Способ диагностирования двигателя внутреннего сгорания и устройство для его осуществления

 

1. Способ диагностирования двигателя внутреннего сгорания по параметрам уялотняющей способности поршневых колец, заключающийся в том, что регистрируют параметры давления газа в картере двигателя , определяют обобщенный параметр и по его изменению судят об изменении уплотняющей способности поргшневых колец, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, преобразуют регистрируемые параметры давления газа в сигнал и мерительной информации, из спектра котсфого за заданное количеетю циклов выделяют высокочастотные составляющие с частотами , превышающими частоту вращения вала двигателя, и преобразуют их в обобщенный параметр в виде произведения текущего значения сигнала на время. сл с

„„SU,, 1649772 А союз советских

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК з(59 G 01 М 15 00

1 . !

ОПИСЛНИК ИЗОБРЕтЕНИя !

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

H ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21} 2883906/25-06 (22) 13.02.80. (46) 23.10.83. Бюл. № 39 (72) Е. А. Мудровский, . А. С. Петров и В. А. Соломоник (71) Центральный научно-исследовательский дизельный институт (53) 621.43.001.5 (088.8) (56) 1. Приборы диагностики ДВС. Снравочная картотека, М., НИИинформтяжмаш, 1977, № 19-3-77, карты №№ 15,8. (54) СПОСОБ ДИАГНОСТИРОВАНИЯ.

ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ

И УСТРОИСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (5T) 1. Способ диагностирования двигателя. внутреннего сгорания по параметрам уплотняющей способности поршневых колец, заключающийся в том, что регистрируют параметры давления газа в картере двигателя, определяют обобщенный параметр и по его изменению судят об изменении унлотнякнцеи способности поршневых колец, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, преобразуют регистрируемые па- . раметры давления газа в сигнал измерительной информации, из спектра которого за заданное количество циклов выделяют высокочастотные составляющие с .частотамн, превышающими частоту вращения вала двигателя, н преобразуют их в обобщенный параметр в анде произведения текущего значения сигнала на время.

1049772

10 15

30

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что высокочастотные . составляющие выделяют на тактах расширения, 3. Устройство для диагностирования двигателя внутреннего сгорания, содержащее преобразователь параметров давления, преобразователь спектра колебаний, регистрирующий счетчйк, отметчнк верхней мертвой точки (ВМТ), селектор, тактов и блок управления, причем преобразователь спектра выполнен в виде фильтра частот, ynpasляющего генератора импульсов и схемы совпадения, связанных последовательно, и вклю. чеи между преобразователем параметров и. счетчиком, отметчик ВМТ через селектор. связан со схемой совпадения, а. через блок

Изобретение относится к технической диагностике н испытаниям двигателей внутреннего сгорания.

Известны способы диагностирования двигателя внутреннего сгорания по параметрам уплотняющей способности поршневых колец, заключающиеся в том, что регистрируют параметры давления газа в картере двигателя, определяют обобщенный параметр н но его изменению судят об изменении уплотняющей способности поршневых ко е t l J.

Известны также устройства, применимые для осуществления таких способов, содержащие преобразователь параметров, например, давления, преобразователь спектра колебаниИ, регистрирующий счетчик, отметчнк верхней мертвой точки (ВМТ), селектор тактов н блок управления, причем образователь спектра выполнен в виде фильтра, частот, управляющего генератора импульсов и схемы совпадения, связанных последовательно, н включен между преобразователем параметров и счетчиком, отметчик

ВМТ .через селектор связан со схемой совпадения, а через блок управления — са счетчиком flJ. ф

Известные способы требуют отключения цилиндров и не дают надежных результатов в оценке уплотняющей способности поршневых колец в отдельном цилиндре, так как статическое давленяе газов в картере определяется уплотняющей способностью поршневых колец всех цилиндров многоцилиндрового двигателя.

Эти устройства не позволяют повысить. точность диагноза и диагностировать двигауправления — со счетчиком, отличающееся тем, что с целью повышения точности, схема совпадения выполнена в виде схемы ЗИ, селектор выполнен в виде двух формирователей и триггера, а блок управления содержит схему совпадения 2И, счетчик циклов н триггер, причем формирователи включены между входом селектора и параллельно входами его триггера, выход которого служит выходом селектора, схема 2И включена на входе блока управления и через счетчик циклов связана с одним входом триггера блока управления, выходом которого служит выход триггера, при этом другой вход триггера через кнопку запуска связан со схемой 2И, а другой выход — параллельно со схемами 2И и ЗИ. тель по отдельным цилиндрам во время егО работы.

Целью изобретения является повышение точности.

