Способ оценки технического состояния двигателя внутреннего сгорания

 

Союз Советсиик

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ к двтоескомю свидетельств (и) 896466 (61) Дополнительное к авт. санд-ву— (22)Заявлено IЗ.05.80 (21) 2922092/25-06 с присоединением заявки М (23) Приоритет—

Опубликовано 07.01.82. Ьтоллетень М I

Дата опубликования описания 07.01.82 (5I)N. Кл.

G 0l И 15/00

)юеудвретвеиный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (53) 3K621. 436, . 001. 5 (088, 8) (72) Авторы изобретения

Б. Т. Кононов, К. Г. Сергеев, В. К. Терещенков, В. И. Тимошкин и Ю. Д. Шевцов (71) Заявитель м - 1t (54) СПОСОБ ОЦЕНКИ ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ (ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ ( г

Изобретение относится к диагностике двигателей внутреннего сгорания.

Известны способы оценки техническо го состояния двигателя внутреннего сгорания, заключающиеся в том, что при работе двигателя измеряют показатели работы диагностируемых систем, определяют изменения их сравнительно с исходными, а в качестве показателей принимают давление в системах fl ).

Однако точность этих способов ограничена, а оценка состояния узлов или систем в ряде случаев неоднозначна. В системах смазки это обусловлено прежде всего влиянием неустановившихся

15 режимов давления жидкости, в результате которого величины гидравлических сопротивлений как отдельных элементов, так и всей системы могут изменяться в широких пределах.

Известны также способы, заключающиеся в том, что при работе двигателя измеряют показатели работы диагностируемых систем, определяют изменения их сравнительно с исходными, вычисляют относительные изменения показателей и сравнивают результаты с предельными, причем в качестве показателей принимают давление в сне гемах (21.

Однако и для таких способог харак-, терна весьма низкая достоверность ин" формации о степени износа двигателей, поскольку ее получение на определении гидравлического сопротивления фильтра в различных режимах установившегося движения жидкости. В связи с этим при неустановивщихся режимах движения жидкости возникает неопределенность в выявлении причин изменения перепада давления на фильтре в широких пределах, а значит и в оценке технического состояния двигателей внутреннего сгорания.

Цель изобретения — повышение точности оценки технического состояния двигателей внутреннего сгорания.

Указанная цель достигается тем, что дополнительно измеряют собстветт896466 ные частоты колебаний фильтров систем и определяют их относительные изменения.

На чертеже представлена схема устройства для реализации способа.

Связь между отклонениями величин давления на входе и выходе фильтра обычно представляют уравнением следующего вида

K, = „— Og е)

٠— ЬР1 — Ь Ра

Где g = — P. = P = -- — отФо Ро1 0- 11 ой носительные величины отклонений расхода жидкости через фильтр, давления на входе и выходе фильтра, соответственно; — и 9,„ — коэффициенты са- . мовыравнивания фйльтра и влияния расРоа хода жидкости через фильтр. Из уравнения (1) следует, что критерием оцен" ки износа у известного способа является абсолютная величина изменения перепада давления, а именно величина

ЬР = Р (1-К ). При выборе в качестве контролируемого параметра относительной величины изменения перепада давления b.Ð "- ) " 1-К, характер режимов движения жидкости через фильтр в меньшей степени оказывается

На результатах оценки. Но и в этом случае оценка степени износа не обладает высокой помехозащищенностью при неустановившихся режимах давления жидкости через фильтр.

В общем случае связь между входными и выходными координатами фильтров в системах смазки и топливоподачи может быть установлена с помощью дифференциального уравнения движения неустановившегося потока жидкости, записанного в виде

d Р (ь) сЗ Ра(+Э

Т (1) ° +т H) +

I где Т (t) и Т (t) — постоянные

Лф времени фильтра.

Сравнительные оценки звеньев вида

12) можно получить используя данные о их собственной частоте. Следовательно, для оценки технического состояния рассматриваемых систем и в целом двигателя в качестве параметра, учитыва" ющего влияние неустановившихся режимов движения жидкости, целесообразно испольэовать относительную величину изменения собственной частоты фильтра

3 давления, масляный фильтр 4, масля" ный холодильник 5 измерители 6 и 7 давления, установленные на входе и выходе фильтра 4, линейные вибраторы

8-11 и вычислительное устройство 12.

В системе смазки масло, стекающее в подцон двигателя 1, нагнетается через масляный фильтр 4 .и холодильник

5 в главную масляную магистраль дви55

Л где Wz(t) = Т2ф (t) K+(t) — собственная частота фильтра в произвольный, например, в контролируемый мо-!

