Способ измерения компрессии в двигателе внутреннего сгорания и устройство для его осуществления

.Д. Бухтияров, В.Б. Ан, В.И. Лутай, В.И. Иаракин, и В.А. Слепчук Авторы обретен хухно 3 тбгическое енина академии,. / нина пециальное опытное проектно-констюро Сибирского отделения Всесоюэносельскохозяйственных наук орскорденаВ.И.) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ КОМПРЕССИИ В ДВИГАТЕЛЕ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ Изобретение относится к методам и средствам испытания и диагностики двигателей внутреннего сгорания.,Известен способ измерения компрессии в двигателе внутреннего сгорания, заключающийся в том, что подают импульсы высокого напряжения на свечи зажигания и измеряют напряжение пробоя искрового промежутка, по результату которого судят о величине компрессии 111.Известно устройство для измерения компрессии в двигателе внутреннего сгорания, содержащее свечу зажигания, высоковольтный провод, генератор вы" сокого напряжения, схему управления, датчик синхронизации, датчик напряжения пробоя, усилитель, преобразователь и индикатор, причем свеча высо" ковольтным проводом через генератор соединена со схемой управления, к которой подключены датчик синхронизации и датчик напряжения пробоя, связанный с усилителем1. Однако по измеренному значению напряжения пробоя искрового промежуткане возможно судить с достаточной точ"ностью о величине давления сжатия вкамере сгорания в связи с тем, чтонапряжение пробоя искрового промежутка зависит как от давления в камересгорания, так и от состояния свечизажигания ( искровой промежуток и нащ гар), которое меняется во время эксплуатации. Кроме того, по измереннойвеличине давления сжатия трудно су"дить и о герметичности камеры сгора"нияа следовательно и о компрессии ц в цилиндрах ДВС), так как давлениесжатия зависит не только от герметичности, но и от атмосферного давления.Цель изобретения - повышение точности измерения компрессии в двига теле внутреннего сгорания.Укаэанная цель достигается тем,.что при способе измерения компрессиив двигателе внутреннего, сгорания по97017 дают импульсы высокого напряжения и измерения проводят на двигателе, находящемся в состоянии покоя, а затем на двигателе, прокручиваемом от постоянного источника энергии, в моменты достижения поршнем верхней мерт вой точки 1 ВИТ ) на такте сжатия, из" меряют атмосферное давление и вычисляют произведение отношения измеренных напряжений пробоя на величину 1 О атмосФерного давления, а в качестве результата принимают результат вычи сл ения .Указанная цель достигается также тем, что устройство дополнительно со 1 ф держит амплитудно-временной преобра. зователь, время-импульсный преобразователь, блок памяти, блок вычисления и датчик атмосферного давления, причем амплитудно-временной и время-им О пульсный преобразователи и блоки памяти и вычисления соединены последовательно и включены между усилителем и индикатором, первый выход схемы управления связан с амплитудно-времен З ным преобразователем, второй - с бло" ком памяти непосредственно, а третийс блоком памяти через преобразователь, соединенный с датчиком атмосфер" ного давления, ЭОСущность способа измерения компрессии опирается на известный закон Пашена, согласно которому пробойное напряжениеИ= "(Р),где Идр- пробойное напряжение;Р - давление в камере сгорания;Ь - величина искрового промежутка свечи зажигания. Из закона Пашена следует, что при 4 Онеизменном искровом промежутке свечизажигания функция пробойного напряжения имеет видпРТаким образом, напряжение пробоя, 45измеренное в режиме покояИ= ЬГ(Р ),где Р - атмосФерное давление.