цель достигается тем,что в устройство для диагностирования двигателя. внутреннего сгорания,содержащее вибропреобразователь,фильтр, амплитудный детектор, делитель напряжения, компаратор, одновибратор, логический вейтиль, триггер,датчик опорной точки, измерительныйблок и схему управления, причеь вибропреобразователь последовательно .через фильтр, амплитудный детектор,делитель напряжения и через один извходов компаратора соединен с одновибратором и через первый вход ло-гического вентнля - с входом триггера, датчик опорной точки через измерительный блок связан со схемой управления, выход одновибратора параллельно соединен с другим входом триг.гера,. схемой управления и измерительным блоком, а выход Фильтра Соединен с другим входом компаратора,:включены регистратор текущего времени, памятная схема, сравнивающееустройство, масштабирующее устройство, дешифратор переполнения и дешифратор ложного срабатывания,. при-.чем последний включен в связь измерительного блока са схемой управления, один выход которой последо-,вательно через регистратор текущеговремени и памятную схему соединенс масштабирующим устройством, связанным с одним входом сравнивающегоустройства, другой вход которого соединен с выходом регистратора текущего времени, а выход - со .вторымвходом логического вентиля, к третьему входу которого подключен дешифФобраэователя; 5 - выходное напрякение Ц делителя, 7 - отсчет й регистратора, ф - отсчет М памятнойсхемыПодача топлива у четырехтактногоДВС повторяется за каждые два поворота коленчатого вала (п.к.в), т,епериодом 2 Т (Т - период вращенияколенчатого вала). В качестве опорной точки обычно используется ВМТпервого цилиндра. Виброимпульсы первой секции топливного насоса 11, , 1 (виброимпульсы беэ обозначения - помеха) и соответствующиеВМТ изображены на фиг. За, б, Началуподачи топлива соответствует передний фронт измерительного импульса.(Т - опережение подачи, т.е. интер 4вал времени от начала подачи до ВМТ).Амплитуда измерительного. импульсав этой части ниже уровня помех. Этозначит, что измерение необходимостробировать в узком интервале времени на основе обработки виброимпульсов по амплитуде.Для описания ввода измерения всинхронизм с работой ДВС рассмотримпроцесс установления начального состояния устройства.Выделенные с пбмощью фильтра 2в, ультразвукэвом диапазоне виброимпульсы вибропреобразователя 1 поданы на вход амплитудного.детектора 3Постоянное. напряжение, соответствующее максимальной амплитудеО, д измерительных виброимпульсов, через.делитель 4 напряжения подается напервый вход.компаратора 5.Триггер 8 находится в начальномсостоянии пОф, которому соответствует коэффициент к деления управляемого делителя 4 напряжения.Начальный коэффициент К передачиделителя 4 выбирается из условияву.а а /М мах с М с 1,Регистратор 10 текущего временипереполнен, т,е, от сброса и запуска прошло время, превышающее егомаксимальный объем йща регистрациипересчета. В памятную схему 11 записан максимальный отсчет регистратора 10 после импульса сброса. Сравнивающее устройство 13 вырабатывает,сигнал начала стробирования, т,е.отсчет регистратора 10 превьыаетотсчет памятной схемы 11, преобразованный масштабирующим устройством 12.Коэффициент У преобразованиямасштабирующего устройства 12 выбирается согласно формуле;720 - е 4Примерные законы распределенияамплитуд виброимпульсов, принимаемыхвибропреобразователем в контрольнойоточке проверяемого сопряжения приведены на фиг, 2, где А - амплитудавиброимпульса, Р(А) - частота появ-;.ления виброимпульсов с амплитудой А,Р 4 (А), .РП(А) - частота появления иэ-мерительных виброимпульсов и помех.с амплитудой Ф соответственно,Ода,Ц щ - максимальные значения ампли-туд измерительных виброимпульсовипомех соответственно,Амплитуды измерительных виброим,пульсон Флюктуируют так, что толькочасть из них превышает максимальноезначение помех.На фиг. 3: О - верхниемертвыеточки (ВМТ); Ь - сигнал О вибропре- Я ратор переполнения, соединенный с выходом памятной схемы связанной с другим входом схемы управления, а выход триггера соединен с делителем напряжения.На фиг. 1 приведена блок-схема устройства для диагностирования ди-.зельного двигателя; на Фнг. 2 :,примерный вид кривой распределения амплитуд виброимпульсов от диагностируемого сопряжения механизма и от источников помех, на Фиг. 3 - диаг . рамма работы устройства.Устройство содержит вибропреобразователь 1, фильтр 2, амплитудный детектор 3 делитель 4 напряжения, 5 компаратор 5, .одновибратор 6, .логический вентиль 7, триггер 8, схему управления 9, регистратор 10 текущего времени, памятную схему; 11, масштабирующее устройство 12 сравни р вающее устройство 13, дешифратор 14 ,переполнениядатчик "15 опорной точ-", ки,.измерительный блок. 16 и дешифратор 17 ложного срабатывания.Рассмотрим работу Устройства при р 5 измерении угла опережения подачи топлива, например,первой секцией топливного насоса дизельного двигателя внутреннего сгорания (ДВС).Вибропреобразователь 1 прикрепля- . ется. на первую секцию топливного насоса.