FR2512550A1 - Procede de controle du fonctionnement des mecanismes d'un moteur a combustion interne et dispositif pour mettre en oeuvre ce procede - Google Patents

Abstract

L'INVENTION CONCERNE LES TECHNIQUES D'ESSAI ET DE DIAGNOSTIC DES MACHINES ET DES MOTEURS. LE PROCEDE FAISANT L'OBJET DE L'INVENTION EST DU TYPE CONSISTANT NOTAMMENT A RECEVOIR ET TRANSFORMER EN SIGNAL ELECTRIQUE LES OSCILLATIONS MECANIQUES PROVENANT D'UN ELEMENT MOBILE PRESELECTIONNE 1 DU MECANISME A CONTROLER 19 ET A MESURER LES PARAMETRES SPECTRAUX ET TEMPORELS DES OSCILLATIONS MECANIQUES RECUES, ET EST CARACTERISE NOTAMMENT EN CE QUE, AVANT LA MESURE DES PARAMETRES SPECTRAUX ET TEMPORELS, ON FAIT AGIR SUR LEDIT ELEMENT MOBILE PRESELECTIONNE DU MECANISME A CONTROLER 19, PAR L'INTERMEDIAIRE DU CORPS DE CE MECANISME, DES VIBRATIONS MECANIQUES ULTRA-SONORES ARTIFICIELLES CONTINUES, ET ON MESURE LES PARAMETRES SPECTRAUX ET TEMPORELS DES OSCILLATIONS MECANIQUES ULTRA-SONORES RECUES EN EFFECTUANT LE TRAITEMENT D'UN SIGNAL PORTEUR D'INFORMATION CARACTERISTIQUE DU MOUVEMENT DUDIT ELEMENT MOBILE PRESELECTIONNE PAR RAPPORT AU CORPS DU MECANISME A CONTROLER 19. L'INVENTION PEUT ETRE UTILISEE EN PARTICULIER DANS LA FABRICATION, L'EXPLOITATION ET LA REPARATION DE MOTEURS A COMBUSTION INTERNE.

Description

2512550 i La présente invention concerne les techniques d'essai et de

diagnostic des machines et des moteurs et a notamment pour objet un procédé de contrôle du fonctionnement des mécanismes d'un moteur à combustion interne, ainsi qu'un dispositif mettant en oeuvre ledit procédé. L'invention est applicable à la fabrication, l'exploitation et la réparation de moteurs à combustion interne de divers usages et conceptions De la façon la

plus avantageuse, elle peut être utilisée dans l'exploita-

tion et la réparation desmoteurs Diesel, et surtout des moteurs Diesel des moyens de transport tels que les

véhicules automobiles et les tracteurs.

A l'heure actuelle, le problème de l'amélioration de la puissance, de la sûreté de fonctionnement et des indices économiques des moteurs à combustion interne est devenu l'un des problèmes techniques primordiaux Un contrôle efficace du fonctionnement des moteurs à combustion interne et l'emploi, au cours de leur exploitation, de moyens appropriés permettant une détermination suffisamment rapide et précise de l'état technique des mécanismes en fonctionnement, rendent possible la prise de décisions judicieuses quant aux délais et à la nature des opérations

préventives et des réparations L'un des mécanismes impor-

tants du moteur Diesel est son système d'alimentation en carburant Or, on sait que la puissance et les performances économiques, ainsi que la longévité d'un moteur Diesel dépendent dans une grande mesure d'un choix convenable du moment d'injection du combustible dans la chambre de combustion par rapport à celui d'arrivée au point mort haut du piston, de la qualité de la pulvérisation du combustible,

ainsi que du nombre et de la durée des injections secondai-

res de combustible Une mesure rapide et précise des caractéristiques d'injection du combustible offre la possibilité non seulement d'un contrôle efficace de l'état technique du système d'alimentation du moteur en carburant, mais aussi de la commande de ladite injection en fonction de la charge exercée sur le moteur, de sa vitesse de

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rotation et d'autres paramètres La présente invention a donc pour but d'élever la qualité et la rapidité du contrôle-de l'état des mécanismes d'un moteur à combustion

interne, et principalement, de son système d'alimentation.

On connait un procédé de contrôle du fonctionnement

des mécanismes d'un moteur à combustion interne, en particu-

lier du système d'alimentation en carburant d'un moteur Diesel (voir, par exemple, l'ouvrage de R S Ermolov et al. "Appareils de mesure électriques pour le diagnostic de machines et mécanismes", Léningrad, édition Energuia, 1979, pp 86 et 87), permettant de contrôler les caractéristiques

de l'injection du combustible dans le cylindre du moteur.

Ce procédé prévoit la mesure de la pression du carburant

régnant dans la canalisation à haute pression et la détermi-

nation, en partant des résultats des mesures, des paramètres temporels de l'injection Selon ce procédé, la pression est mesurée à l'aide de capteurs de pression électromécaniques de type approprié assurant la transformation de la variation de la pression en un signal électrique, ces capteurs étant

incorporés dans la canalisation.

Le procédé décrit n'assure qu'une précision médiocre de la détermination des paramètres temporels de l'injection, du fait que ces paramètres sont déterminés non pas sur la base de données concernant le fonctionnement de l'injecteur proprement dit, mais en partant des variations de la pression assurant l'injection du carburant au moyen de cet injecteur, lesquelles variations sont insuffisamment

rapides Par ailleurs, l'évaluation du fonctionnement du-

mécanisme à contrôler est effectuée d'après le diagramme temporel du signal électrique obtenu, une évaluation correcte nécessitant une interprétation adéquate des particularités caractéristiques du diagramme propres à

chaque élément mobile du mécanisme à contrôler En consé-

quence, la fiabilité des résultats du contrôle dépenddans une grande mesure de l'expérience de l'opérateur chargé des essais En outre, l'exécution du contrôle du fonctionnement du système d'alimentation suivant ce procédé se heurte dans certains cas à des difficultés dues aux particularités spécifiques des mesures de la pression, comme on le

verra plus loin.

Une meilleure précision de mesure et une commodité plus grande d'exécution des mesures sont obtenues en appliquant des procédés de contrôle vibro-acoustiques du fonctionnement des mécanismes d'un moteur à combustion interne L'un de ces procédés (voir, par exemple, l'ouvrage de B V Pavlov "Disgnostic acoustique des mécanismes", Moscou, édition Machinostrolénié, 1971, pp 169 à 172), qui est le plus proche, par son essence technique, de celui de la présente invention et peut donc être considéré comme

son prototype, assure la possibilité de déterminer directe-

ment les paramètres opérationnels de celui des mécanismes qui est à contrôler Ce procédé comprend les opérations de réception et de transformation en signaux électriques des oscillatoons mécaniques provoquées, au cours du fonctionnement d'un mécanisme quelconque à contrôler, par les collisions d'un élément mobile spécialement choisi et d'un élément fixe quelconque du mécanisme, ces éléments

pouvant être par exemple ceux de l'injecteur Cette opéra-

tion est exécutée à l'aide d'un moyen approprié quelconque

de réception et de transformation des oscillations méca-

niques, tel qu'un capteur vibro-acoustique à installer sur le corps du mécanisme à contrôler Ensuite on procède à la séparation, du signal électrique reçu, de sa composante représentative de l'élément mobile choisi du mécanisme à contrôler Ceci fait, on effectue le traitement de la composante ainsi séparée du signal électrique en vue de déterminer les paramètres spéciaux et temporels des oscillations mécaniques reçues Les paramètres obtenus de

la sorte sont ensuite utilisés dans l'analyse du fonction-

nement des mécanismes à contrôler C'est ainsi, par exemple, qu'en utilisant les oscillations vibro-acoustiques du porte-injecteur dues aux collisions entre l'aiguille de l'injecteur et son pulvérisateur ou sa butée, on détermine les paramètres temporels de l'injection de carburant, et 2512550 l notamment, les instants de début et de fin de l'injection,

ainsi que sa durée.

Cependant, dans ce procédé, le spectre reçu est le spectre entier des oscillations vibro-acoustiques engendrées tant à la suite du fonctionnement de tous les éléments mobiles du mécanismes soumis au contrôle que par le fonctionnement d'autres mécanismes du moteur De ce fait, il se produit une superposition, au signal porteur de l'information sur le fonctionnement de l'élément mobile

sélectionné du mécanisme à contrôler, des signaux perturba-

teurs provenant des autres éléments mobiles, de sorte qu'il s'avère très difficile d'isoler le signal appartenant

uniquement à l'élément sélectionné en question En consé-

quence, le procédé qui vient d'être décrit n'assure pas

une fiabilité satisfaisante des résultats des mesures.

D'autre part, ce procédé ne permet pas de porter un jugement sur le comportement des éléments du mécanisme

à contrôler qui sont en mouvement, mais ne se heurtent pas.

Cela s'explique par le fait qu'en l'absence de collisions des éléments mobiles du mécanisme, il n'apparait aucune oscillation vibro-acoustique, ce qui veut dire qu'il devient pratiquement impossible de déterminer, en employant un tel procédé, la nature du mouvement de l'élément considéré Or, il est souvent nécessaire de conna Utre les particularités du mouvement d-'un élément donné: c'est ainsi, par exemple, que connaissant l'allure

des déplacements oscillatoires de l'aiguille dans l'injec-

teur au cours de la période d'injection du carburant aux régimes de démarrage du moteur, on réussit à juger de la qualité de la pulvérisation du combustible dans le

cylindre du moteur.

On connatt également des dispositifs de contrôle du fonctionnement des mécanismes d'un moteur à combustion interne, appliquant les principes sur lesquels sont basée les procédés décrits ci-dessus L'un de ces dispositifs (voir, par exemple, l'ouvrage déjà cité de R S Ermolov et al "Appareils de mesure électriques pour le diagnostic

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de machines et mécanismes", Léningrad, édition Energuja, 1979, pp 86 et 87) met en oeuvre le procédé utilisant la mesure de la pression du carburant dans la canalisation du système d'alimentation du moteur en carburant Ce dispositif comporte un convertisseur électromécanique de type piézo- électrique ayant une forme tubulaire, qui effectue la transformation des variations de la pression règnant dans la canalisation en signaux électriques Au cours des essais du système d'alimentation, le convertisseur est monté entre deux tronçons successifs de la canalisation à haute pression découpée à cette fine La sortie du convertisseur est reliée, par l'intermédiaire d'un amplificateur de basse fréquence, à l'une des entrées d'un mesureur des paramètres du signal porteur d'information obtenu, l'autre entrée du mesureur étant reliée à un dispositif servant à élaborer un signal caractéristique de la position angulaire

du vilebrequin du moteur.

Toutefois, lorsque le convertisseur est installé

dans l'écartement de la canalisation aboutissant à l'injec-

teur du système d'alimentation du moteur, on est contraint de procéder chaque fois à un désassemblage partiel dudit système, ce qui cause un défaut d'étanchéité de la voie de haute pression et comporte un risque de colmatage du système d'alimentation par diverses impuretés pouvant s'introduire dans la canalisation, par exemple pendant le montage du convertisseur Etant donné les caractéristiques électriques relativement médiocres du convertisseur considéré dans la gamme des fréquences des oscillations analysées, celui-ci doit avoir des dimensions assez importantes, ce qui crée certaines difficultés lors de son montage Etant de grandes dimensions, ce convertisseur

exerce, de surcroît, une influence propre sur les varia-

tions de pression à mesurer De plus, la haute pression régnant dans la canalisation rend le convertisseur peu

durable.

On peut obtenir un dispositif plus simple et d'emploi plus pratique en adoptant une variante de la

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solution ci-dessus, selon laquelle on utilise en tant que convertisseur électromécanique une jauge extensométrique à monter directement sur la canalisation, qui reçoit les variations du diamètre de celle-ci dues aux variations de la pression y régnant Grâce à cette variante, on parvient à supprimer l'influence du convertisseur sur les mesures

en cours, ainsi qu'à simplifier le processus de contrôle.

Toutefois, ici encore, le convertisseur présente des dimensionsexcessives (de l'ordre de 20 millimètres) et doit être fixé à la canalisation nécessairement sur un

tronçon de celle-ci qui soit droit et bien nettoyé.

A noter en outre que dans les deux variantes de

réalisation décrites du dispositif proposé, les convertis-

seurs ne peuvent être installés sur la canalisation qu'à proximité immédiate de la pompe à carburant, sinon les mesures donnent lieu à des erreurs dues au temps de

propagation de l'onde de pression dans la canalisation.

