Устройство для диагностирования дизеля
Изобретение относится к двигателестроению, в частности к области технической диагностики, и может быть использовано для встроенного и стационарного диагностирования дизеля и регулировки топливной аппаратуры. Изобретение позволяет повысить точность измерений, достоверность и снизить трудоемкость диагностирования дизеля. Устройство для диагностирования дизеля содержит датчик частоты вращения и датчик момента впрыска, первый и второй формирователи, блоки вычисления угловой скорости, блок управления, арифметическое логическое устройство и блок индикации. Датчик частоты вращения через первый формирователь последовательно связан с блоком вычисления угловой скорости, блоком управления, а датчик момента впрыска последовательно соединен со вторым формирователем и блоком управления, к выходам которого подсоединены арифметическое логическое устройство и блок индикации. Выход арифметического логического устройства соединен с входом блока индикации, а входы блока индикации и арифметического логического устройства параллельно соединены с выходом блока вычисления угловой скорости. В устройство введен блок вычисления углового ускорения. Первый вход блока вычисления углового ускорения подключен к выходу блока вычисления угловой скорости, а второй вход к выходу блока управления. Выход блока вычисления углового ускорения подключен к входу арифметического логического устройства. 1 ил.
Изобретение относится к области технической диагностики и может быть использовано для встроенного и стационарного диагностирования дизеля и регулировки топливной аппаратуры. Известно устройство для диагностирования бензинового двигателя (см. Авторское свидетельство СССР №693385, опубл. 25.10.1979). Устройство содержит датчик частоты вращения, датчик в.м.т. первого цилиндра, два усилителя сигнала, блок вычисления угловой скорости, блок сравнения и блок индикации.
Недостатками известного устройства являются невозможность раздельной оценки технического состояния отдельных систем двигателя, а также применение данного устройства для диагностирования дизелей. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому устройству является устройство для диагностики дизеля, содержащее датчик частоты вращения и датчик момента впрыска, первый и второй формирователи, блоки вычисления угловой скорости, блок управления, арифметическое логическое устройство и блок индикации, причем датчик частоты вращения через первый формирователь последовательно связан с блоком вычисления угловой скорости, блоком управления, а датчик момента впрыска последовательно соединен со вторым формирователем и блоком управления, к выходам которого подсоединены арифметическое логическое устройство и блок индикации, причем выход арифметического логического устройства соединен с входом блока индикации, а входы блока индикации и арифметического логического устройства параллельно соединены с выходом блока вычисления угловой скорости (см. Авторское свидетельство СССР №1255889, опубл. 07.09.1986).
Недостатком данного устройства, принятого за прототип, являются низкие точность измерений и достоверность диагностирования на режиме свободного ускорения и невозможность локализации неисправностей по цилиндрам на данном режиме. Указанные недостатки обусловлены выбранными диагностическими параметрами, которые имеют высокую зависимость от частоты вращения и недостаточную точность, стабильность по цилиндрам.
Задача заявленного изобретения направлена на повышение точности измерений, достоверности и снижение трудоемкости диагностирования дизеля.
Задача достигается за счет того, что в известное устройство для диагностирования дизеля, содержащее датчик частоты вращения и датчик момента впрыска, первый и второй формирователи, блоки вычисления угловой скорости, блок управления, арифметическое логическое устройство и блок индикации, причем датчик частоты вращения через первый формирователь последовательно связан с блоком вычисления угловой скорости, блоком управления, а датчик момента впрыска последовательно соединен со вторым формирователем и блоком управления, к выходам которого подсоединены арифметическое логическое устройство и блок индикации, причем выход арифметического логического устройства соединен с входом блока индикации, а входы блока индикации и арифметического логического устройства параллельно соединены с выходом блока вычисления угловой скорости, введен блок вычисления углового ускорения, причем первый вход блока вычисления углового ускорения подключен к выходу блока вычисления угловой скорости, а второй вход к выходу блока управления, при этом выход блока вычисления углового ускорения подключен к входу арифметического логического устройства.
На фиг.1 изображена схема устройства для диагностирования дизеля. Устройство содержит датчик частоты вращения коленчатого вала 1, датчик момента впрыска топлива определенного цилиндра двигателя 2, формирователь сигнала датчика частоты вращения коленчатого вала 3, формирователь сигнала датчика момента впрыска топлива 4, блок вычисления угловой скорости 5, блок вычисления углового ускорения 6, блок управления 7, арифметическое логическое устройство 8, блок индикации 9. Соединение элементов выполнено в виде двух параллельных цепей, первая из которых состоит из датчика вращения частоты коленчатого вала 1, формирователя 3 его сигнала, блока 5 вычисления угловой скорости, блока 6 вычисления углового ускорения, а вторая из последовательно соединенных датчика 2 момента впрыска топлива, формирователя 4 его сигнала, блока 7 управления. Второй вход блока 7 управления соединен с входом блока 5 вычисления угловой скорости. Третий и четвертый входы блока 7 управления соответственно соединены с выходами блока 5 вычисления угловой скорости и выходом блока 6 вычисления углового ускорения. Первый и второй выходы блока 7 управления соединены с входами соответственно арифметического логического устройства 8 и блока 9 индикации. Вторые же, включенные параллельно, соединены с выходом блока 5 вычисления угловой скорости. Третий вход арифметического логического устройства 8 соединен с выходом блока 6 вычисления углового ускорения. Третий вход блока 9 индикации соединен с выходом арифметического логического устройства 8.