Напряжение пробоя, измеренное врежиме прокрутки в момент достижения 5 Опоршнем ВНТ на такте сжатия,Ипр = Ь) югде Р " максимальное давление концапрсЖтакта сжатия,Разделив И на И получим некото" уй, ,рый коэффициентОщде(Ь) (Р ),ИпиО) 54Учитывая, что при постоянстве иск рового промежутка свечи зажигания зависимость пробивного напряжения от давления является линейной Функцией с некоторым коэФфициентом, можно за- писать Рею И по.Ра ИпрКоэффициент К показывает во сколько раз максимальное давление на такте сжатия больше, чем атмосферное давление, которое было в камере сгорания в режиме покоя двигателя. Умножив коэффициент К на величину атмосферного давления, получаем компрессию, т.е. Р = - РИпи.,На Фиг. 1 представлена схема устройства для осуществления способа; а фиг. 2 - эпюры электрических сигналов; на фиг. 3 - эпюры электричес- ких процессов, поясняющие принцип работы устройства. Устройство, реализующее способ измерения компрессии в двигателях внутреннего сгорания, содержит последовательно соединенные датчик 1 атмосферного давления и преобразователь 2, а также последовательно соединенные датчик 3 напряжения пробоя, усилитель 1, амплитудно-временной преобразователь 5, время-импульсный преобразователь 6, блок 7 памяти, блок 8 вычисления и индикатор 9Устройство содержит также датчик 10 синхронизации, генератор 11 высокого напряжения и схему 12 управления . Первый вход амплитудно-временного преобразователя 5 соединен с выходом усилителя Й, а второй вход - с первым выходом схемы 12 управления, второй и третий выходы которой соответственно подключены к вторым входам блока 7 памяти и преобразователя 2. Четвертый выход схемы 12 управления соединен с входом генератора 11 высокого напря. жения, выход которого через высоковольтный проводник 13 подключен к све че 1 ч зажигания двигателя 15. Вход усилителя 7 и первый вход схемы 12 управления подключены к выходу датчика 3 напряжения пробоя, а второй вход схемы 12 управления - к выходу датчика 10 синхронизации. Кроме того, выход преобразователя 2 соединен с тэетьим входом блока 7 памяти, а вы5 970175 6 ход блока 8 вычисления - с индикато" . разовываются в прямоугольные импульром 9. сы (фиг. 2 г) той же длительностиУстройство для осуществления спо- что и пилообразные импульсы, Эти имсоба измерения компрессии работает пульсы поступают далее на вход время- следующим образом. 5 импульсного преобразователя 6, в ко"После прогрева двигателя 15 отклю- тором длительности импульсов преоб" чают подачу топлива. При этом двига- разовываются в пропорциональное число тель, выработав оставшуюся часть топ" импульсов- и (Фиг. 2 д). Эти лива, останавливается . Затеи отклю- серии импульсов по управляющему сиг" чают систему зажигания и подключают 1 О налу с второго выхода схемы 12 управ- , свечу 14 зажигания двигателя 15 к ления на второй вход блока 7 проходят выходу генератора 11 высокого напряже- в первую ячейку блока 7 памяти. Сле" ния посредством высоковольтного про- довательно, в первой ячейке блока 7 водника 13. В исходном состоянии ге" памяти накапливается число импульсов," нератор 11 не работает. 1 ф,пропорциональное средней амплитудеПри запуске устройства на режим импульсов напряжения пробоя искровоизмерения схема 12 управления наци- го промежутка, генерируемых в интернает Формировать импульс(йфиг.26), валах времени Я, - .,( ( фиг. 26г( по переднему фронту которого запуска" и оно равно сумме всех импульсов се" ется генератор 11 высоко(-о напряже- ф рий и- е, т.е.и( где ( = 1-И. ния. Генератор 11 при этом выдает им- После окойчания интервала времени пульсы высокого напряжения заданной Ы, генератор 11 запирается и про"(1частоты ( фи г . 