Un autre problème réside dans le fait que, vu les diffé-

rences entre les types de moteurs et les normes prévues pour les canalisations à carburant dans divers pays, il devient souvent nécessaire de fabriquer chaque fois un

convertisseur de conception spéciale.

On connatt également-un dispositif pour mettre en

oeuvre un procédé vibro-acoustique de contrôle du fonction-

nement des mécanismes d'un moteur à combustion interne (voir, par exemple, l'ouvrage de B V Pavlov "Diagnostic

acoustique des mécanismes", Moscou, édition Machinos-

trolénié, 1971, p 181), qui constitue la solution technique la plus proche de celle faisant l'objet de

l'invention et est donc considérée comme son prototype.

Ce dispositif comprend un convertisseur électromécanique récepteur à monter directement sur le corps du mécanisme à contrôler, ce convertisseur servant à obtenir des oscillations électriques renfermant un signal porteur d'information caractéristique du mouvement vibratoire de

l'élément mobile sélectionné du mécanisme en question.

La sortie du convertisseur électromécanique est reliée,

par l'intermédiaire d'un amplificateur assurant l'amplifi-

cation des oscillations électriques fournies par le convertisseur, à l'entrée d'un filtre électrique passe-haut qui sert à séparer des oscillations électriques la tranche de leur spectre occupée par le signal porteur d'information. Le dispositif comporte en plus un mesureur des paramètres temporels et d'amplitude du signal porteur d'information, l'une des entrées du mesureur étant reliée à la sortie du filtre électrique, et l'autre entrée, à un capteur de la position angulaire du vilebrequin du moteur, qui peut servir, dans un cas particulier, de capteur du point mort haut du piston Le mesureur est équipé d'un indicateur à aiguille gradué en unités angulaires de rotation du vilebrequin. Bien que ce dispositif permette d'obtenir une plus grande précision des mesures par rapport au dispositif précédent, cette précision reste toujours à un niveau non satisfaisant Ceci est dé au fait que le signal porteur

d'information en provenance de l'élément mobile pré-

sélectionné est reçu sur le fond des brouillages dus au fonctionnement des autres éléments mobiles, équipant tant

le mécanisme à contrôler que d'autres mécanismes du moteur.

Par ailleurs, la puissance des signaux de certains brouillages est commensurable avec celle du signal porteur d'information et leur fréquence est souvent très voisine de la fréquence de ce dernier, de sorte que le filtre électrique prévu pour l'isolement du signal porteur d'information acquiert nécessairement une structure trop compliquée Cette complexité est aggravée par le fait que les signaux provenant des éléments mobiles ont une fréquence relativement basse, de l'ordre de plusieurs centaines ou milliers de hertz Une fréquence aussi basse est en outre la cause des dimensions excessives du convertisseur De plus, le signal porteur d'information fourni par le dispositif décrit est de faible valeur informative: en effet, il ne contient que l'information sur les collisions de l'élément mobile sélectionné avec d'autres éléments

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mobiles du mécanisme à contrôler, alors que l'information concernant le caractère de son mouvement de travail est absente Tout cela fait que le dispositif est d'utilisation insuffisamment commode et n'assure pas une bonne fiabilité des mesures des paramètres opérationnels du mécanisme à contrôler. L'invention vise donc un procédé efficace de contrôle du fonctionnement des mécanismes d'un moteur à

combustion interne et un dispositif simple et d'exploita-

tion commode pour la mise en oeuvre de ce procédé, qui permettraient, au cours du fonctionnement d'tm mécanisme donné d'un tel moteur, d'obtenir une information exacte et fiable sur les caractéristiques opérationnielles du mécanisme à contrôler qui présentent un intérêt, sur la base de la mesure des paramètres du mouvement d'un élément mobile quelconque, préalablement sélectionné, de ce mécanisme. Afin de résoudre le problème technique ainsi posé, il est proposé un procédé de contrôle du fonctionnement des mécanismes d'un moteur à combustion interne, comprenant un cylindre avec un piston, un injecteur et une pompe à carburant, procédé comportant les opérations de réception et de transformation, en un signal électrique, des oscillations mécaniques provenant d'un élément mobile présélectionné du mécanisme à contrôler à l'aide d'un moyen approprié de réception et de transfôrmation à monter sur le corps du mécanisme mentionné, de séparation, du signal électrique précité, d'une composante correspondant audit élément mobile présélectionné du mécanisme a contrôler, de mesurer des paramètres spectraux et temporels des oscillations mécaniques reçues par traitement de la composante séparée du signal électrique, et de détermination, en partant des paramètres mesurés, des caractéristiques opérationnelles recherchées du mécanisme à contrôler, lequel procédé est caractérisé, suivant l'invention, en ce qu'on exerce, avant la mesure des paramètres spectraux et temporels, une action sur l'élément mobile présélectionné 2512550 i du mécanisme à contrôler, par l'intermédiaire du corps

dudit mécanisme, par des vibrations mécaniques ultra-

sonores artificielles continues, on effectue la réception et la transformation, en un signal électrique, des oscillations mécaniques ultran-onores en provenance de l'élément mobile présélectionné du mécanisme à contrôler,

qui apparaissent à la suite de l'interaction des oscilla-

tions mécaniques ultra-sonores articifielles avec ledit élément mobile présélectionné et sont modulés en raison du mouvement de cet élément, on sépare une bande de fréquences du signal électrique avec la fréquence porteuse égale à la fréquence desdites vibrations mécaniques ultrasonores artificielles, on procède à la détection de la fréquence porteuse séparée du signal électrique afin d'obtenir sa

composante modulatrice basse fréquence qui est catactéris-

tique du mouvement de l'élément mobile présélectionné par rapport au corps du mécanisme à contrôler et constitue le signal porteur d'information, et l'on mesure ensuite les paramètres spectraux et temporels des oscillations mécaniques ultra-sonores reçues en effectuant le traitement

dudit signal porteur d'information.

Le procédé proposé de contrôle du fonctionnement des mécanismes d'un moteur à combustion interne, permet, grâce à l'influence active des vibrations ultra-sonores sur l'élément mobile présélectionné du mécanisme à contrôler, de déterminer toutes les particularités des mouvements de

travail et indisérables accomplis par l'élément pré-

sélectionné, y compris le caractère du contact de cet élément avec les parois du corps du mécanisme à contrôler et les autres éléments de ce mécanisme auxquels ledit

élément présélectionné est relié Etant donné que l'infor-

mation sur le mouvement de l'élément mobile présélectionné est soumise au traitement à des fréquences qui diffèrent très sensiblement de celles des vibrations perturbatrices du corps du mécanisme, le signal porteur d'information présente,dans ce procédé, une forme assez nette, ce qui permet une mesure précise des paramètres temporels et d'amplitude de ce signal, ainsi qu'une détermination exacte, sur la base des valeurs mesurées de ces paramètres, de diverses caractéristiques opérationnelles du mécanisme

qui peuvent présenter un intérêt.

Suivant une variante du procédé de contrôle du fonctionnement des mécanismes d'un moteur à combustion interne selon la présente invention, on effectue la

réception et la transformation des oscillations ultra-

sonores modulées qui ont traversé le mécanisme à contrôler

à l'intérieur duquel se trouve l'élément mobile pré-

sélectionné. Cette variante du procédé de l'invention est préférable dans les cas les plus simples d'emplacement

du mécanisme à contrôler, lorsque l'élément mobile, pré-

sélectionné en vue du contrôle de son mouvement, est

disposé dans le volume intérieur de la partie du corps de.

ce mécanisme qui est située au-delà du corps du moteur, et que l'accès à cette partie du corps de mécanisme de l'extérieur est aisé d'un côté du mécanisme comme de l'autre, en d'autres termes, dans les cas o il est possible de disposer le moyen fournissant les vibrations mécaniques ultrasonores agissant sur l'élément mobile en alignement avec le moyen de réception de ces vibrations, leur ligne commune passant dans le volume mentionné à travers l'élément mobile présélectionné ou ses parties

en saillie.

Selon une autre variante du procédé, objet de l'invention, on effectue la réception et la transformation des oscillations ultra-sonores réfléchies sur l'élément mobile présélectionné qui se trouve à l'intérieur du

mécanisme à contrôler.

Cette variante du procédé proposé est surtout avantageuse dans des cas compliqués d'emplacement du mécanisme à contrôler sur le moteur, quand l'élément mobile présélectionné se trouve dans le volume intérieur de la partie de ce mécanisme située profondément à l'intérieur du corps du moteur et quand il n'est pas possible de monter le moyen d'action et le moyen de réception sur une

ligne commune traversant l'élément mobile présélectionné.

Suivant encore une autre variante du procédé faisant l'objet de l'invention, on effec-tue la réception et la transformation des oscillations ultra-sonores modulées par suite des variations de l'impédance mécanique du mécanisme à contrôler avec l'élment mobile présélec-Lonnp

se trouvant dans ce mécanisme.

Une telle variante du procédé de contrle est recommandée dans les cas o la possibilité d'accès de l'extérieur au coups du mécanisme à contr 31 er nsexiste que d'un seul côté et o il n'y a aucune possibiîlté d 7 inxstaller le moyen d'action et celui de réception des deus cûtés de ce corps, notamment en cas d'enlploi de nécanismes

d'encombrement réduit.

Suivant encore une autre varisante du procédé de

l'invention, on exerce l'action par les v'ibra-tions ultra-

sonores artificielles sur la partie d'extrémité de

l'aiguille ou de la tige de l'injecteur.

Cette variante du procédé proposé est indi CJ 1 e dans les cas o il est nécessaire, au cours du contrôle du fonctionnement de 1 'injecteur du moteur, d exécuter des

mesures particulibrement préecises des Iparsa-èti-es d'injec-

tion du carburant par l'injecteur Dans cette variante, la haute précision des mesures est assuree grâce à la valeur accrue du rapport signal/bruit pour le singcal porteur d'information obtenu: en effet, on est en présernce d'un plus grand taux de modulation des vibrations mécanio ques ultra-sonores artificielles, dé à la forme géomértique complexe des parties des éléments mobiles mentionnés sur

lesquelles agissent ces vibrations.

Selon encore une autre variante du procédé de l'invention, on exerce ladite action sur l'élément mobile présélectionné du mécanisme à contrôler par des vibrations

ultra-sonores aux régimes de démarrage du moteur.

Cette variante du procédé proposé est surtout avantageuse dans les cas o il s'avère difficile de déterminer certaines caractéristiques opérationnelles du mécanisme à contrôler en régime de marche du moteur, par exemple lorsqu'on doit évaluer la mobilité de l'aiguille de l'injecteur du moteur et déterminer ainsi la qualité de la pulvérisation du combustible par cet injecteur. Selon encore une autre variante du Drocédé de l'invention, on exerce ladite action des vibrations

ultra-sonores artificielles sur le ressort de l'injecteur.

Cette variante du procédé est utile dans le cas o il faut s'assurer de l'intégrité du ressort de l'injecteur, ainsi que du degré de preco ressiou de celui-ci. Encore une variante du procé&d de l'invrention consiste à exercer l'action par les viorations ultra-sonores

artificielles sur le fornd du piston se trouvnt a l'inté-

rieur du cylindre.

Cette variante du procédé proposé est r-coimmandée dans le cas o il est nécessaire de déterminer la vitesse de déplacement du piston dans le cylindre du moteur, ou sa

position dans ce cylindre à lun instant déterminé.

Selon encore une autre variante du procédé proposé, on exerce l'action des vibrations ultrasonores artificielles sur la paroi latérale du piston se trouvzc ant

à l'intérieur du cylindre.

Cette variante du procédé permet de d 9 terminer, outre la position du piston dans le cylindre, llétat technique des bagues d'étanchéité du piston, ainsi: que des surfaces de celui-ci et du cylindre avec lesquelles

lesdites bagues sont en contact.

Suivant encore une autre variante du procédé de

l'invention, on exerce l'action des vibrations ultra-

sonores artificielles sur le palier à roulement dans lequel

tourne l'arbre de la pompe à carburant.

Cette variante du procédé proposé permet de déterminer l'état technique des éléments constitutifs du

roulement et de l'arbre logé dans celui-ci.

