Способ диагностики двигателя внутреннего сгорания и устройство для его осуществления

О П

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К ПАТЕНТУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (6I) Дополнительный к патенту (22) Заявлено 23.09.74 (2l) 2063! 22/06 (23) Приоритет — (32) 24.09.73 (Sl) М. Кл. G01 М I5/00

ГфсуАарстаеннФ камнтет

Фраата Мнннетрое СССР па делам нзабретеннй н рткрытнй (3! ) 29254 — А/73 (эЗ) Италия (43) Опубликовано 05.07.77. Бюллетень № 25 (53} УЛК 623.432.00l.4 (088.8) (45) Дата опубликования описания 13;07.77

Ииостра щы

Вирджилио Аррипэни, Бруно Гаэтани и Афро Ма отти (Италия) (72) Авторы изобретения

Иностранная фирма

"CllQM Прогегги С. П. А" (Италия) (71) Заявитель (541 СПОСОБ ДИАГНОСТИКИ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО

СГОРАНИЯ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Иэобрление относится к приборам для измерения детонации путем выявления типичных колебаний давления или последствий колебаний различ. кых частей двигателя. В этих приборах кроме сипила, свяэанпого с дев>юцией, всегда присутствуют сигналы шума, связанные с работой деталей машины, резонансов давления и электрические шумы.

Известны способы диагностики, например двигателей внутреннего сгорания, ло виброакустичес- р ким показателям, заключающиеся в том, что измеряют общий виброакустический сигал, состоящий иэ сигнала исследуемого процесса и шума фона, выделяют его и вычитают из общего сигнала, Иэ. вестные устройства для диагностики, например дви- )ч гателей внутреннего сгорания, содержат измерительный блок, соединеш ый последовательно через устройство подавления шума фона и первый вентиль, управляемый блокол1 формирования сигналов управления, с блоком ретистрации, стробирующий блок, связанный параллельно с блоком формирования сигналов управления и устройством подавления шума фона (3J.

Недостатком известного способа и устройства, для его осуществления является сложность автолатиэации процесса подавления шума фона, а также недостаточная эффективность подавления шума фоЦелью изобретения является повышение эф. фективности подавления шума фо и, а также авто. матизацил процесса подавления.

Указанная цель достигается тем, что шум выде. ляют в заданном промежутке времени, предшествующем исследуемому процессу, а также тем, что устройство подавления шума фона содержит схему детектора, связанную крез второй вентиль, управляемый блоком триггеров, с пиковым вольтметром, соединенным последовательно через блок усилителя-преобразователя — интегратора с сумматором, другой вход которого соединен с выходом измерительного блока. Сумматор содержит íà вхо. дах конденсатор и детектирующий диод, а на выхо. де — транзистор.

На фиг. 1 изображена.возможная блок-схема прибора для измерения детонации двигателя внутреннего сгорания; на фиг. 2 — электрическая схема сумматора; на фиг .- 3: — диаграммы сигналов, иллюстрирующие работу устройства.

Предлагаемый сйособ заключается в том, что шум фона, определя мый как шум, присутствую.

1ч«сч нрй в интервале появления детонации, может быть взаимосвязан с уровнем шума, присутствующего в остальном интервале того же цикла работы днигате. ля, предшествующего интервалу возникновения де. тонапии. Для упрощения полный путь, перекрывае. мый поршнем в цикле, подразделяют на два промежутка, первый из которых связан с возникновением детонации, а второй — с ее отсутствием.

Таким образом, для компенсации сигнала, связанного с шумом фона, достаточно иэ общего сигнала, включающего как сигнал детонации, так и сигнал фона, вычесть сипая, пропорциональный интенсивности сигнала фона, присутствующего в той чисти цикла, которая предшествует детонации.

Поскольку начало детонации происходит, как правило, в момент самого высокого давления, измерение шума может осуществляться, например, между моментом зажигания и моментом наибольшего давления.