Характер вибросигнала и принципы., . его селекции одинаковы и для других узлов ДВС, диагностируемых с помощью: устройства. Выбором места установки З 5 вибропреобразователя 1 на проверя- . емое сопряжение механизма ДВС и филь- . трацией его вибросигнала в ультразвуковом диапазоне с помощью фильтра 2 обеспечивается максимальное подавле .ние помех, т,е.повышение отношения сигнал-помеха. Реальный вибросигнал включает в себя виброимпульсы от проверяемого сопряжения и от других сопряжений,.являющихся источником помех.: где 4, - угол начала стробирования.Угол начала стробирования выбирается меньше Фазового сдвига от помех до переднего Фронта иэмерительного виброимпульса, например,в порядке 5-10 ф п.к.в.Дешифратором 14 переполнения вто же время вырабатывается сигналзапрета строВирования, подаваемыйна вход логического вентиля 7.Начальное состояние устройствапоявляется после срабатывания дешифраторов переполнения или ложногосрабатывания, или после соответствующего сигнала со стороны, например, от оператора.Синхронизация и стробирозаниеизмерения устройством начинается подачей измерительного импульса 1 надругой вход компаратора 5. Компаратор 5 срабатывает от пика имнульса 1 , амплитуда которого превцшает напряжение К О . на выходе делителя 4. Импульс компаратора 5,Формированный одновибратором б, подается на. входы триггера 8, логического вентиля 7, схемы управления 9и измерительного блока. 16, Триггер.8 сохраняет начальное состояние,т.,е. импульсстробирования (строб)еще не. Формировался. Схема управления 9 вырабатывает импульс опроса,подаваемый на вход памятной схемы 11,чем проверяется соответствие отсчета памятной схемы отсчету регистратора 10 текущего времени. Затем сосдвигом в отношении импульса опроса,схемой 9 управления вырабатываетсяимпульс сброса, подаваемый на входрегистратора 10. Регистратор .10 вводится в нулевое состояние, послечего он начинает новый цикл регистрации времейи (фиг. Зг)., От пика следующего измерительногоимпульса 1 , превышающего уровень2К :Опа, срабатывает компаратор 5,Формируется Импульс одновибратора 6,от чего схема управления 9 вырабатывает импульс .опроса для памятнойсхемы 11 и импульс сброса для ре,гистратора 10 в порядке, описанномвыше. В памятную схему 11 записывается новое значение М (фиг. Зд), которое соответствует интервалу междупиками измерительных виброимпульсов. 1 и 1 после чего регистратор 10вводится в нулевое состояние, Дешифратор 14 переполнения дает разрешающий сигнал на вход логического вентиля 7.Во время следующего цикла регистрации интервала импульсов 1,1 ф регйстратором 10, сравнивающееустройство 13 срабатывает в моментдостижения в регистраторе 10 отсчета равного отсчету, М, передаваемого с выхода памятной схемы 11.через масштабирующее устройство 12:на другой вход сравнивающего устрой-ства. Вырабатываемый сравнивающимустройством 13 сигнал начала стробачерез логический вентиль 7 подается на вход триггера 8, который перекидывается. Тем самым начинается импульс стробирования. Появление уровня "1" на выходе триггера 8 устанавливается новое значение коэффициен 5 та передачи М делителя 4 напряжения (Фиг. Зв).Коэффициент К. выбирается так,что уровень6;ваМ обеспечиваетсрабатывание компаратора от перед 0 него фронта измерительного импульса.Коэффициент к" примерйо в пределах0,05, , ф,15.Срабатыванием компаратора 5 отпереднего фронта измерительного им-15 ,пульса 1 , одновибратором 6 выраба-тывается импульс,.подаваемый навходы триггера 8, логического вентиля. 7, схемы управления 9.и измерительного блока 16. Импульсом одновибратора 6 начинается запретстроба на входе логического вентиля 7, триггер 8 переводится в начальное состояние фОф. Восстанавливается коэффициент передачи делителя 4, чем заканчивается импульсстробирования, длительность которого Тс (Фиг, Зв)Схема управления 9 и подключенные на ее выходы блоки функционируют аналогично описываемой работеЗо в предыдущем цикле регистратора 1 Отолько с разницей в том, что регистрация времени начинается неот рика,. а от переднего Фронта измерительного виброимпульса.35 Измерительный блок 16 измеряетуголопережения подачи топлива,соответствующий интервалу Т,от переднего Фронта измерительного виброимпульса до ВМТ, В качестве датчи 4 О ка 15 опорной точки (ВМТ) можетбыть использован стробоскопическийили индуктивный преобразователь.После вырабатцвания импульса. стробирования для функционирования45 устройства достаточно, если измерительный импульс превышает уровень)с" О, пц. За некоторое время обнов,ляется значением еах в памяти амплитудного детектора 3.50. Если случайно не повторяютсядва последующих. измерительных импульса с амплитудой выше М0 еаЪ.а например, импульсы 1 .и 1 соот 55 ветствуют этому требованию, то стробповторяется через 4 Т; Правйщьнцйрежим измерения начинается в этомслучае соответствующим импульсоммежду двух предполагаемых стробов,например импульсом 1 ф,6 ФДешиФратор 17 ложного срабатываиця служит для возврата устройства в начальное состояние в случаепревышения предельного значенияили колебаний отсчетом измеритель 6 ного блока 16.1048352 Составитель Н. ПатрахальРедактор А. Долинич Техред А.Бабинецректор А.П одписн иал ППП фПатентф, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 аказ 7921/48ВНИИПИно дел113035,Тираж 873.ударственного комитета СССРизобретений и открытийква, Ж-ЗБ, Рауюская наб.; д. 4М Ею