Le problème technique exposé plus haut est en outre résolu par la création d'tu dispositif pour mettre en oeuvre le procédé précité de contrôle du fonctionnement des mécanismes d'un moteur à combustion interne, comportant un convertisseur électromécanique récepteur, prévu pour être monté sur le corps du mécanisme à contrôler et fournsissant des oscillations électriques contenant un signal porteur d'information caractéristique du mouvement de l'élément mobile présélectionné dudit mécanisme à contrôler, la sortie de ce convertisseur étant reliée à l'entrée d'un filtre électrique servant à séparer du spectre des oscillations électriques développées par le convertisseur électromécanique récepteur la tranche occupée par ledit signal porteur d'information, et la sortie dudit filtre étant reliée à l'entrée d'un mesureur des paramètres temporels et d'amplitude du signal porteur d'information, ledit dispositif étant caractérisé, suivant l'invention, en ce qu'il est prévu un générateur

d'oscillations électriques continues de fréquence ultra-

sonore dont la sortie est reliée à un convertisseur électromécanique transmetteur prévu pour être monté sur le corps du mécanisme à contrôler et capable de fournir des vibrations mécaniques ultra-sonores se propageant en direction de l'élément mobile présélectionné du mécanisme à contrôler, alors que ledit filtre électrique se présente sous la forme d'un filtre à bande qui est le filtre de la fréquence porteuse du générateur ayant une bande passante correspondant à la largeur de la tranche de spectre occupée par le signal porteur d'information, et dont la sortie est reliée à l'entrée du mesureur à travers un circuit en série constitué par un détecteur assurant la

séparation du signal porteur d'information et un amplifica-

teur de basse fréquence, ledit convertisseur électro-

mécanique récepteur étant réalisé de sorte qu'il puisse recevoir les vibrations mécaniques ultra-sonores modulées à la suite du déplacement de l'élément mobile présélectionné. Un tel dispositif permet d'utiliser pleinement

les possibilités du procédé proposé de contrôle du fonction-

nement des mécanismes d'un moteur à combustion interne Sa composition assure une sélectivité élevée et une bonne immunité contre les brouillages, d'o une haute précision de détermination du caractère du mouvement de l'élément mobile présélectionné du mécanisme à contrôler, à partir

de laquelle on détermine les caractéristiques opération-

nelles de ce mécanisme Ceci est rendu possible, dans une certaine mesure,par l'emploi, dans le dispositif en question, d'un générateur d'oscillations électriques de fréquence ultra-sonore, à l'aide duquel on peut faire varier l'intensité des vibrations mécaniques ultra-sonores agissant sur l'élément mobile présélectionné dans des limites assez larges, nécessaires à l'obtention du degré

voulu d'affaiblissement des brouillages.

Un autre exemple de réalisation du dispositif faisant l'objet de l'invention est caractérisé en ce qu'on

y prévoit un capteur de la position angulaire du vilebre-

quin du moteur, la sortie dudit capteur étant reliée à une autre entrée du mesureur, prévue pour la synchronisation

temporelle de ce dernier.

L'introduction d'un tel capteur dans le dispositif proposé permet, compte tenu du fait que ce dispositif procure une haute précision de détermination du caractère du mouvement de l'élément mobile présélectionné, de contrôler les paramètres temporels et angulaires de l'injection du combustible en les amenant en corrélation précise avec la position angulaire du vilebrequin, et d'utiliser ce dispositif dans un système de commande du

processus d'injection du carburant dans un moteur Diesel.

Suivant encore un exemple de réalisation du

dispositif de l'invention, les convertisseurs électro-

mécaniques transmetteur et récepteur sont réunis en un seul convertisseur électromécaniques transmetteur-récepteur remplissant les fonctions des deux convertisseurs précités, la sortie du générateur étant reliée à ce convertisseur 1.5 transmetteur-récepteur par 11 intermédiaire d "un 1 mn résistif L 'as soci a-Lion_ des covrisustranrsmetteu-r et récepteur en un seul permet de sipiirla cntueo du dispositif proposé, ce ntjui o Ft ou;,tout ut;-ile ren cas de contrôle du focineetde mtrspeu eobrnsou de travail sur 'le er n :3 elon unnr-ab' ctoeliatond dispositif, ob c e An-i lo u est réalisé -sous f or Tmeu d'1 un démo: ce 111 ea soe l'enveloppeoiarc o lir produit-es. in dmdltu r< ' M o est recomrma ndéauI; a J -ai' Co u I Li mot eu 7 ir q ue d u mr can rïs me uo ci c'Jî -Vistle ls convertisseurs ti-Ja,: orsd ce mécanisme do 022 cc ' to i ampl î t(acie qui A- b'-try Seo e re r t&,ind dispositiîf de 1 '2 >' C c 'e om un détecteur de phi(y &j -v j -s: 1 otu d'ïinformnati onr, pc'aa' 2 ée do phase entre le aïI Ob les, -5 oscillati Cfls _c Ifcî:;',ess Cpî j orcie du gérnèrabetirW &'e -uwe nc c ur Un détect Iu 2 rue etftiis dauas leas O la constru( cti;ion dicoe t noberu àéaimotôe ne permet de monter le "'ec sustra:nsmietteur et 3 o récepteur sur le corps dujdit mécanisme que de irailière a permettre au convertisseur r; 5 cepteur de recevoir uniquement les vibrations mécaniques ultra-sonores réfléchies sur

l'élément mobile preselectl-ior Lrie, lorsque s'opère essen-

tiellement la modulation de phase de ces vibrations.

Selon encore un autre exemple de réalisation dua dispositif de l'in:vention, la sortie due générateur est

reliée à une autre entrée du détecteur via un déphaseur.

L'emploi d'un déphaseur dans le dispositif proposé permet d'optimiser le fonctionnement du détecteur de phase et d'éviter un réaccord trop compliqué de ce détecteur chaque fois qu'il devient nécessaire de contrôler le fonctionnement d'un mécanisme de type nouveau. Encore un autre exemple d'exécution du dispositif suivant l'invention prévoit que la sortie de l'amplificateur de basse fréquence soit reli-à l'entrée du mesureur à travers un filtre passe-bas en vue de séparer une certaine

tranche du spectre du signal porteur dinrformation.

L'emploi d'un filtre passe-bas dans le circuit mentionné du dispositif proposé offre l'avantage de permettre, en cas de modulation des vibrations ul-tra-sono Ires artificielles par le mouvement simultané de deux éléments mobiles différents du mécanisme à contr 11 er, de séparer du spectre de modulation du signal porteur dcinformation les fréquences représentant le mouvement de l'l des éléments précités, mais de supprimer les Cr T 3 ences représentant le mouvement de l'autre élément, Par ailleurs, le mesureur employé dans le dispositif de l'invention peut être réalisé sous la forme d'un moyen

de mesure du niveau du signal porteur d'information.

Une telle exécution du 'lesureur,, ui permet de simplifier le dispositif proposé, est reco ad 8 dans les cas o le mouvement vibratoire de i _leenent mobile présélectionné du mécanisme à contrôler présen c'e une

fréquence nettement marquée.

Suivant une autre variante, le mesureur peut se présenter sous forme d'un appareil oscillographique destiné à afficher la forme et à mesurer la durée et la phase du

signal porteur d'information.

L'emploi d'un oscillographe en qualité de mesureur est rationnel dans les cas o il est nécessaire d'effectuer une analyse complète et précise de toutes les particularités du mouvement de l'élément mobile présélectionné, par exemple quand on doit obtenir une image complète du processus de déplacement de l'aiguille de l'injecteur au cours du

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fonctionnement du moteur.

Le mesureur en question peut en outre être exécuté sous forme d'un appareil stroboscopique destiné à déterminer l'instant de début du signal porteur d'information par rapport à celui d'arrivée du piston à une position donnée. L'utilisation d'un stroboscope en tant que mesureur est avantageuse en cas d'adoption d'une variante simplifiée du dispositif proposé, prévue pour contrôler le fonctionnement des mécanismes du moteur dans les conditions

de travaux sur le terrain.

La sortie du mesureur peut être reliée à l'entrée d'un régulateur du débit de combustible assurant la

commande de l'injection du combustible par l'injecteur.

Une -telle liaison permet la commande automatique

de l'injection du combustible.

L'invention srra mieux comprise et d'autres buts, détails et avantages de celle-ci apparaîtront mieux à la

lumière de la description explicative qui va suivre de

différents modes de réalisation donnés uniquement à titre d'exemples non limitatifs avec références aux dessins non limitatifs annexés dans lesquels: la figure 1 représente d'une façon simplifiée l'injecteur d'un moteur à combustion interne, illustrant un exemple concret de contrôle dis fonctionnement des mécanismes d'un moteur à combustion interne conformément au procédé faisant l'objet de l'invention; la figure 2 représente les diagrammes temporels des processus fonctionnels se déroulant au cours du contrôle du fonctionnement de l'injecteur de la figure 1, avec emploi du procédé de l'invention;

la figure 3 représente le spectre des oscilla-

tions ultra-sonores traversant le corps d'un mécanisme de moteur avec un élément mobile intérieur pendant le contrôle de ce mécanisme conformément au procédé, objet de l'invention; la figure 4 représente les diagrammes temporels du mouvement oscillatoire accompli par l'aiguille de l'injecteur pendant l'injection du carburant, ces diagrammes ayant été obtenus au cours du contrôle du fonctionnement de l'injecteur en régimes de démarrage avec emploi de l'une des variantes du procédé de l'invention; la figure 5 représente le cylindre du moteur avec son piston et les moyens montés sur ce cylindre et servant à contrôler son fonctionnement conformément à une autre variante du procédé de l'invention; la figure 6 représente les diagrammes temporels

des processus ayant lieu pendant le contrôle du fonction-

nement du cylindre et de-son piston représentés sur la figure 5; la figure 7 représente le diagramme temporel du signal porteur d'information, lequel diagramme a été obtenu au cours du contrôle de l'état technique des segments de piston avec emploi d'une autre variante du procédé de l'invention; la figure 8 représente la pompe à carburant d'un moteur Diesel, avec les moyens montés sur celle-ci pour effectuer le contrôle du fonctionnement et de l'état technique du palier et de l'arbre de ladite pompe,monté dans ce palier, conformément à une autre variante du procédé de l'invention; la figure 9 représente le diagramme temporel du signal porteur d'information, lequel diagramme a été obtenu au cours de l'opération de contrôle du fonctionnement et de l'état technique du palier et de l'arbre de la pompe à carburant de la figure 8 tournant dans ce palier; la figure 10 représente le schéma synoptique du dispositif de contrôle des mécanismes d'un moteur à combustion interne, réalisé selon l'invention; la figure 11 représente le schéma synoptique d'une autre variante de réalisation du dispositif proposé, comportant un capteur de point mort haut du piston; la figure 12 représente le schéma synoptique d'une autre variante de réalisation du dispositif proposé,

comportant un convertisseur électro-mécanique transmetteur-

récepteur unique; la figure 13 représente chma sy-noptiqlle d'une autre variante de chi proposé, comportant un détecteur de -,inédite la figurer 14 represent-ta le sy-ioptiçj L 1 c- d'une autre variante d, réa Ua- ',-2 Cn 41-1 dis Propose D

comprenant un fî 1 tre p a S S a -s -

la 15 ci Lle d'une autre 1 Ci équiper-, d'un du s Aig-î-21 d'info-niator,; la d'u-ne autre a, loi d'un sl pareîl S c î -Jî 7 -e) ta S yn O pU a une a a tre vor-î aîi 4,:, ât l tià, e L -oloi

d'fin aupareil strobc- 11-r'C Ll 5-"-

Le procède-' des 11 ti-5 l'objet de la présezi'-1 ' l'exécution, diarls, -,ai Dans le cas U-, des élémer-ts en des C-;î-a -i cinématîq-î-ie, que, exeïlapl-, piston, Il Ji njec L-lp,ir d î ai ce,obuia 7 n-b la poope à Corcblisi ible, et(, Il;-st pratique et démonstratif, pçnir fie de choisir en tarit que 1 ji E 11 C 1 rj J- 1 '1 e, à du vilo-11-eur O Diesel 'L 'in ec-Le-,ir de son sys+ mea d s-n carburant La descri-pit ion quit va sui-vre concerne titre d'exemple, le contrôle du ÉP-LE-a tel injecteur La figure 1 rc-pr,:e:lserite riot-aviirûc rit -Liii -injecteur du type à aiguille pourvu de plusieurs orifices latéraux

de pulvérisation -

Avant de procéder essais du moteur, ou monte sur le corps 1 de l'injecteur un moyen électromécanique 2

12550

capable de produire des vibrations mécaniques de fréquence

comprise dans la gamme ultra-sonore, et un moyen électro-

mécanique 3 susceptible de recevoir et de transformer ces vibrations en un signal électrique approprié On peut monter les moyens 2 et 3 précités, par exemple, au niveau "b" indiqué sur le dessin, qui passe par la zone de l'espace intérieur 4 de l'injecteur dans laquelle peut se mouvoir la partie extrême haute d'une tige 5 dotée d'une saillie de butée 6 de forme annulaire Aussitôt que le moteur est mis en route, on actionne les moyens 2 et 3, par suite de quoi la saillie annulaire 6 de la tige 5 se trouve soumise à l'action des vibrations mécaniques

ultra-sonores développées par le moyen 2.