2 а ) на свечу 1 4 3 ажи га- ц есс накопления заканчивается , ния двигателя 1 5 . В межэлектродном Затем прокручивают двигатель 1 5 пространстве свечи 1 4 зажигания про- фф стартером или каким- нибудь другим исходит искровой пробой , внешним источником вращения. При этомДатчик 3, в качестве которого при- в момент достижения стабильных обороменяют обыкновенный емкостный дели- тов двигателя 15 по сигналам, посту- тель напряжения, вЫдает напряжения пающим с датчика 1 О синхронизации,другие импульсы, амплитуда которых ровать импульс ь (фиг. Зв) перед ( пропорциональна амплитуде напряжения ним Фронтом которого запускается ге" пробоя искрового промежутка, а следова- нератор 11 высокого напряжения. Ге" тельно, искровому промежутку Ь и ат- нератор 11 при этом выдает высокое мосферному давлению Р на вход усили напряжение заданной частоты на светеля 4 и на первый вход схемы 12 уп- чу 14 зажигания двигателя 15. В искра вл ения, ровьи промежутке свечи 14 зажиганияВ усилителе 4 происходит усиление начинает происходить искровой про- по мощности этих .напряжений, которые бой, Амплитуда напряжения пробоя продалее поступают на вход амплитудно р порциональна искровому промежутку Ь временного преобразователя 5. По сиг- и давлению в камере сгорания, которое налу, поступившему с датчика 1 О синх- зависит от Фазы цикла работы двига" ронизации и по сигналу, поступающему теля 15.с датчика 3 напряжения пробоя, схе- Известно, что давление в камере ма 12 управления формирует временные 4 у сгорания увеличивается на такте сжа(интервалы-ьйи (фиг. 26), в тече" тия "Сж" (фиг. 3 а) и достигает максиние каждого из которых происходит вы- мума в ВМТ. Затем давление постепенделение определенного числа амплитуд но уменьшается на такте рабочего напряжения пробоя и их преобразова" хода "Раб.ход" (Фиг, За), а на посление в пропорциональные длительностидующих тактах выхлопа "Вып" (фиг.3 а) (Фиг. 2 в). Длительность каждого из и всасывания "Вс" ( Фиг. 3 а) достигает( (дй- д йи (фиг. 26) соответствует атмосферного давления или может бытьтрем импульсам напряжения пробоя ге- . даже несколько ниже атмосферного(нератора 11. В конкретном случае М Таким образом если известна диа"( ( ( ( (1 соответствует А.(, В(, С(, М - А, . грамма работы двигателяФиг. 3 а), В, С и ЬЕи - А, Ви, Сй.то изменение давлениЯ в камеРе сгоРа"На выходе амплитудно"временного ния можно представить в виде Функции преобразователя 8 пилообразные им- Р (фиг. 36 ). Поскольку амплитуда на(, ( (пульсы А(, 3.(, С .- Аи, Ви, Си преоб" пряжения пробоя пропорциональна дав9 901 тель и индикатор, причем свеча высоковольтным проводом через генератор соединена со схемой управления, к которой подключены датчик синхронизации и датчик напряжения пробоя, свя- у занный с усилителем, о т л и ч а " р щ е е с я тем, что оно дополнитель. но содержит амплитудно-временной пре" образователь, время-импульсный преоб-. разователь, блок памяти, блок вычисле-о ния и датчик атмосФерного давления, причем амплитудно-временной и время- импульсный преобразователи и бпоки 75 10памяти и вычисления соединены последовательно и включены между усилителеми индикатором, первый выход схемы уп"равления связан с амплитудно-временнымпреобразователем, второй " с блокомпамяти непосредственно, а третийс блоком памяти через преобразователь,соединенный с датчиком атмосФерногодавления,Источники инФормации,принятые во внимание при экспертизе1. Патент США Ю 3943759,кл, 73-119, опублик. 1978 еСоставитель Н. Патр Техред М. ТеперТираж о 87ИПИ Государственного копо делам изобретений и5 д Москва К-Я РаушсППП "Патент", г. Ужгоро евКорректор Н. БдПодписноеСССР