Очевидно, что начало такого измерения следует производить не слишком рано, чтобы избежать возможности замера "остаточной" вибрации от детонации цилиндра, в котором перед этим произошло зажигание.

Устройство для диагностики двигателя внутреннего сгорания содержит измерительный блок 1, ко орый соединен последовательно через устройство 2 подавления шума фона с перным вентилем 3. Вентиль 3 управляется блоком 4 форлшрования сигналов управления и связан с блоком 5 регистрации.

Устройство содержит стробирующий блок 6, связанный параллельно с блоком 4 форлсирова1п я снгнапо» управления и устройсгвом 2 подавления шума фо и, которое содержит схему дегектора 7, с»изянную через »горой вентиль 8, упранляел ый блоком 9 риггеро», с пиковым волыметроли 10.

Волы метр 10 соединен последовательно через блок ! усили еля-преобразователя-шпегратора с суммяторолt 12. Сумматор 12 соединен также с ныходом нэмерителыгого блока 1. Блок 5 регистрации в»лиг»лен в ниде последовательно соединенных лер.

»ого интегратора 13, второго пикового вольтметра 14, второго шггегратора .l 5 и регистра гора 16.

Измеригельный блок 1 содержит преобразов.. тель 17 вибраций, связанный с фильтром-усилителем !8, Стробирующнй блок б содержит датчик 19, соединенный с формирователем импульсов 20, ! лок 4 формирования сигналов управления содержш рип ерную схему 21, связанную одним выходом с третьим интегратором 22 непосредствешю, а другим -- через конденсаторы нагрузки 23 и 24 и усгройствя постоянного тока разряда 25 и 26. Выхошя интегратора 22 связаны также с логической схемой 27. На выходе триггерной схемы 21 параллельно схеме с элементами 22 — 26 подкл очена вторая аналогичная схема (на чертежах не показана), входы которой перевернуты относительно входов изображенной схемы. Сумматор 12 (фиг. 2) содержит на входах конденсатор 28 и детектирующий диод 29, а на выходе — транзистор 30.

Устройство работает следующим образом.

Сигнал зажигания, приведенный на фиг, За, поступает с датчика 19 и подается на формирователь импульсов 20, который вырабатывает илгпульсы (фиг. Зб), синхронные сигналам эажига п я и имеющие постоянную амплитуду и длительность.

Эти импульсы подаются на блок 4 формирования сигналов управления, а именно на григгерную схему 21. Поэтол1у на ее выходе появляются сигналы, 1и показанные на фиг. Зв и Зг. На выходе блока 4 появляются сигналы, поступающие на управление первым вентилем 3.

На выходе схемы, анзлогичной схеме с элементами 22 — 26, сигналь, входа будут иметь вид как на

15 риг. Зг и Зн, соответственно, то есть перевернуыми относительно сигналов на входе н блок 4.

На первый вентиль 3 подается сигнал (фиг. Зм), полученный следующим образом. Преобразователь!7 вибраций, полученных н результате детона °

31 ции, подает связанные с ней сигналы на фильтр-усишггель 18, Сигнал (фиг. Зж), связанный с детонацией, совместно с шумом фона подается с одной стороны на сумматор! 2 и с другой стороны на схему детектора 7, представляющую собой схему

И типа "восстановителя постоянного тока" и второй вентиль 8. Схема детектора 7 детектирует сигнал

{фнг. Зж) поступающий с блока филыра-усилителя 18.

Второй вентиль 8 позволяет пройти сигналу, ЗО !носгупаю1цем> с детектора 7, только при наличии сигнала (фнг. Зе), поступающего с блока 9 триггеров.

Блок 9 . рнггеров станови ся проводящим сигналы нод действием импульса зажигания (фиг. Зб)

85 от форл1»1ю»атолл имнульсо» и з»1ем возвращается н исходное сос оянне передним фронтол1 сигнала (фщ, Зд) oi логической схемы 27. Сигнал (фиг.