Pendant le fonctionnement du moteur; l'aiguille 7 de l'injecteur accomplit, conjointement avec la tige 5 liée à ladite aiguille, un mouvement de va-et-vient sous l'effet des variations périodiques de la pression du combustible amené dans l'injecteur par un canal 8 à travers un raccord 9 En même temps, se produit le mouvement de compression et de détente d'un ressort de compression 10 relié auxdites aiguille 7 et tige 5 et placé dans l'espace 4 entre la saillie de butée annulaire 6 de la tige 5 et une vis Il destinée à ajuster le degré de compression initiale de ce ressort L'aiguille 7 accomplit son mouvement depuis une position basse (sur le dessin) à laquelle sa pointe se situe entièrement à l'intérieur d'un pulvérisateur 12, ses orifices latéraux 13 étant alors complètement fermés, jusqu'à une position haute (sur le dessin) à laquelle la pointe de l'aiguille 7, sous l'action de la pression du carburant dans le canal 8, se trouve à l'extérieur du pulvérisateur 12, ses orifices latéraux 13 étant à ce moment complètement ouverts, ce qui rend possible l'injection du combustible dans le cylindre (non représenté) du moteur Le déplacement de l'aiguille 7 avec la tige 5 a pour effet de modifier périodiquement les conditions de propagation des vibrations mécaniques ultra-sonores depuis le moyen 2 produisant ces vibrations jusqu'au moyen 3 recevant les oscillations mécaniques traversant les

parois du corps 1 et la partie supérieure de la tige 5.

Cecisbxplique par le fait que, comme on le sait, les vibrations mécaniques ultra-sonores dans un milieu homogène se propagent d'une façon rectiligne et avec un affaiblis- sement constant, la largeur du diagramme directionnel de ces vibrations étant définie par le rapport de la superficie (ou du diamètre) du radiateur à leur longueur d'onde dans le milieu en question, de sorte que plus ce rapport est élevé, plus ce diagramme directionnel est étroit Cependant, si les vibrations ultrasonores passent par l'interface entre deux milieux quelconques, constituée, dans le cas considéré, par exemple, par l'interface entre la paroi du corps 1 de l'injecteur et la pellicule de carburant, ou bien entre cette dernière et la surface de la tige 5 ou de l'aiguille 7, il se produit une perturbation, dans une mesure plus ou moins grande, de la rectitude de propagation des vibrations et la variation de leur niveau et de leur

phase en fonction de la densité des substances en contact.

De façon plus précise, pendant le mouvement de va-et-vient de la saillie annulaire 6 qu'elle accomplit en traversant

le trajet de propagationdes vibrations mécaniques ultra-

sonores, ont lieu des variations périodiques, dans le temps, des degrés de réflexion, d'affaiblissement et de

réfraction des vibrations mécaniques qui se propagent.

Ces variations sont à l'origine de la modulation d'amplitude et de phase de ces vibrations, une telle modulation suivant

alors exactement la loi de variation des conditions mention-

nées de leur propagation.

Suivant le procédé de la présente invention, ce sont notamment les vibrations mécaniques ultra-sonores modulées provenant de l'élément mobile présélectionné qu'on reçoit et transforme en signal électrique à l'aide du moyen électromécanique 3, ces vibrations étant dues à l'interaction entre cet élément mobile, en l'occurrence la tige 5 de l'injecteur, et les vibrations mécaniques

artificielles qui agissent sur lui pendant son mouvement.

Après la réception des oscillations ultra-sonores et leur transformation'en signal électrique, on procède à la séparation, à l'aide d'un moyen approprié quelconque, d'une bande de fréquences du signal électrique obtenu avec la fréquence porteuse médiane égale à la fréquence des oscillations ultra-sonores appliquées Cette séparation est nécessaire afin de supprimer, dans le spectre entier du signal électrique, ses composantes basse fréquence qui sont dues-à la vibration des éléments de l'injecteur et de ceux des autres mécanismes du moteur, vibration apparaissant pendant le fonctionnement du moteur, et qui constituent un fond parasite La bande de fréquences séparée a pour expression: A = Fc + FM, o Fc est la fréquence porteuse médiane, et FM, la fréquence de modulation maximale attendue Grâce à cette opération de séparation de la fréquence porteuse modulée, dont-les valeurs peuvent se situer dans les limites de plusieurs mégahertz à plusieurs dizaines de mégahertz, du spectre entier du signal électrique avec la filtration de sa tranche basse fréquence due aux vibrations et se situant dans la plage de fréquences s'étendant approximativement jusqu'à des dizaines de kilohertz, on parvient à élever le rapport signal/bruit-et à améliorer l'immunité de la

chaîne de réception contre les brouillages.

L'opération décrite terminée, on effectue la détection de la fréquence porteuse du signal électrique qui a été séparée en vue d'obtenir sa composante modulatrice basse fréquence constituant le signal porteur d'information: en effet, elle contient toute l'information concernant le caractère du mouvement de la tige 5 dans la zone de l'action qu'exercent sur elle les vibrations ultra-sonores artificielles. Après la détection, on soumet le signal porteur d'information reçu à un traitement approprié en mesurant ses paramètres spectraux et temporels et en déterminant par là les paramètres spectraux et temporels des vibrations mécaniques ultrasonores reçues en provenance de la partie supérieure de la tige 5 de l'ilnjecteur En effectuant une analyse des paramètres ainsi obtenus du signal porteur d'information, on peut déterminer les paramètres principaux d'injection du carburant et apprécier le fonctionnement de l'injecteur. De cette façon, on vient de décrire la variante du procédé de l'invention prévoyant la réception et la transformation, en un signal électrique, des vibrations mécaniques ultra-sonores modulées qui ont pass A a travers

le mécanisme à contrôler, et notamment, à travers l'injec-

teur à l'intérieur duquel se trouve l'élément mobile présélectionné, constitué dans le cas consid Sré prar la tige 5 avec la saillie annulaire 6 Dans cette variante, on constate essentiellement la modulation d'amplitude des vibrations mécaniques ultra-sonores artificielles agissant sur la tige 5, laquelle modulation est due à l'effet d'ombre. Le procédé proposé de contrôle du fonctionnement des mécanismes d'un moteur à combustion interne peut être illustré à l'aide des diagrammes temporels représentés sur la figure 2 et du diagramme du spectre du signal électrique obtenu qui est donné sur la figure 3 Sur la figure 2, on a porté sur l'axe des abscisses de tous les diagrammes temporels le temps t, ainsi que les valeurs de l'angle de rotation du vilebrequin du moteur, ce qui est désirable pour faciliter la compréhension de certains aspects de l'invention dont il sera question plus loin, alors qutn

ordonnées sont portés respectivement, en unités conven-

tionnelles: sur le diagramme temporel 2 a, la tension électrique UA; sur les diagrammes temporels 2 b, la pression P du combustible débité dans l'injecteur; et sur les diagrammes temporels 2 c, 2 d et 2 e, les tensions électriques UM, UD et Up Sur le diagramme de la figure 3, on a porté sur l'axe des abscisses la fréquence F des vibrations ultra-sonores reçues, et sur l'axe des

ordonnées, l'intensité UT du signal électrique obtenu.

Le diagramme temporel 2 a illustre la forme des vibrations mécaniques continues qui agissent sur l'élément mobile présélectionné du mécanisme à contrôler Ledagramet Snre 12 b est une courbe de variation de la pression du combustible amené à l'injecteur Sur le diagramme temporel 2 c sont représentées les oscillations ultra-sonores reçues en provenance de la partie haute de la tige 5 et modulées à lasuite du déplacement de cette dernière, qui sont transformées en signal électrique Le diagramme temporel 2 d illustre la forme du signal porteur d'information qui a été obtenu après la détection du signal électrique représenté au diagramme 2 c et qui donne l'image détaillée du mouvement de la tige 5 et, donc, de l'aiguille 7 qui est liée à celle-ci Le diagramme temporel 2 e porte les repères indiquant la position du piston du moteur au point mort haut, ces repères étant mentionnés plus loin au cours

de la description de divers aspects de l'invention.

* Comme on peut-levoir sur les diagrammes temporels représentés à la figure 2, dès que la pression du combustible débité dans l'injecteur commence à cro tre (figure 2 b), le niveau de l'enveloppe des vibrations ultrasonores reçues (figure 2 c) commence à s'élever, lui aussi, en raison du

décollage de l'aiguille 7 et de la tige 5 reliée à celle-ci.

Dans ce processus, la vitesse de montée de l'enveloppe modulatrice, autrement dit, la durée'de l'impuslion A (figure 2 d) du signal porteur d'information, correspond exactement à la vitesse de déplacement de l'aiguille 7

avec la tige 5 depuis sa position à laquelle le pulvérisa-

teur 12 est fermé jusqu'à celle correspondant à l'ouverture complète de ce dernier Dans cette dernière position, le système constitué par l'aiguille 7, la tige 5 et le ressort 10 reliés entre eux peut accomplir des oscillations à basse fréquence de faible amplitude, dues à des facteurs variés Ces oscillations sont représentées sur le diagramme par des fluctuations insignifiantes présentes au sommet

de l'impulsion A illustrant le signal porteur d'information.

Quand le pulvérisateur 12 est fermé, l'aiguille 7 peut quand même l'ouvrir légèrement dans certains cas pendant un bref intervalle de temps, par suite de quoi il se produit des injections supplémentaires parasites de petites

portions de carburant, appelées injections secondaires.

L'apparition de ces injections secondaires est due aux processus transitoires ayant lieu dans le système d'alimenta- tion du moteur en carburant Sur le diagramme temporel de la'figure 2 d, elles sont représentées par les impulsions B et C.

Dans le procédé proposé, le signal porteur d'in-

formation dont la courbe, comme on le voit sur la figure 2, présente une forme nettement accusée, sert de base pour la détermination des paramètres temporels d'injection du combustible, et notamment: l'instant t 1 de début et l'instant t 2 de fin d'injection du combustible, la durée t' de la période de récurrence des injections

utiles, la durée 'u d'une injection utile, les inter-

valles temporels D d'absence de débit du carburant, les instants t 3 et t 5 d'apparition d'injectionssecondaires du combustible,et les instants t 4 et t 6 de leur disparition, les durées tp 1 et Cp 2 d'injections secondaires, ainsi que la durée Za de l'intervalle temporel entre l'instant t 1 de début de l'injection utile et l'instant t 3 de début de la première injection secondaire et la durée t C b de l'intervalle temporel entre l'instant t 1 et l'instant t de début de la deuxième injection secondaire En se basant sur la durée des flancs avant et arrière de l'impulsion A, on détermine la vitesse de mouvement de l'aiguille 7, respectivement, pendant l'ouverture et la fermeture du pulvérisateur 12 de l'injecteur En outre, en cas d'utilisation des repères E (figure 2 e) du point mort haut du piston, on détermine la durée t c ou l'angle <ac d'avance à l'injection utile,

ce qui sera décrit plus en détail dans ce qui suit.

D'autres caractéristiques fonctionnelles de l'injecteur contrôlé peuvent être déterminées en partant des paramètres concernant l'amplitude du signal porteur d'information Ainsi, la mesure de l'amplitude de l'impulsion A (figure 2 d) de l'injection utile fournit la valeur de la course de travail de l'aiguille 7 pendant l'ouverture et la fermeture du pulvérisateur 12, paramètre

important du comportement de l'injecteur dont la signifi-

cation varie d'un type d'injecteur à un autre En considé- rant l'amplitude de la crête X de polarité négative présente à la portion initiale du sommet de l'impulsion A, on trouve l'importance du rebondissement (ou course de retour parasite) de l'aiguille 7 après sa course utile directe, ce paramètre exerçant une certaine influence sur la loi d'arrivée du combustible dans la chambre de combustion du cylindre du moteur Enfin, connaissant l'amplitude (compte tenu de la durée) des impulsions B et C correspondant aux injections secondaires du carburant, on

peut déterminer la quantité de celui-ci arrivant inutile-

ment dans le cylindre pendant ces injections secondaires et, par conséquent, le degré de consommation exagérée de

carburant par l'injecteur.