Указанная цель достигается тем, что преобразуют регистрируемые параметры давления газа в сигнал измерительной информации, из спектра которого за заданное количество циклов выделяют высокочастотные составляющие с частотами, превышающими частоту вращения вала двигателя, н преобразуют их в обобщенный параметр в виде произведения текущего значения сигнала на время.

Высокочастотные составляющие выделяют на тактах расширения.

В устройстве указанная цель достигается тем, что схема совпадения выполнена в виде схемы ЗИ, селектор выполнен в виде двух формирователей и триггера, а блок управления содержит схему совпадения 2И, счетчик циклов и триггер, причем формирователи включены между входом селектора и параллельно входами его триггера, выход которого служит выходом селектора, схема

2Н включена на входе блока управления и через счетчик циклов связана с одним входом триггера блока управления, выходом которого служит выход триггера, при этом другой вход триггера через кнопку запуска связан со схемой 2И,. а другой выход— параллельно со схемами 2И н ЗИ.

На. фиг. 1 представлены осциллограммы давления газов в картере при нормальнон уплотняющей способности колец, полностью соответствующих техническим условиям на сборку дизеля; на фиг. 2 — то же, при ухудшенной уплотннтельной способности (теп1049772

3 ловой зазор второго компрессионного кольца увеличен от 0,25 мм до 20 мм, третье компрессионное кольцо сломано «а две, примерно, равные части); на фиг. 3 — устройство для осуществления способа.

На осциллограммах обозначены кривые ! и Il„xspsKTe as ae sB e«ae iso« a картере, зарегистрированное с помощью тензометрического и токовихревого измерительного преобразователя давления соответственно; кривые !!1 давления газов в камере сгорания; максимальное давление Р в камере сгорания при отключенной подаче топлива (плунжер насоса высокого давления поднят); максимальное давление Р в камере сгорания при подаче в нее топлива, f5

Фиг. 1 и 2, каждая в отдельности, свидетельствуют о наличии двух характерных ripoцессов колебания давления газов в картере низкочастотный процесс с частотой, равной частоте вращения вала двигателя, и высо- 20 кочастотный процесс с частотами, значительно превышающими частоту вращения вала.

При этом увеличение максимального дав45

55 ления в камере сгорания от Рс до Р, что как известно, приводит к увеличению количества газов, прорывающихся в картер из камеры сгорания, привод«у к увеличению интенсивности высокочастотных колебаний.

Сопоставление между собой кривых колебаний давления газов в картере, представленнцх на фиг. и 2 показывает, что ухудшение уплотняющей способности поршневых колец приводит к увеличению интенсивности высокочастотных колебаний давления газов в картере.

В качестве обобщенного параметра, этих колебаний может быть принята их амплитуда, частота н т,п. Однако более полной характеристикой колебаний будет площадь под кривой сигнала колебаний во времени, т.е. произведение текущего значения колебаний на время.

Предлагается диагностировать двигатель с использованием обобщенного параметра колебаний давления газов в картере двумя способами. Один из них состоит в выполнении следующих технологических операций;

С помощью измерительного преобразователя давления формируют сигнал, отражающий процесс колебаний давления газов в секции картера днагностирующего цилиндра.

Сигнал колебаний давления фильтруют, выделяя составляющие с частотами выше частоты вращения вала. За определенное количество циклов двигателя определяют обобщенный параметр выделенных высокочастотных колебаний и по его изменению судят об уплотняющей способности поршневых колец в диагностируемом цилиндре.

Достоинство такого способа состоит в простоте его реализации.

3D

Второй спосор обладает повышенной точностью и состоит в выполнении следующей последовательности технологических операций диагностирования ДВС. С помощью измерительного преобразователя давления формируют сигнал, отображающий процесс колебаний давления газов в картере двигателя. В промежутках времени, соответствующих тактам расширения в диагностируемом цилиндре, иэ спектра сигнала колебаний выделяют составляющие с частотами, превышающими частоту вращения вала двигателя. 3а определенное количество циклов двигателя определяют обобщенный параметр выделенных высокочастотных колебаний и по его изменению судят об изменении уплотняющей способности поршневых колец в диагностируемом цилиндре.

Предлагаемый способ диагностирования

ДВС может быть реализован с помощью предлагаемого устроиства.

Устройство для диагностирования ДВС содержит измерительный преобразователь 1 давления картерных газов, фазовый отметчик ВМТ 2, преобразователь спектра 3 колебаний давления картерных газов, селектор 4 тактов расширения, блок 5 управления и регистрирующий счетчик 6.

