Способ определения технического состояния двигателя внутреннего сгорания и устройство для его осуществления

 

Изобретение относится к технической диагностике, а именно к диагностике путем измерения индикаторного давления в камере сгорания двигателя внутреннего сгорания (ДВС). Оно позволяет повысить достоверность диагноза за счет использования фазовых соотношении процессов изменения давления . При работе двигателя производится измерение давления в камере сгорания, причем датчик давления выполнен в виде порогового устройства, настроенного на заданное давление. Сигнал с датчика давления задается в виде функции угловых координат коленчатого вала ДВС. При этом фиксируют угловую координату коленчатого вала ДВС, при которой достигается заданное пороговое значение давления. За серию п циклов работы двигателя для каждой угловой координаты получают число достижений заданного порогового значения давления. Совокупность отношений этих чисел к общему числу, серий п образует К-мерный вектор , где К - число угловых координат коленчатого вала. В зависимости от вида дефекта К-мерный вектор может принимать различный вид. 2 с.п. ф-лы, 5 ил. о 9 (Л С

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

А1 (!9) (11) (51) 4 G 0 M 15/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н Д BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ ж. .,йицщ@

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (2 1) 384 1089/25-06 (22) 03 .01.85 (46) 07.09.86. Бюл. № 33 (71) Куйбышевский институт инженеров железнодорожного транспорта (72) Ф.В.Голов (53) 621.43.001.5(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 1080059, кл. С 01 M 15/00, 1983.

Авторское свидетельство СССР № 1052900, кл. G 01 L 23/00, 1982 (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТЕХНИЧЕСКОГО

СОСТОЯНИЯ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к технической диагностике, а именно к диагностике путем измерения индикаторного давления в камере сгорания двигателя внутреннего сгорания (ДВС). Оно позволяет повысить достоверность диагноза за счет использования фазовых соотношений процессов изменения давления. При работе двигателя производится измерение давления в камере сгорания, причем датчик давления выполнен в виде порогового устройства, настроенного на заданное давление.

Сигнал с датчика давления задается в виде функции угловых координат коленчатого вала ДВС. При этом фиксируют угловую координату коленчатого вала ДВС, при которой достигается заданное пороговое значение давления.

За серию и циклов работы двигателя для каждой угловой координаты получают число достижений заданного порогового значения давления. Совокупность отношений этих чисел к общему числу. серий и образует К-мерный вектор, где К вЂ” число угловых координат коленчатого вала. В зависимости от вида дефекта К-мерный вектор может принимать различный вид. 2 с.п. ф-лы, 5 ил.

1255887

Изобретение относится к технической диагностике, а именно к диагностике путем измерения индикаторного давления в камере сгорания двигателя внутреннего сгорания. 5

Цель изобретения — повышение достоверности диагноза за счет использования фазовых соотношений процессов изменения давлений.

На фиг. 1 приведен К-мерный вектор (K=1024) исправного дизеля 2Д100 при пороговом значении давления P = 75 атм; на фиг. 2 — К-мерный вектор для дизеля, имеющего неисправности в топливоподающей системе", на фиг.3 то же, для дизеля, имеющего неисправности в воздушной системе (недостаI точная производительность воздуходувки); на фиг. 4 — то же, для дизеля, имеющего неисправности в выхлопной системе (закоксование коллектора); на фиг. 5 — схема устройства для осуществления способа.

Сущность предлагаемого способа заключается в следующем.

При работе двигателя производится измерение давления в камере сгорания, причем датчик давления выполнен в виде порогового устройства, настроенного на заданное давление, а сигнал с датчика задается в виде функции угловых координат коленчато. го вала двигателя. При этом фиксируют угловую координату коленчатого вала двигателя, при которой достигается заданное пороговое значение давления. За серию из и циклов работы двигателя для каждой угловой координаты получают число достижений заданного порогового значения давления, а 4О совокупность отношений этих чисел к общему числу серий п оoeб Iр а зует К-мерный вектор, где К вЂ” число угловых координат коленчатого вала. Б зависимости от вида дефекта К-мерный век- 45 тор может принимать различный в.-тд.

На фиг. 1 видно, что большинство компонент вектора равны О. Это свидетельствует о фазовой устойчивости процессов сжатия и расширения в ка- ц мере сгорания. Из фиг. 2 вицно, что неисправность в топливной системе приводит к фазовой нестабильности процессов сжатия и расширения одновременно. Фиг. 3 показывает, что недостаточная производительность воздуходувки приводит к фазовой нестабильности процесса сжатия. Из фиг. 4 випно, что закоксование коллектора приводит к фазовой нестабильности процесса расширения.

Таким образом, анализируя К-мерный вектор, возможно определение технического состояния различных систем дизеля. Аналогичные результаты получены для других типов ДВС.