Зз), пос унаю ций со вгорого вент шя 8, соотнегсгвующнй и» елен»нос и колебаний, нрисутствую40 щих непосредственно перед ноз шкпо»еннем детонации, подается на пиковый вольтметр 10, усганонленный в исходное состояние импульсом (фиг. Зб), п,ктупающим от системы зажигания, f.e. от стробирующего блока 6.

46 Сигнал (фиг. Зи), поступающий с пикового волымегра 10, подается на блок усилители-преобразователя-интегратора 11.

Сипгал {фш, Зк), поступающий иэ блока 11, подается на сумматор 12. Следовательно, сигнал на фиг, Зм на его выходе состоит из сипьэля на фиг, Зж, минус сигнал на фиг. Зк, свяэяншай с шумом

1 фона. Поэтому в первом вентиле 3 сш пал (фиг.

Зд), поступающий из блока 4, дает возможность пройти снгнялал1 (фиг. Зм), поступающим с сумматора 12,и таким способом оказывается возможным получить сигнал (фиг. Зн), поступающий на первый интегратор 13 с малой постоянной времени, а с него па второй пиковый вольтметр 14, установлешый в исходное состояние перещым фронтом сигнала (фиг. Зд), поступившего с блок» 4, Сигнал (фиг.

Зо), поступающий с вольтметра 14,усредняется вторым интегратором S,íà выходе которого образует. ся сигнал (фиг. Зп), связанный только с интенсивностью детонации (то есть беэ шума фона). Регистратор !6 представляет собой элемент для регистрации, индикации и тому подобное.

Сумматор 12 содержит конденсатор 28, детектирующнй диод 29 и транзистор ЗО, включенный как эмиттерный повторитель. Благодаря элементам 28 и 29 через сумматор 12 проходит только та часть сигнала (фиг. Зж), поступающего с измерительного блока 1, которая выше (отрицательного) уровня напряжения {фнг, Зл), поступающего с блока 1. Следовательно, выход транзистора,30 представляет сумму сигналов по фиг. Зж и Зк.

Устройство для диагностики двигателя внутреннего сгорания, предназначенное для автоматического подавления шума фона в приборе измерения детонации, может использоваться в других приборах, подходящих для обнаружения периодического явления, сипилы которого всегда взаимодействуют с шумом фона, например, в области геофизических изысканий посредством многократных зарядов, в медицинских регистрирующих приборах и так да. лее, Формула: изобретения

l. Способ диагностики двигателя внутреннего сгорания по виброакустическим показателям, заключающийся в том, что измеряют общий виброакустический сигнал, состоящий из сигнала исследу:.чого процесса и шума фона, выделяют шум фона и вычитают его иэ общего сигнала, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения эффективности, шум фона выделяют в заданном промежутке времени, предпкствующем исследуемому процессу.

2. Устройство для осуществления способа по и.

1, содержащее измерительный блок, соединенный

1р последовательно через устройство подавления шума фона и первый вентиль, управляемый блоком формирования сигналов управления, с блоком регистрации, стробирующий блок, связанный параллельно с блоком формирования сигналов управления и

1р устройством подавления шума фона, о т л нча ющееся тем, что, с целью повышения эффективности, устройство подавления шума фона содержит схему детектора, связанную через второй вентиль, управлясмый блоком триггеров, с пнкоя вым вольтметром, соединенным последовательно через блок усилителя. преобразователя-интегратора с сумматором, другой вход которого соединен с выходом измерительного блока;

3, Устройство по п. 2, о т л и ч а ю щ e e с л

3b тем, что сумматор содержит на входах кондежатор и детектнрующий диод, е на выходе — транзистор.

Источники информацни, принятые во внимание при экспертизе:

Э! 1. Сндопенко М, К. Виброметрия газотурбинных двигателей, М., "Машиностроение", 1973, с. 153- 59, 215-217.

Составитель Н. Патрахольцев

Техред А. демьянова Корректор А Крав н нко

Редвктср М. Васильева

Закаэ 2095/222 Филиал ППП " Патент ", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 с

Тираж 1101 Подписное

0НИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР ло делам изобретений и открытий

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