La netteté de la forme du signal porteur d'infor-

mation séparé et, partant, la vraisemblance de l'évaluation des paramètres fonctionnels de l'injecteur effectuée sur la base de ce signal, sont fonction du rapport entre les signaux utile et perturbateur, en d'autres termes, du rapport signal/bruit, dans les voies de réception et de traitement du signal porteur d'information A noter que, plus le rapport signal/bruit est important, plus la précision du traitement du signal porteur d'information-et, donc, la fiabilité de l'évaluation, sont élevées Dans le cas particulier du procédé proposé, les valeurs du rapport signal/bruit sont déterminées par le niveau des brouillards dus à la vibration, le niveau du signal utile

modulé et le niveau de modulation des oscillations ultra-

sonores appliquées En se reportant à la figure 3 sur laquelle on a représenté le spectre du signal électrique obtenu, on voit que les oscillations reçues par le moyen 3 constituent la somme du signal utile occupant la portion F du spectre et du signal perturbateur occupant la portion G.

Le signal utile est constitué par les oscillations ultra-

sonores avec la fréquence porteuse médiane FC, modulées à la suite du mouvement de l'1 lément mobile présélectionné du mécanisme à contrôler et ayant leur spectre de modulation dans l'intervalle de fréquences de FC FM à FC + FM, o FC est de l'ordre de plusieurs centaines ou milliers de kilohertz, tandis que le signal perturbateur est constitué par les oscillations à basse fréquence dues à la vibration du corps du mécanisme à contrôler et ayant leur gamme active, par exemple, dans le cas des injecteurs, dans les limites de O à 25 kilohertz Il ressort de ce qui précède

et du diagramme de la figure 3, que la portion G représen-

tant les bruillages est très éloignée, sur l'axe des fréquences, de la portion F du signal utile, ce qui signifie que l'influence des brouillages sur le rapport

signal/bruit est peu importante.

D'autre part, le niveau du signal utile est tributaire du caractère de la position relative de la source d'occillations ultra-sonores à appliquer et du récepteur des oscillations qui ont traversé l'élément mobile présélectionné, alors que le niveau de la modulation dépend du degré de variation des conditions de propagation des oscillations ultra-sonores appliquées pendant le déplacement de l'élément mobile de l'injecteur Il est bien évident que le signal utile aura un niveau maximumn lorsque les sources et récepteurs mentionnés, ou, respectivement, le moyen 2 (figure 1) et le moyen 3, seront situés aux côtés diamétralement opposés de l'injecteur et sur la ligne perpendiculaire à l'axe longitudinal de celuici, tandis que la variation la plus importante dés conditions de propagation des oscillations ultra-sonores appliquées, et par conséquent, le niveau maximum de modulation auront lieu au cas o lesdites oscillations agissent sur une partie de l'élément mobile présé 11 ectionné qui a une

configuration géométrique complexe.

Sur la figure 1, les lettres a, b, c, d, e, f, g, désignent les niveaux possibles d'installation, sur le corps 1, du moyen 2 fournissant les vibrations mécaniques

ultra-sonores et du moyen 3 servant à les recevoir Dans.

le cas général, on peut exercer l'action sur l'un ou l'autre élément présélectionné de l'injecteur par les vibrations mécaniques ultra-sonores suivant n'importe laquelle de ces lignes de niveaux En considérant les parties des éléments mobiles de l'injecteur à travers lesquelles sont tracées les lignes de niveaux, on peut voir que ces parties ont presque toutes une configuration compliquée, à l'exception de la partie médiane de la tige 5 traversée par la ligne "c", qu'on va considérer comme une partie de forme simple et, par conséquent, n'assurant pas un niveau de modulation suffisamment élevé Dans certains cas, bien que la pointe de l'aiguille 7 et sa partie médiane avec la gorge annulaire 14, à travers lesquelles sont tracées les lignes respectives "g" et "f", aient une configuration assezcompliquée, l'action sur ces parties de l'aiguille 7 des oscillations ultra-sonores s'avère difficile du fait qu'il est impossible de monter les moyens 2 et 3 à ces niveaux en cas d'emploi de nombreux

types actuellement existants d'injecteurs Cette impossi-

bilité s'explique par le fait que l'extrémité inférieure (sur le dessin) de l'injecteur est disposée généralement

profondément à l'intérieur du corps 1 de l'injecteur.

Dans certains cas, il est également difficile de faire

agir les oscillations ultra-sonores sur la partie d'extré-

mité haute de l'aiguille 7 et la partie d'extrémité basse

de la tige 5, reliées entre elles et traversées respective-

ment par les lignes "'e" et "d" La partie médiane du corps 1, dans la zone de laquelle se situe à l'intérieur la partie extrême haute de la tige 5 avec la saillie annulaire 6, se trouve généralement en dehors du corps du moteur, de sorte que l'accès à cette partie du corps 1 est le plus souvent assez aisé De ce fait, on fait agir les oscillations ultra- sonores, dans cette variante du procédé, justement sur la partie extrême haute de la tige 5 se trouvant sur la ligne "b", cette tige 5 constituant conjointement avec l'aiguille 7 un élément composite unique

qui ouvre et ferme le pulvérisateur 12 de l'injecteur.

Le niveau relativement élevé de modulation des oscillations ultra-sonores agissant sur la partie extrême supérieure de la tige 5 est dé non seulement à la complexité de la configuration de cette partie, mais aussi au fait que, dans la zone de disposition de la saillie annulaire 6, a lieu une variation notable de l'impédance d'onde du milieu à travers lequel se propagent lesdites oscillations Cette impédance d'onde a pour expression f =p c, o p est la densité du milieu, et c, la vitesse du son dans ce

milieu La variation mentionnée de l'impédance d'onde-

s'explique par le fait que la tige 5 est liée au corps 1 et au ressort 10 de l'injecteur par l'intermédiaire des couches de carburant dont l'épaisseur varie de façon périodique pendant le déplacement de l'aiguille 7 et de la tige 5 En conséquence, en faisant agir les oscillations ultra-sonores sur la partie d'extrémité supérieure de la tige 5 (niveau de la ligne "b"), on assure un rapport signal/bruit suffisamment élevé dans les opérations de

réception et de traitement du signal porteur d'information.

Cependant, lors du-diagnostic du système d'alimentation, il peut se créer une situation, au cours du contrôle de fonctionnement de l'injecteur ou d'un autre mécanisme quelconque, dans laquelle il devient nécessaire de suivre les déplacements d'un élément disposé dans une partie du mécanisme qui se trouve profondément à l'intérieur du corps du moteur et sur laquelle il est donc impossible de monter le moyen 2 et le moyen 3 C'est ainsi, par exemple, qu'il peut s'avérer nécessaire, au cours du contrôle de l'injecteur décrit plus haut, de déterminer les paramètres d'injection sur la base de l'action, par les vibrations ultra-sonores, directement sur l'aiguille 7 dont le mouvement sert de base pour la mesure la plus précise de certains de ces paramètres La précision accrue des mesures est conditionnée dans ce cas par le fait que la surface de l'aiguille 7 adhère, en raison de la structure de l'injecteur, très intimement aux parois de l'orifice débouchant 15 pratiqué dans le corps 1, de sorte que cette aiguille ne peut accomplir dans cet orifice que des déplacements longitudinaux, alors que la tige 5 et le ressort 10 peuvent exécuter librement, dans l'espace 4, non seulement des déplacements longitudinaux de travail, mais aussi des déplacements oscillatoires dans d'autres sens, par exemple transversaux, ce qui est dû à la vibration des autres mécanismes du moteur en marche C'est pourquoi, quand on fait agir les vibrations ultra-sonores directement sur l'aiguille 7, il y a une quantité beaucoup moins grande de brouillages superposés au signal porteur d'information, ce qui permet d'obtenir une précision sensiblement plus élevée de traitement de ce signal La précision accrue de l'information sur le caractère du mouvement de l'aiguille 7 permet justement d'accroître, par exemple, la précision d'évaluation de la qualité de la pulvérisation du combustible par l'injecteur, ce qui va

être étudié plus en détail dans l'exposé ci-dessous.

En cas d'apparition d'une situation du type qui vient d'être décrit ou d'une situation analogue, le procédé proposé prévoit, selon encore une autre variante, la réception et la transformation de vibrations mécaniques ultra-sonores modulées qui, sont réfléchies sur l'élément

mobile présélectionné du mécanisme contrôlé du moteur.

Dans le cas particulier de l'injecteur du système d'alimen-

tation du moteur en carburant, on fait agir des oscilla-

tions ultra-sonores à-l'aide d'un moyen 2 a (figure 1) élaborant de telles oscillations et monté non plus directement sur le corps 1, mais sur un moyen 16 fixé audit corps 1 et changeant la direction de propagation des oscillations Un moyen récepteur 3 a est monté, lui aussi, sur un moyen analogue 17 fixé au-corps 1 et assurant uniquement la réception des oscillations ultra-sonores qui proviennent suivant une direction bien déterminée Les moyens 2 a et 3 a se montent sur la partie du corps 1 qui se situe au-dessus du corps du moteur, par exemple le long de la ligne "c" Dans le cas particulier considéré, le moyen 16 est réalisé de telle sorte que les oscillaitions ultra-sonores fournies par le moyen 2 a se propagent à travers le corps 1 sous la forme d'un faisceau en direction de l'extrémité supérieure de l'aiguille 7 Par analogie, le moyen 17 doit être réalisé de telle sorte que le moyen 3 a monté sur lui ne reçoive que les oscillations ultra-sonores réfléchies sur l'extrémité supérieure de l'aiguille 7 De même que dans les variantes étudiées précédemment, les oscillations ultra-sonores reçues par le moyen 3 a seront également modulées, mais à cette différence près que, dans

ce cas, c'est la modulation de phase qui sera prédominante.

Cette modulation de phase est due à la variation périodique, au cours du déplacement de l'aiguille 7, de la distance entre l'extrémité supérieure de l'aiguille 7 et le moyen récepteur 3 a Les opérations ultérieures comprises dans cette variante ne diffèrent pratiquement pas de celles décrites précédemment, à l'exception de l'opération de

détection qui sera dans ce cas une détection par comparai-

son des phases Les diagrammes temporels et spectral illustrant cette variante seront analogues à ceux représentés

aux figures 2 et 3.

Conformément à encore une autre variante du procédé proposé, on effectue, au cours du contrôle du fonctionnement des mécanismes du moteur, la réception et la transformation des vibrations mécaniques ultra-sonores agissant sur un quelconque élément mobile présélectionné, qui sont modulées à la suite des variations de l'impédance mécanique du mécanisme contrôlé à l'intérieur duquel se trouve l'élément mentionné Le principe de cette variante est basé sur le fait que tout le dispositif mécanique ou, dans le cas le plus simple, toute pièce sur laquelle est exercée l'action des vibrations mécaniques, possède un spectre déterminé de fréquences résonantes propres, qui est fonction de la forme et des dimensions de cette pièce Une variation, par exemple, de l'épaisseur de la pièce pour une raison quelconque provoque une modification correspondante du spectre de ses fréquences résonantes ou, en d'autres termes,

une variation correspondante de son impédance mécanique.

Si l'on considère une fréquence particulière de ce spectre, les variations de l'épaisseur se traduisent par des variations de l'amplitude du signal de fréquence résonante choisie, le caractère et l'importance de la variation de cette amplitude portant l'information sur le caractère et

l'importance de la variation de l'épaisseur de la pièce.

Les mécanismes du moteur dont le fonctionnement est contrôlé conformément au procédé proposé possèdent de préférence des dimensions assurant un spectre très nettement marqué de fréquences résonantes propres Les éléments mobiles du mécanisme en service font varier, à l'endroit de l'action des oscillations ultra-sonores, le trajet et la vitesse de passage de ces oscillations en conduisant ainsi

à une variation correspondante de son épaisseur conven-

tionnelle, ce qui conduit, comme déjà indiqué, à une variation de l'impédance mécanique du mécanisme sous contrôle à l'endroit de l'action des oscillations et, donc, à une variation de leur amplitude à condition que leur fréquence soit assez proche de la fréquence résonante choisie de ce mécanisme Au cas qu'il existe en plus un signal caractéristique du début d'un processus quelconque auquel sont liés les processus se déroulant dans le mécanisme contrôlé du moteur en marche, on réussit également

à déterminer la phase des variations observées de l'impé-

dance mécanique.