Устройство (фиг. 5) содержит пороговый датчик 1 давления, нормализатор 2, формирователь 3 импульсов, датчик 4 углового положения вала, схему И 5, счетчик б адреса, управляемые ключи 7, счетчики 8 импульсов, задатчик 9 циклов, при этом количество ключей 7 и счетчиков 8 импульсов равно числу заданных по валу угловых координат. Причем выход датчика 4 положения через схему И соединен со счетчиком б адреса, второй выход задатчика 9 циклон соединен с вторым входом счетчика б адреса, второй выход задатчика 9 циклов — со схемой И, выходы счетчика адресов соединены с первым входом управляемых ключей, а выход порогового датчика 1 давления соединен через нормализатор 2, формиt рователь 3 импульсов, через общую шину с вторыми входами управляе-. мых ключей, выходы которых соединены со счетчиком импульсов.

Устройство работает следующим образом.

Предварительно в задатчик 9 циклов заносится количество циклов анализа. Нажатием кнопки "Пуск" счетчик 6 адреса обнуляется и открывается вход задатчика 9 циклов, на который поступает импульс с второго выхода датчика 4 положений, который устанавливает схему И в положение, разрешающее прохождению импульсов угловых меток вала на вход счетчика адресов, и из числа циклов анализа в задатчике положения отнимается "1", счетчик 6 адреса обнуляется. Импульсы угловых меток с первого выхода цатчика 4 положения через схему И 5 поступают на счетчик 6 адреса и через него на первый вход соответствующего адресу управляемого ключа 7.

При достижении порогового значения давления по датчику 1 сформируется импульс, который через нормализатор 2 и формирователь 3 поступает на общую шину ключей 7 и через ключ 7, адрес которого соответствует набранному на счетчике 6 адреса, поступает на

1255887 з счетчик 8 импульсов. Тем самым фиксируется угловое положение, при кото— ром достигнут заданный порог давления.

При следующем цикле все операции повторяются, причем схема И 5 остается открытой. При обнулении задатчика циклов, что соответствует набору заданного для анализа количества циклов, вырабатывается сигнал, по кото- )О рому схема И 5 устанавливается в положение, запрещающее прохождение угловых меток с датчика 4, а вход задатчика 9 отключается, при этом цикл обработки заканчивается. 15

Считывая значения со счетчиков 8 и относя их к заданному количеству циклов, получают значения компонент

I(-мерного вектора.

Найденный таким образом К-мерный 20 вектор отображает техническое состояние основных систем ДВС (топливной системы, системы выхлопа и воздушной системы.

Повышение достоверности диагноза 25 достигается применением порогового датчика давления, обладающего высокими метрологическими характеристиками, а также использованием фазовых характеристик процессов изменений давленийЗ0 в камере сгорания.

Применение предлагаемого способа,. позволяет объективно оценивать техническое состояние систем, определяющих основные технико-экономические показатели двигателя, а также в значительной мере определяющих надежность двигателя.

Формула изобретения

1. Способ определения технического состояния двигателя внутреннего сгорания, заключающийся в том, что измеряют давление в камере сгорания, задают и фиксируют угловые координаты коленчатого вала двигателя, при которых достигаются заданные величины давления, проводят вычисления параметра состояния и техническое состояние определяют путем сравнения указанного параметра с аналогичным эталонным параметром, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения достоверности путем исследования фазовых соотношений процессов изменения давлений, задают постоянный уровень измеряемого давления в камере сгорания и за серию оборотов коленчатого вала двигателя определяют для каждой угловой координаты коленчатого вала отношение числа достижений заданного давления в камере сгорания к общему числу серий, а в качестве параметра состояния двигателя принимают совокупность полученных отношений для всех угловых координат коленчатого вала.

2. Устройство для определения технического состояния двигателя внутреннего сгорания, содержащее пороговый датчик давления, датчик углового положения коленчатого вала, счетчики импульсов, формирователь импупьсов, задатчик циклов и схему И, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения достоверности путем исследования фазовых соотношений процессов изменения давлений, оно содержит управляемые ключи, нормализатор импульсов и счетчик адреса, причем первый выход,цатчика углового положения коленчатого вала через схему И, а второй выход через задатчик циклов, соединенный со схемой И, подключены к входам счетчика адреса, выходы которого соединены с первыми входами . управляемых ключей, вторые входы ко-" торых соединены между собой и через формирователь импульсов и нормализатор с пороговым датчиком давления, а выходы — со счетчиками импульсов.

1255887

7$

Ы ХХ О

Фм,4

Составитель Н.Патрахальцев

Техред И.Верес КорректорЛ.Пилипенко

Редактор А.Шандор

Заказ 48 l3/41

Тираж 778 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул.Проектная, 4