Устройство работает следующим образом. Импульсы от датчика 1 с периодичностью, соответствующей углу поворота коленчатого вала на один зуб зубчатого венца маховика, пройдя формирователь 3, поступают в блоки 5 и 7. Блок 5 измеряет период следования данных импульсов и в соответствии с приходящимся на один зуб зубчатого венца маховика и измеренным периодом вычисляет угловую скорость на данном угле поворота вала, значения которой поступают на входы блоков 6, 8 и 9. Блок 6, учитывая период следования данных импульсов и в соответствии с приходящимся на один зуб зубчатого венца маховика и измеренную угловую скорость, а также значение угловой скорости, приходящееся на предыдущий зуб, вычисляет угловое ускорение на данном угле поворота вала, значения которого поступают на вход арифметического логического устройства 8. Сигнал от датчика 2 момента впрыска топлива определенного цилиндра, как правило, первого, через формирователь 4 поступает на вход блока 7 управления. Блок 7 с приходом импульса от датчика 2 подсчитывает импульсы и рассчитывает угол поворота коленчатого вала. При повороте коленчатого вала на угол, соответствующий моменту впрыска топлива в первом цилиндре двигателя, блок 7 подает первый управляющий сигнал на вход блока 8. По этому сигналу блок 8 начинает выбор минимального значения угловой скорости, приходящегося на начало рабочего хода в первом цилиндре (
мин1) Одновременно блок 8 осуществляет выбор максимального значения углового ускорения, приходящегося на первую половину рабочего хода в первом цилиндре ( макс1). При повороте коленчатого вала на угол 720/(3·i) (где i - число цилиндров двигателя) от верхней мертвой точки конца сжатия в первом цилиндре блок 7 подает второй управляющий сигнал, с приходом которого блок 8 прекращает выбор минимального значения угловой скорости и максимального значения углового ускорения, заносит эти значения в память и переходит в режим поиска максимального значения угловой скорости, приходящегося на среднюю часть такта расширения ( макс1). Одновременно блок 8 осуществляет выбор минимального значения углового ускорения, приходящегося на вторую половину такта расширения в первом цилиндре ( макс1).
При повороте коленчатого вала на угол 720/1 блок 7 подает третий управляющий сигнал, по которому блок 8 прекращает выбор максимального значения угловой скорости и минимального значения углового ускорения, заносит эти значения в память. Одновременно блок 8 начинает поиск минимального значения угловой скорости и максимального значения углового ускорения в следующем по порядку работы цилиндре ( макс1). По окончании цикла измерения, который для достижения необходимой точности должен длиться не менее 10 циклов, блок 7 подает очередной управляющий сигнал в блоки 8 и 9. По этому сигналу блок 8 вычисляет средние значение приращений угловой скорости от минимального значения (
мин1) до максимального ( макс1), приходящегося на такт расширения каждого цилиндра (
i) уменьшение угловой скорости от максимального его значения для i-го цилиндра до минимального его значения, приходящегося на такт расширения в следующем по порядку работы цилиндре, т.е. для (i+1)-гo цилиндра ( i), аналогичные показатели определяются и по угловому ускорению (см. Экология - Здоровье - Безопасность жизнедеятельности: Материалы региональной научно-практической конференции, посвященной 60-летию образования Курганской области/ Под общей редакцией И.И.Манило. - Курган: Курганский научный Центр МАНЭБ, 2002. - с.167-169.). Блок 8 определяет диагностические параметры, в качестве которых используются произведения приращений и уменьшений на средние значения угловых скоростей на соответствующих положениях коленчатого вала. А также приращение и уменьшение углового ускорения на соответствующих участках.
Результаты вычислений индицируются блоком 9 индикации. Блок 9 индицирует также текущее значение угловой скорости коленчатого вала. Таким образом, устройство позволяет определять техническое состояние дизеля по показателям неравномерности вращения коленчатого вала (параметры по угловой скорости и углового ускорения) на режимах холостого хода и свободного ускорения, что позволяет локализовать характерные неисправности дизеля и его систем, а также производить регулировку топливной аппаратуры без снятия ее с двигателя.
Применение устройства для диагностирования дизелей по сравнению с прототипом позволит повысить точность измерения на 25%, достоверность диагностирования на 20% и снизить трудоемкость на 10%.
Формула изобретения
Устройство для диагностирования дизеля, содержащее датчик частоты вращения и датчик момента впрыска, первый и второй формирователи, блоки вычисления угловой скорости, блок управления, арифметическое логическое устройство и блок индикации, причем датчик частоты вращения через первый формирователь последовательно связан с блоком вычисления угловой скорости, блоком управления, а датчик момента впрыска последовательно соединен со вторым формирователем и блоком управления, к выходам которого подсоединены арифметическое логическое устройство и блок индикации, причем выход арифметического логического устройства соединен с входом блока индикации, а входы блока индикации и арифметического логического устройства параллельно соединены с выходом блока вычисления угловой скорости, отличающееся тем, что него введен блок вычисления углового ускорения, причем первый вход блока вычисления углового ускорения подключен к выходу блока вычисления угловой скорости, а второй вход к выходу блока управления, при этом выход блока вычисления углового ускорения подключен к входу арифметического логического устройства.
РИСУНКИ