О мент времени;

4о(1о) = Т () КФ().о) — собственная частота фильтра перед началом его эксплуатации. Так как величины g(t) и 7<+(t) зависят от степени засорения фильтра, то его собственная частота меняется с изменением степени износа деталей двигателя. Увеличение износа двигателя приводит к засорению фильтра, т. е. к уменьшению его собственной частоты 4),(й), а следовательно, к увеличению относительной величины отклонения собственной частоты 190(t), что, в свою очередь, позволяет использовать этот факт для, оценки технического состояния двигателя. Действительно, с изменением степени засорения фильтра меняется

его гидравлическое сопротивление, а значит и величина К (t). При этом меняется характер течения жидкости, а значит и величина Т -(t). Использова2ч ние для оценки относительной величины изменения собственной частоты фильтра способствует повышению помехо35 защищенности предлагаемого способа при различных режимах движения жидкости через фильтр .

Один из возможных вариантов реализации предлагаемого способа, напри40 мер, в системе смазки двигателя внутреннего cropания; поясняется схемой устройства, изображенного на чертеже.

Устройство, реализующее предлагаемый способ, в системе топливоподачи прин"

45 ципиально ничем не отличаетс от аналогичного устройства в системе смазки, Предлагаемое устройство включает двигатель 1 внутреннего сгорания, маслозакачивакиций насос 2 с регулятором

Формула изобретения

5 8 гателя 1 с помощью маслозакачивающего насоса 2, выход которого через регулятор 3 давления сообщен со входом для подцержания в системе заданной величины давления. На входе и выходе фильтра 4 установлены измерители 6 и

7 давления,. выходы которых через линейные внбраторы 8, 9 и 10 11, соответственно, присоединены к входам вычислительного устройства.

В процессе регулирования давления в системе смазки возникают случайные отклонения давления как на входе фильтра, так и на его выходе, измерение и равнение которых в рассматриваемом случае осуществляется с помощью линейных вибраторов:в вычислительном устройстве. При этом резонансные частоты вибраторов 8 и 10 настроены на частоту 1Vpp равную собственной частоте фильтра 4 перед его эксплуатацией М, = A>(t ), а вибраторы 9 и

11 — на частоту Хр, равную величине предельно допустимой собственной частоты фильтра N = И (t ), опредеИ о ь|свх ляемой для максимального засорения фильтра. При частотах отклонения давления в системе смазки, совпадаюших, например, с частотой собственных колебаний вибраторов 8 и 1О, на их выходах формируются сигналы, разность фаз между которыми запоминается вычислительным устройством 12. Аналогично вычислительное устройство фиксирует значение разности фаз при другой резонансной частоте Wp< = N>(t ).

Зафиксированные величины разности фаз позволяют вычислительному устройству определить с заданной степенью точности значение собственной частоты фильтра в контролируемый момент времени. Далее, выполняя операцию сравнения значения этой частоты со значени ем собственной частоты вибратора

W = Х (tg, вычислительное устройстР4 во фиксйрует значение относительной величины изменения собственной часто96466 4 ты 4ильтра, необходимое для оценки сбстояния двигателя.

Предлагаемое устройство используется и для определения относительных у отклонений собственных частот фильтров в системе топлнвоподачи.

Периодический или непрерывный контроль изменения собственных частот фильтра системы смазки позвопяет оце34 нить степень износа узлов сопряжения кривошипно-шатунного механизма и механизма газораспределения, Контроль фильтров в системе топливоподачи обеспечивает возможность оценки состоя-!

Ф ния топливоподающей аппаратуры.

Таким образом, использование предлагаемого способа оценки технического состояния двигателей внутреннего сгорания позволяет повысить надежность

Зф эксплуатации и дает возможность грамотно организовать профилактические обслуживания агрегатов.

Способ оценки технического состояния двигателя внутреннего сгорания, эаключавщюйся в том, что при работе двигателя измеряют показатели работы

Э© диагностируемюх систем, определяют изменения их сравнительно с исходными, вычисляют относительные изменения показателей н сравнивают результаты с предельными, причем в качестве по3$ казателей принимают давление в системах, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, дополнительно измеряют собственные частоты колебаний фильтров систем н опщ ределяют их относительные изменения..

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

I. .Авторское свидетельство СССР

У 352169, кл. G 01 М 15/00, 1972.

2. Льюис Э. и Стерн К. 1 идравлнческие системы управления. М., "Мир", 1966 с. 152.

896466

Ю р

Тираж 882 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 11684/30

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Составитель Н. Патрахальцев

Редактор В. Лазаренко Техред Т,Маточка Корректор M. Шароши