Les opérations intérieures prévues par cette variante du procédé proposé ne diffèrent en rien des mêmes opérations selon la variante principale Toutefois, il est à noter que, étant-donné l'emploi des propriétés résonantes

du mécanisme à contrôler, on peut bien se passer de l'utili-

sation d'un moyen spécial de génération de vibrations mécaniques ultrasonores et d'un moyen spécial pour leur réception, à installer de part et d'autre du mécanisme à

contrôler On peut n'utiliser ici qu'un seul moyen électro-

mécanique qui soit capable de combiner les fonctions des deux moyens précités Cette particularité de l'invention

sera d'ailleurs décrite plus en détail plus loin.

Le procédé proposé permet également une évaluation de la qualité de la pulvérisation du combustible par l'injecteur On effectue cette évaluation, comme il a été déjà dit, sur la base de l'information concernant le mouvement oscillatoire de l'aiguille 7 (figure 1) de l'injecteur que cet élément mobile, assurant l'ouverture et la fermeture du pulvérisateur 12, accomplit pendant l'injection du combustible Selon l'invention, l'action sur l'aiguille 7 des vibrations mécaniques ultra-sonores

est exécutée aux régimes de démarrage du moteur.

Au cours du fonctionnement du moteur en régimes de

démarrage, quand l'injecteur assure l'injection du combus-

tible dans le cylindre avec une fréquence de l'ordre de

à 80 injections par minute et que la vitesse d'accrois-

sement de la pression du carburant dans le canal 8 est relativement faible, et notamment moins de 19,614 105 Pa pendant 5 à 15 secondes, l'aiguille 7 de l'injecteur accomplit, comme on le sait, des oscillations périodiques pendant chaque période d'injection Ces oscillations de l'aiguille 7 se produisent par rapport à une certaine position de celleci dans l'orifice débouchant 15, laquelle position est intermédiaire entre sa position à laquelle le pulvérisateur 12 est complètement ouvert (position haute sur le dessin) et sa position à laquelle il est complètement fermé (position basse sur le dessin) On sait que ce sont les facteurs liés à la mobilité de l'aiguille 7 qui exercent l'influence primordiale sur la qualité de la pulvérisation du combustible Quant aux paramètres constructifs et technologiques de l'injecteur (par exemple les dimensions des orifices 13 du pulvérisateur 12, la caractéristique hydraulique de ce dernier, la pression d'ouverture de l'injecteur, la raideur du ressort 10, etc), ils n'exercent pratiquement pas une influence sensible sur la qualité de la pulvérisation lorsque leurs valeurs sont maintenues dans des limites admissibles Pour cette raison, on peut, en se basant sur la fréquence et l'amplitude des oscillations de l'aiguille 7 oui caractérisent sa mobilité, porter un jugement sur la qualité de la pulvérisation du

carburant avec un degré de vraisemblance satisfaisant.

Ainsi, par exemple, dans le cas d'un moteur Diesel marque A -50, la fréquence du premier harmonique des oscillations de l'aiguille 7 possédant une mobilité très satisfaisante constitue à peu près 1 000 hertz Si l'aiguille 7 ne présente qu'une mobilité médiocre et si, par conséquentl'injecteur ne peut pas assurer une bonne qualité de la pulvérisation du combustible, la fréquence des oscillations de l'aiguille est de loin inférieure à la valeur indiquée, ou encore,

ces oscillations sont même nulles pendant l'injection.

Les diagrammes temporels représentés à la figure 4, qui ont été obtenus au cours des essais d'un injecteur avec emploi de la variante considérée du procédé proposé, illustrent deux courbes représentant les oscillations de l'aiguille 7 pendant l'injection du carburant Sur ces diagrammes, la figure 4 a donne la courbe caractérisant les oscillations d'une aiguille ayant une bonne mobilité et

assurant par conséquent une bonne qualité de la pulvéri-

sation du combustible, alors-que la figure 4 b montre la courbe d'oscillations de l'aiguille 7 à mobilité peu satisfaisante, qui ne peut pas, naturellement, assurer

une pulvérisation de qualité.

Ainsi, grâce au fait que le procédé proposé permet d'obtenir une information pratiquement exhaustive sur le caractère du mouvement de l'élément de l'injecteur assurant l'ouverture et la fermeture de son pulvérisateur 12 (figure 1), ce procédé permet d'effectuer une évaluation de la qualité de la pulvérisation du combustible avec un haut degré de certitude et de précision On peut effectuer cette évaluation en appliquant le procédé proposé tant au cours des essais de fonctionnement du moteur proprement dit que pendant le contrôle du comportement de l'injecteur sur un banc spécial Dans ce dernier cas, vu la possibilité d'obtenir une information complète sur le mouvement de l'aiguille 7, l'amenée du combustible dans le canal 8 de l'injecteur peut être exécutée avec utilisation d'un moyen approprié pouvant être actionné tant manuellement que mécaniquement, le régime d'amenée étant indifféremment continu ou intermittent Il est à noter ici que la surveillance des déplacements de l'aiguille 7 pendant l'évaluation de la qualité de la pulvérisation du carburant

peut être opérée en recevant soit les oscillations ultra-

sonores modulées ayant traversé le corps 1 et l'aiguille 7 de l'injecteur, si cela est permis par les conditions

physiques réelles, soit ces mêmes conditions, mais réflé-

chies par l'aiguille 7 De plus, cette surveillance peut être effectuée en recevant les oscillations ultra-sonores modulées à la suite de la variation de l'impédance

mécanique de l'injecteur pendant le mouvement de l'aiguille 7.

Les autres opérations comprises dans cette variante du procédé proposé sont identiques à celles mentionnées dans

la description de la variante principale.

Le procédé proposé permet en outre d'apprécier l'élasticité, l'intégrité et le degré de précompression du ressort 10 (figure 1) de l'injecteur Le degré de

précompression du ressort 10 constitue l'une des caracté-

ristiques opérationnelles importantes de l'injecteur, qui est liée à la loi imposée de variation de la pression du carburant amené à l'injecteur L'évaluation des paramètres énumérés est faite en partant de l'information concernant le mouvement oscillatoire du ressort 109 lequel mouvement est dû au déplacement de l'aiguille 7 et s'accomplit après la fin de la course utile de celle-ci Afin de déterminer la nature de telles oscillations propres du ressort 10, on fait agir des vibrations ultra- sonores au niveau repéré par la ligne "a" A noter que la surveillance de ces oscillations propres du ressort est en général effectuée en recevant et en transformant en signal électrique les vibrations mécaniques ultra- sonores ayant traversé le corps 1 et le ressort 10 de l'injecteur Cependant, une telle surveillance peut être effectuée dans certains cas en recevant les vibrations modulées réfléchies ou bien les vibrations modulées à la suite des variations de l'impédance mécanique de l'injecteur qui se produisent pendant les oscillations propres du ressort 10 Les autres opérations de traitement du signal électrique obtenu sont identiques à celles décrites pour la variante principale du procédé proposé Quant à l'évaluation de l'intégrité du ressort 10, de son élasticité et des variations de l'élasticité par fatigue, ainsi que du degré de précompression de ce ressort pendant les périodes d'absence du combustible, elle se fait sur la base des valeurs de la fréquence et du degré d'amortissement des oscillations propres du ressort 10, lesquelles sont déterminées au cours du traitement du

signal porteur d'information séparé.

Un autre mécanisme du moteur à combustion interne dont le fonctionnement peut être contrôlé en appliquant le

procédé proposé, est constitué par son ensemble cylindre-

piston Au cours d'un tel contrôle, on peut déterminer la position du piston 18 (figure 5) dans le cylindre 19,

ainsi que l'état technique des segments du piston 20.

Afin d'effectuer la surveillance des déplacements du piston 18 dans le cylindre 19, on fait agir des vibrations mécaniques ultra-sonores, conformément à l'invention, sur le fond 21 dudit piston Cette opération est réalisée à l'aide d'un moyen 2 b qui est monté sur la tête du cylindre 19 Le faisceau des vibrations ultra-sonores passe à partir du moyen 2 b par la tête du cylindre 19 et son espace à gaz 22,et puis-, en étant réfléchi par le fond 21, pénètre dans un moyen récepteur 3 b Pendant le mouvement de va-et-vient du piston 18 depuis son point mort bas jusqu'à son point mort haut, il se produit, tout comme dans les-cas étudiés précédemment, des variations dans le

temps des conditions de propagation des vibrations ultra-

sonores, par exemple des conditions de leur réflexion ou de la longueur de leur trajet En conséquence, la modulation des vibrations ultra-sonores reçues par le moyen 3 b sera dans ce cas une modulation de phase et de fréquence, la profondeur de cette modulation étant fonction de la vitesse de mouvement du piston 18 et de la fréquence des vibrations ultra-sonores agissant sur celui-ci Au point mort haut du piston 18, les variations de la fréquence ou de la phase des vibrations ultra-sonores reçues seront nulles De ce fait, il est possible, en mesurant durant un cycle de déplacement du piston 18 la différence de phases entre les vibrations agissant sur son fond 21 et celles reçues par le moyen 3 b, de déterminer d'une façon non ambiguë la position au point mort haut, l'arrivée du piston 18 en ce point correspondant à la période maximale de variation de

cette différence des phases.

Il est à observer que la position du point mort haut peut être déterminée non seulement par l'action des vibrations ultra-sonores sur le fond 21 du piston 18, mais aussi en faisant agir ces vibrations, le long de la paroi latérale du cylindre 19, sur le segment du piston supérieur (sur le dessin) désigné en 20 Les vibrations réfléchies en provenance de ce segment seront modulées, elles aussi,

en fréquence et en phase.

Le processus du contrôle du mouvement du piston 18 dans le cylindre 19 est illustré à l'aide des diagrammes temporels représentés à la figure 6 Dans tous ces diagrammes, on a porté en abscisses, de même que sur les diagrammes de la figure 2, le temps t et les valeurs de l'angle $ O de rotation du vilebrequin du moteur, et en ordonnées, les tensions électriques UA' UM et UD Sur le diagramme 6 a sont montrées les vibrations ultra-sonores continues agissant sur le fond 21 du piston 18, sur le diagramme 6 b sont reportées les vibrations ultra-sonores reçues, modulées en fréquence, et sur le diagramme 6 c, la courbe de variation de la différence de phases des vibrations ultra-sonores appliquées et reçues Comme on le voit sur le diagramme 6 c, on peut déterminer la position du point mort haut, désigné sur ce diagramme par les symboles UDP, en détectant le centre de symétrie de la courbe reproduite de variation de la différence de phases. -38 Pour déterminer l'état technique des segments de

piston 20 (figure 5), on effectue l'action, selon l'inven-

tion, sur la paroi périphérique latérale du piston 18.

Une telle action peut être réalisée en montant un moyen 2 c élaborant des vibrations mécaniques ultra-sonores et un moyen récepteur 3 c de part et d'autre du cylindre 19 de la

manière illustrée par le dessin Les vibrations ultra-

sonores reçues par le moyen 3 c seront dans ce cas modulées principalement en amplitude, ce qui est dû à l'effet d'ombre

dont l'apparition périodique est provoquée par l'entre-

croisement du-trajet de mouvement de va-et-vient du

piston 18 et de celui de propagation des vibrations ultra-

sonores agissant sur ce dernier Dans cette variante, on effectue au cours du contrôle la surveillance du caractère des déplacements du piston 18 et de ses segments 20 par rapport aux parois du cylindre 19, on détermine, en se basant sur les particularités de ces déplacements, la dynamique d'adhérence des segments de piston 20 à la surface interne de la paroi latérale du cylindre 19 et, par

là même, le degré d'usure du piston 18 et de ses segments 20.

Il va de soi que cette surveillance du mouvement du piston 18

dans le cylindre 19 ne se fait pas nécessairement en utili-

sant la technique basée sur l'effet d'ombre: on peut également se servir des méthodes, décrites plus haut, basées sur la réflexion et sur la variation de l'impédance Les autres opérations de cette variante du procédé proposé ne diffèrent pas des mêmes opérations constituant la variante principale. La figure 7 montre le diagramme temporel du signal porteur d'information reçu au cours de la surveillance du mouvement du piston 18 avec ses trois segments 20 Sur ce diagramme, on a porté sur l'axe des abscisses le temps t et les valeurs de l'angle 4 O de rotation du vilebrequin de moteur, et sur l'axe des ordonnées, la tension électrique UD La disposition des impulsions H sur l'axe de temps de ce diagramme correspond aux moments du croisement des segments de piston 20 et du faisceau d'oscillations ultra-sonores agissant sur ceux-ci L'amplitude de ces impulsions caractérise le degré d'adhérence des segments de piston 20 à la paroi du cylindre 19, de telle sorte que, moins l'amplitude est importante, moins l'adhérence des segments est bonne et plus le degréde leur usure est élevé. Comme on le voit sur le diagramme en question, c'est l'impulsion H 3 qui a l'amplitude la moins grande et, donc, ce sera le segment de piston 20 disposé le premier d'en bas

(sur le dessin) qui présente l'adhérence la moins bonne.