Формирование, преобразование и пере дача сигнала измерительной информации обеспечивается последовательным соеди. нением измерительного преобразователя 1, преобразователя спектра 3 и регистрирую щего счетчика б. Формирование, преобразование и передача сигналов управляющей информации обеспечивается последовательно.параллельным соединением фазового отметчика БИТ 2, селектора 4 тактов расширения и блока 5 управления. По управляющим входам преобразователь спектра 3 соединен с селектором 4 и блоком управления 5.

Преобразователь спектра 3 по сигналу измерительной информации соединен с измерительным преобразователем давления, а по управляющим сигналам — с выходами селектора 4 и блока 5 управления По входам селектор 4 и блок 5 управления соединены с фаэовым отметчиком 2. Регистрирующий счетчик 6 подключен к выходу преобразователя спектра 3.

Устройство работает следующим образом.

Из спектра колебаний давления картерных газов преобразователь спектра 3 выделяет составляющие по частоте, превышающей частоту вращения коленчатого вала, и преобразует их в импульсы, девиация частоты которых пропорциональна амплитудам пульсаций этих составляющих. Импульсы преобразователя спектра 3 поступают в регистрирующий счетчик б, где происходит подсчет их количества в соответствии с алгоритмом, задаваемым блоком 5 управления и селектором 4, а именно: блок 5 управления задает количество рабочих циклов, в течение ныщ сигналом триггера 15. После нажатия кнопки ручного запуска 16 первым же им пульсом ВМТ триггер 15 опрокидывается, отбрасывая показания регистрирующего счетчика 6 и открывая схемы совпадений

ЗИ и 2И. Последние начинают пропускать соответственно импульсы. от управляемого генератора 8 импульсов к регистрирующему счетчику 6 и от фазового отметчика 2 к счетчику циклов 14. Формирователи импульсов !О и i l задерживают импульсы ВМТ на интервалы времени, соответственно равные t,è tq задаваемые оператором. Эти импульсы перебрасывают триггер 12, с выхода которого в пределах каждого рабочего цикла двигателя на управляющий вход схемы совпадений ЗИ разрешающий сигнал длительностью t = t| —,1 . При достижении счетчиком циклов 14 заданного количество циклов триггер 15 перебрасывается, закрывай схемы совпадений ЗИ и 2И. При этом прекращается поступление импульсов в счетчики 6 и 14. На табло регистрирующего счетчика 6 оказывается зафиксированным число, равное количеству импульсов, прошедших от управляемого генератора импульсов 8, т.е. пропорциональное сумме площадей, ограннченных высокочастотными составляющими пульсаций, присутствующих в спектре сигнала измерительного преобразователя 1.

Технико-зкономические преимущества предлагаемого изобретения состоят в повышении точности определения уплотняющей способности поршневых колец и в снижении трудоемкости операций подготовки и проведению диагностирования.

1049772 которых производится вычисление, а селек тор 4 — продолжительность вычислений в течение одного рабочего такта двигателя.

Поскольку высокочастотные пульсации колебаний давления картерных газов являются следствием прорыва газов через кольца в картер, а импульсы преобразователя 3 имеют частоту, пропорциональную их амплитудам, то на показывающем табло регистрирующего счетчика 6 окажется зарегистрированным число, пропорциональное сумме площадей 10 этих высокочастотных пульсаций за установленное количество циклов. Таким образом, это число характериэует обобщенный параметр связи между техническим состоянием поршневых колец и характером газодинамического процесса s картере двигателя

Оно является мерой прорыва газов в картер и служит критерием, используемым для диагностирования ДВС.

Алгоритм вычисления обобщенного параметра определяется совокупностью тех- 20 иических средств, реализующих преобразователь спектра 3, селектор 4 такта расширения и блок 5 управления. Преобразователь спектра 3 содержит детектнрующий фильтр. верхних частот 7, управляемый генератор импульсов 8 (преобразователь типа напряжение-частота) и логическую схему совпадений 9 типа ЗИ; селектор тактов расширения 4 содержит формнраватели импульсов

10 и 11 с регулируемыми длительностями.задержки и триггер 12; блок 5 управления со- 3ц .держит логическую схему совпадений 13 типа 2И, счетчик циклов 14 .и триггер 15, В исходном состоянии логические схемы совпадений ЗИ и 2И закрыты потенциаль, I 049772

Составитель Н. Патрахальцев

PE laKTop А. Шандор Техред И. Верее Корректор М. Демчнк

За каэ 8404/39 Тираж 873 Подписное

ВНИИПИ Государственного коми.-ета СССР по делам нэобретеннй н открьпнй

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4!5

Филиал ППП сПатент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4