En outre, la position temporelle des impulsions H sur le diagramme caractérise la vraie position du piston 18 dans

le cylindre 19 à ces moments, et permet en outre de déter-

miner le moment d'arrivée du piston 18 à son point mort haut, puisque ces impulsions se disposent sur le diagramme d'une façon symétrique par rapport au point mentionnée Le procédé proposé peut également être utilisé à des fins de diagnostic d'un roulement quelconque de la pompe à carburant qui constitue une partie constitutive du système d'alimentation du moteur en carburant Au cours de la rotation de l'arbre 23 (figure 8) installé dans le roulement 24, dont la bague extérieure 25 est fixée dans le corps 1 de la pompe 26 et dont la bague intérieure 27 est emmanchée sur l'arbre 23, on est toujours en présence d'un faux-rond de l'arbre 23 et d'irrégularités, dues à une cause ou une autre, dans le mouvement des éléments de

ce roulement, par exemple de ses éléments roulants consti-

tués par les billes 28 Afin de déterminer l'importance du faux-rond de l'arbre 23 et le degré d'irrégularité du mouvement des billes 28, on fait agir dans cette variante les vibrations mécaniques ultra-sonores sur le roulement 24 dans lequel tourne l'arbre 23 Cette action est réalisée à l'aide d'un moyen 2 d fixé au corps 1 de la pompe à carburant 26 sur l'une de ses parois, tandis que les oscillations ayant traversé ce corps et le roulement 24 seront reçues à l'aide d'un moyen 3 d fixé à la paroi opposée du corps Au cours de la rotation de l'arbre 23, son faux-rond, ainsi que le déplacement, la rotation et les vibrations des billes 28 et des autres 'éléments du roulement 24 conduisent à des variations des conditions de propagation des oscillations ultra-sonores agissant sur ceux-ci, par exemple des conditions de leur réflexion et de leur amortissement Ces variations des conditions de propagation ont pour effet, tout comme dans les cas précédents, la modulation desdites oscillations En conséquence, la forme du signal porteur d'information obtenu après la détection de l'enveloppe modulatrice pourra caractériser, avec une précision suffisante, toutes les particularités des mouvements qui ont servi d'origine à la modulation des

oscillations ultra-sonores appliquées.

Sur la figure 9 est reporté le diagramme temporel du signal porteur d'information qui a été obtenu en faisant agir les vibrations mécaniques ultra-sonores sur le

roulement 24 dans lequel est monté l'arbre 23 de la pompe-

à carburant 26 Sur l'axe des abscisses est porté le temps t, et sur l'axe des ordonnées, la tension électrique UD Dans ce cas, la composante basse fréquence du signal porteur d'information représenté sur le diagramme caractérise l'importance et les particularités du faux-rond de l'arbre 23, ainsi que l'état des chemins de roulement du palier à roulement 24, alors que la composante haute fréquence de ce signal représente l'état de ses billes 28, et ceci de telle façon que, plus l'amplitude de ces composantes est grande, plus les battements manifestés par

les éléments du roulement 24 et de l'arbre 23 sont impor-

tants De plus, l'analyse de la composante haute fréquence donne la possibilité de porter un jugement sur l'importance des écarts de la dimension convenable et de là vraie

sphéricité des billes 28.

Quant au dispositif (voir la figure 10) pour mettre en oeuvre le procédé proposé de contrôle du fonctionnement des mécanismes d'un moteur à combustion internequi vient d'être décrit, il sera étudié, tout comme la variante principale de ce procédé, en relation avec son application au contrôle du fonctionnement de l'injecteur du système d'alimentation en carburant d'un moteur Diesel L'injecteur 29 représenté partiellement à la figure 11 et, plus en détail, à la figure 1, est du type des injecteurs équipant le système d'alimentation en carburant du moteur Diesel quadricylindre monté sur les tracteurs de le marque "Bélarousse" et ayant une puissance d'environ 58,84 k W. Le dispositif proposé de contrôle du fonctionnement des mécanismes comporte un générateur 30 d'oscillations de

fréquence ultra-sonore qui fournit des oscillations élec-

triques continues du type à méandre, de forme sinusoïdale ou impulsionnelle, ayant des fréquences de 100 k Hz et au-dessus Le choix d'une valeur particulière de la fréquence du générateur 30 est dicté principalement par les dimensions du mécanisme particulier soumis au contrôle et de ses éléments mobiles, ces valeurs pouvant atteindre, pour des mécanismes peu encombrants, plusieurs mégahertz et même davantage Le générateur 30 est monté, de même que les autres parties constitutives du dispositif, avec emploi

de composants standardisés traditionnels pour l'électro- nique moderne La sortie 31 du générateur 30 est reliée à l'entrée d'un

convertisseur électromécanique transmetteur 32 qui est monté sur le corps 1 de l'injecteur 29 de telle

sorte que le faisceau des oscillations mécaniques ultra-

sonores continues qu'il produit passe par la partie supé-

rieure (sur le dessin) de la tige 5 avec sa saillie de butée annulaire 6 Sur le côté opposé du corps 1 est monté, en alignement avec le convertisseur transmetteur 32, un convertisseur électromécanique récepteur-33 capable de recevoir le faisceau d'oscillations mécaniques ultra-sonores en provenance de la partie supérieure de la tige 5, qui sont modulées à la suite du mouvement de cette dernière, et d'élaborer des oscillations électriques appropriées de fréquence ultra-acoustique contenant un signal porteur d'information représentant les déplacements de ladite

partie supérieure de la tige 5 Les convertisseurs électro-

mécaniques transmetteur et récepteur 32 et 33 sont des

appareils standardisés peu encombrants du type piézo-

électrique, qui possèdent une sensibilité suffisante et sont conçus pour fonctionner aux fréquences ultra-sonores utilisées dans le dispositif considéré Le diamètre de ces

convertisseurs ne dépasse pas 8 à 10 millimètres.

La sortie du convertisseur récepteur 33 est reliée à l'entrée d'un filtre électrique à bande 34 destiné à séparer du spectre entier des oscillations électriques fournies par le convertisseur récepteur 33, la tranche de

ce spectre occupée par le signal porteur d'information -

avec la fréquence porteuse médiane égale à celle du

générateur 30 Le filtre à bande 34 est un filtre passe-

bande résonant passif ou actif, accordé à la fréquence du générateur 30 Le dispositif comprend en plus un détecteur 35 doté d'une entrée 36 à laquelle est connectée la sortie du filtre à bande 34 Dans le cas particulier considéré, ce détecteur 35 est un démodulateur d'amplitude destiné à séparer l'enveloppe modulatrice de la fréquence porteuse transmise par le filtre à bande 34, autrement dit, le signal porteur d'information La sortie du détecteur 35 est reliée à un amplificateur 37 à basses fréquences constituant un élément actif ayant une bande passante dans les limites de 10 à 20 000 hertz et prévu pour amplifier

le signal porteur d'information séparé dans le détecteur 35.

Ces limites de la bande transmise de fréquences sont dictées par le fait que le spectre de modulation du signal porteur d'information contient en règle générale les fréquences-de la gamme acoustique et que la largeur concrète de ce spectre est déterminée par les dimensions géométriques et par la vitesse de mouvement de l'élément

mobile présélectionné du mécanisme à contrôler.

-En outre, le dispositif en question comporte Un mesureur 38 des paramètres temporels et d'amplitude du signal porteur d'information, pourvu d'une entrée 39 reliée à la sortie de l'amplificateur 37 à basses fréquences Ce

mesureur 38 assure, outre la mesure des paramètres mention-

nés, la fourniture des résultats des mesuresscus tne forme qui soit la plus commode pour résoudre le problème particulier posé au cours du processus de contrôle du fonctionnement de l'injecteur 29 Ledit mesureur 38 peut se présenter sous une forme analogique, numérique ou autre,

en correspondance avec chaque cas particulier de contrôle.

Suivant une autre variante du dispositif proposé, représentée à la figure 11, ce dispositif comporte un capteur 40 de la position angulaire du vilebrequin du

moteur Ce capteur 40 est un appareil de type électro-

mécanique ou électrique fournissant un signal électrique représentatif de la position angulaire du vilebrequin et, notamment, la position du point mort haut du piston du moteur La sortie du capteur 40 est reliée à l'entrée 41

du mesureur 38 La prévision du cap-eur 40 dans la compos-

tion du dispositif proposé permet d'effectuer la synchro-

nisation temporelle du mesureur 38 Dans ce cas, la sortie 42

de ce dernier peut être branchée sur un régulateur électro-

mécanique 43 de débit du combustible faisant partie du système d'alimentation du moteur Le couplage éventuel du mesureur 38 avec le régulateur 43 est représenté sur le

dessin par un trait tireté.

Selon encore une autre variante du dispositif proposé, illustrée sur la figure 12, il comporte un élément résistif 44 et un convertisseur transmetteur-récepteur unique 45 dans lequel sont réunis ensemble le convertisseur électromécanique transmetteur 32 et le convertisseur électromécanique récepteur 33 représentés aux figures 10 et 11, le convertisseur 45 remplissant à la fois les fonctions de ces deux convertisseurs En pratique, le convertisseur transmetteur-récepteur 45 (figure 12) est un convertisseur électromécanique unique qui perçoit les variations de l'impédance mécanique de l'injecteur 29 ayant lieu pendant le déplacement de la tige 5 Dans cette variante, la sortie 31 du générateur 30 est reliée au convertisseur transmetteur-récepteur 45 par l'intermédiaire de l'élément résistif 44 précité, qui est une résistance ohmique conventionnelle En même temps, comme dans toutes les autres variantes du dispositif proposé, le convertisseur transmetteur-récepteur 45 est relié à l'entrée du filtre à bande 34 Dans cette variante, la sortie 42 du mesureur 38 peut être également reliée, tout comme dans la variante montrée à la figure 11, au régulateur électromécanique 43 de débit du combustible de l'injecteur 29. Suivant encore une autre variante du dispositif proposé, qui est illustrée sur la figure 13, le détecteur 35 possède une entrée supplémentaire 46, alors que la sortie 31 du générateur 40 est reliée à cette entrée 46 du détecteur 35, ce dernier étant dans ce cas réalisé comme un détecteur de phase Dans cette variante, le dispositif proposé assure le contrôle des caractéristiques opérationnelles de l'injecteur 29 au cas o la surveillance, par exemple, du mouvement de l'extrémité supérieure de son aiguille 7 est

effectuée avec emploi de vibrations mécaniques ultra-

sonores artificielles réfléchies sur cette aiguille 7 et que ces vibrations sont modulées en phase Dans un tel cas, les convertisseurs transmetteur 32 et récepteur 33 sont montés sur l'injecteur 29 par l'intermédiaire de prismes acoustiques 47, le prisme 47 a assurant la propagation des oscillations mécaniques ultra-sonores en direction de la partie extrême haute de l'aiguille 7, et le prisme 47 b la réception de ces oscillations après leur réflexion sur

l'aiguille 7.

Comme le montre le dessin, la sortie 31 du générateur 30 est reliée à l'entrée 46 du détecteur 35 via un commutateur 48, la position "S" du commutateur 48 correspondant à la connexion directe entre le générateur 30 et le détecteur 35, et sa position "p", à leur connexion via un déphaseur 49, ce qui constitue encore un autre aspect de la présente invention Ce déphaseur 49 assure une adaptation optimale de la phase du signal du générateur 30 à la phase variable du signal attaquant le détecteur 35 en provenance de la voie de réception Le déphaseur 49 est un élément réactif à paramètres réglables, capable de faire -varier la phase du signal du générateur 30 dans les limites de + 90 à la fréquence de ce signal Dans la variante considérée du dispositif proposé, la sortie 42 du mesureur 38 peut être également reliée, comme dans les

variantes des figures 11 et 12, au régulateur électro-

mécanique 43 de débit du combustible à l'injecteur 29.

Suivant encore une autre variante du dispositif

proposé, représentée à la figure 14, la sortie de l'ampli-

ficateur 37 à basses fréquences est reliée à l'entrée 39 du mesureur 38 par l'intermédiaire d'un filtre passe-bas 50 afin de séparer du spectre du signal porteur d'information une tranche isolée quelconque de ce spectre occupée par les fréquences de certaines oscillations spécifiques, par exemple de l'élément mobile présélectionné Le filtre passe-bande 50 est un filtre résonant réaccordable en fréquence Dans la variante en question, la sorti'e 42 du mesureur 38 peut aussi être connectée au régulateur

électromécanique 43 de débit du combustible à l'injecteur 9.

Dans chacune des variantes considérées plus haut du dispositif proposé de contrôle du fonctionnement des mécanismes, le mesureur 38 peut se présenter sous la forme

d'un moyen de mesure du niveau du signal porteur d'infor-

mation Dans le cas le plus simple, ce moyen de mesure peut être un appareil de mesure électrique traditionnel du type à aiguille, réagissant à la valeur de l'amplitude du signal porteur d'information comme le montre le schéma de la figure 15 Il est bien évident qu'on pourrait utiliser pour ce ces d'autres appareils de mesure de types convenables. On peut également utiliser en qualité de mesureur 38 un appareil oscillographique tel que celui représenté sur la figure 16 L'oscllographe utilisé à cette fin assure l'affichage, sur son écran, de la forme du signal porteur d'information, ainsi que la mesure des paramètres temporels et d'amplitude de ce signal, lesquels servent de base pour la détermination de tous les paramètres essentiels

d'injection du combustible par l'injecteur 29.

On peut enfin utiliser en qualité de mesureur 38 un appareil stroboscopique tel que celui montré à la figure 17, qui rend possible la détermination visuelle de l'angle d'avance à l'injection du combustible Cet appareil comprend un conformateur d'impulsions 51 dont l'entrée est reliée à la sortie de l'amplificateur 37 à basses fréquences, et la sortie, aux électrodes respectives d'un tube strobos- copique 52 doté d'un réflecteur 53 Sur le volant 54 du moteur est porté un repère mobile 55 tournant conjointement avec ce volant, tandis que sur le corps 56 du moteur est tracé un repère fixe 57 situé au centre d'un cadran 58

gradué en angles de rotation du vilebrequin 59 du moteur.

Le repère mobile 55 mentionné se trouve au bord du volant 54 en un point tel qu'à l'instant o le piston 18 est au point

mort haut, ce repère se trouve en face du repère fixe 57.

Le fonctionnement du dispositif de contrôle du fonctionnement des mécanismes d'un moteur à combustion

interne conforme à la présente invention est le suivant.

Après l'application au dispositif (voir la figure ) de tensions électriques d'alimentation à partir d'une source d'alimentation appropriée (non représentée),-le générateur 30 commence à fournir des oscillations électriques

sinusoïdales avec une fréquence située dans la gamme ultra-

sonore et égale approximativement à un mégahertz Ces oscillations vont de la sortie 31 du générateur 30 à l'entrée du convertisseur électromécanique transmetteur 32 lié rigidement au corps 1 de l'injecteur 29 du moteur Diesel en marche, cet injecteur n'étant représenté sur le dessin que partiellement Ledit convertisseur transmetteur 32 élabore des vibrations mécaniques ultra-sonores qui se propagent en direction de la tige 5 animée d'un mouvement de va-et-vient, et notamment, en direction de sa partie d'extrémité supérieure possédant une saillie annulaire 6 et présentant une configuration géométrique complexe Les vibrations mécaniques ultra-sonores ayant passé à travers le corps 1 de l'injecteur 29 et la partie d'extrémité supérieure de la tige 5 en mouvement sont perçues par le convertisseur récepteur 33 qui les transforme en un signal électrique Le déplacement de la tige 5 cause l'apparition d'une modulation d'amplitude et de phase des vibrations mécaniques ultra- sonores traversant l'injecteur 29, du fait que pendant ce déplacement, lesdites vibrations s'affaiblissent de façon différente en raison de l'effet d'ombre et détournent la tige 5 suivant des trajets différents Cependant, c'est la modulation d'amplitude qui s'avère prédominante dans ce cas On conçoit que le même type de modulation est également observé dans le signal

fourni par le convertisseur récepteur 33.

Comme déjà indiqué plus haut, le spectre du signal électrique reçu contient non seulement la tranche F (voir également la figure 3) avec la fréquence porteuse médiane F. égale à la fréquence des oscillations électriques produites par le générateur 30, mais aussi une tranche G occupée par les fréquences des oscillations dues à la vibration de l'injecteur 29 et à la vibration d'autres mécanismes du moteur en fonctionnement, qui est transmise au corps 1 de cet injecteur, ces oscillations constituant évidemment des perturbations parasites Afin de supprimer ces fréquences perturbatrices, on applique le signal électrique reçu, prélevé sur la sortie du convertisseur récepteur 33, à l'entrée du filtre électrique à bande 34 Ce filtre passe-bande 34, qui est accordé sur une fréquence médiane de 1 M Hz (c'est-à-dire, sur celle du générateur 30) et présente une largeur de la bande passante de 40 k Hz, ce qui correspond à la largeur du spectre de modulation de la fréquence porteuse médiane du signal électrique obtenu, sépare cette fréquence porteuse conjointement avec le spectre de modulation en supprimant toutes les autres

fréquences du spectre de ce signal.

De la sortie du filtre passe-bande 34, le signal de fréquence porteuse séparée arrive à l'entrée 36 du détecteur 35 qui se présente dans le cas considéré comme un démodulateur d'amplitude Le détecteur 35 sépare le signal reçu sa composante basse fréquence qui constitue le signal porteur d'information dont la forme contient toute l'information concernant les paramètres dynamiques du mouvement de la tige 5 De la sortie du détecteur 35, le

signal porteur d'information attaque l'entrée de l'amplifica-

teur 37 à basses fréquences o s'effectue l'amplification

des composantes alternatives uniquement de ce signal.

Le signal porteur d'information issu de la sortie de l'amplificateur 37 parvient à l'entrée 39 du mesureur 38 des paramètres temporels et d'amplitude du signal porteur d'information, autrement dit, de l'amplitude de l'impulsion A (voir aussi la figure 2 d) d'injection utile et de celle des impulsions B et C d'injections secondaires, ainsi que de la durée de ces impulsions et des intervalles temporels

entre cell E-ci.

Ensuite, en partant des valeurs des paramètres du signal porteur d'information, mesurées par le mesureur-38, on détermine au moyen du dispositif proposé, de la manière décrite plus haut, les paramètres principaux de l'injection du carburant par l'injecteur 29 et l'on effectue, sur la base de ceux-ci, l'évaluation de la qualité de l'injection, en d'autres termes, du volume total du combustible injecté, de la répartition de ce dernier dans le temps, de la qualité de pulvérisation et ainsi de suite En se servant de la solution conforme à la variante considérée du dispositif, on peut en outre effectuer le contrôle du fonctionnement de l'ensemble cylindre-piston, y compris le contrôle de l'état technique du piston, des segments de piston et de la surface intérieure de la paroi latérale du cylindre Il est à noter que, dans ce cas, le dispositif proposé peut être employé en tant que capteur de la position angulaire du vilebrequin de moteur, en particulier, capteur du point mort haut du piston, un tel capteur pouvant être

substitué au capteur spécial directement relié tradition-

nellement au vilebrequin du moteur En fonctionnant en tant que capteur du point mort haut, le dispositif proposé va mesurer l'instant d'arrivée du piston en ce point avec une précision extrêmement élevée, étant donné que dans cette variante, la mesure s'effectue directement sur le piston, de sorte que les résultats des mesures ne sont nullement affectés par les diverses erreurs habituelles de mesure de ce paramètre dues aux inflexions du vilebrequin et à d'autres phénomènes d'ordre mécanique Par ailleurs, cette

variante peut être utilisée pour le contrôle du fonction-

nement et de l'état technique des paliers à roulement dans

lesquels est monté l'arbre de la pompe à carburant.

Le fonctionnement du dispositif proposé, réalisé suivant une autre variante représentée à la figure 11, ne diffère pratiquement pas de celui de la variante qui vient d'être décrite La seule différence consiste en ce que, ici, on réalise le rattachement de l'instant de début de l'injection du combustible à celui o le piston atteint la position correspondant au point mort haut ou à celui o il arrive à une autre position angulaire quelconque Ceci est obtenu an appliquant un signal depuis le capteur 40 de position angulaire du vilebrequin à l'entrée 41 du mesureur 38 Une telle synchronisation temporelle du fonctionnement du mesureur 38 permet de déterminer, au cours du contrôle du fonctionnement de l'injecteur, l'angle d'avance à l'injection du carburant, Cet angle est déterminé en mesurant l'intervalle de temps (voir la figure 2 e) ou la différence angulaire, correspondant audit intervalle, entre le flanc avant de l'impulsion A et le repère E. La variante du dispositf proposé, illustrée à la figure 12, est applicable dans les cas o la surveillance du caractère du mouvement de l'élément mobile présélectionné du mécanisme à contrôler est exécutée avec utilisation des propriétés résonantes de ce mécanisme Suivant cette variante, les oscillations électriques de fréquence constante fournies par le générateur 30 sont appliquées de sa sortie 31 au convertisseur transmetteur-récepteur 45 via l'élément résistif 44 Comme déjà indiqué, il se produit, pendant les déplacements périodiques de la tige 5 de l'injecteur 29, des variations, dans des limites assez larges, de l'impédance mécanique de cet injecteur, lesquelles variations provoquent celles de la charge du générateur 30 ou, autrement dit, de son courant de charge, ce qui a pour conséquence une chute de tension aux bornes de l'élément résistif 44 Ces variations de la tension conditionnent une modulation des oscillations électriques élaborées par le générateur 30 Ces oscillations électriques modulées sont ensuite acheminées, tout comme dans toutes les autres variantes du dispositif proposé, à l'entrée du filtre à bande 34 pour parvenir par la suite aux autres composants

du dispositif en question.

A noter que, grâce à la possibilité de n'utiliser qu'un seul convertisseur électromécanique, on facilite sensiblement le choix d'emplacements éventuels de ce convertisseur sur l'injecteur 29 du moteur sur le corps duquel sont présents un certain nau Ire de divers obstacles sous forme de saillies, etc, ainsi que d'autres mécanismes et pièces montés sur ledit corps Dans ce cas, on simplifie en outre l'agencement du dispositif de contrôle qui devient, de surcroît, plus pratique en exploitation, surtout en cas d'essais de moteurs Diesel dont la puissance est inférieure à 36 e 775 k W Toutefois, la sensibilité du dispositif s'avère dans cette variante légèrement moins élevée que celle qui peut être atteinte en adoptant ses autres variantes. Quant à la variante représentée à la figure 13, elle peut être utilisée dans le cas o les vibrations mécaniques ultra-sonores reçues par le convertisseur 33 sont modulées principalement en phase Dans ce cas, le signal fourni par le générateur 30 est appliqué non seulement au convertisseur transmetteur 32, mais aussi, depuis la sortie 31 de ce dernier, à l'entrée 46 du détecteur 35 en passant par le commutateur 48 Le détecteur 35 fonctionne dans ce cas comme un détecteur de phase, alors que le signal du générateur 30 arrivant à l'entrée 46 de ce détecteur sert

de signal de référence pour celui-ci.

Lorsque le commutateur 48 est en position "s", le signal de référence provenant du générateur 30 parvient à l'entrée 46 du détecteur 35 directement; par contre, si le commutateur est en position "p", le signal passe à travers le déphaseur 49 L'application du signal de référence au détecteur 35 via le déphaseur 49 assure la possibilité d'un déphasage de ce signal par rapport à la phase du signal modulé attaquant l'entrée 36 du détecteur 35. Cette possibilité de déphasage du signal de référence permet, à son tour, de ramener la partie utile de la caractéristique du détecteur de phase à son tronçon qui représente la pente maximale Grâce au fait que le détecteur 35 commence à fonctionner sur la portion de sa caractéristique ayant la pente maximale, on réussit à accroître la sensibilité du dispositif, à élever le rapport signal/bruit et à améliorer

par là la précision des mesures.

L'emploi du déphaseur 49 dans le montage du dispositif proposé de contrôle est surtout avantageux dans les cas o il est nécessaire d'utiliser un tel dispositif pour contrôler des injecteurs de types différents et des injecteurs à installer sur des moteurs de types différents, ainsi que dans les cas o, étant donné la nécessité de placer les convertisseurs 32 et 33 chaque fois à un nouvel endroit, le détecteur 35 pourrait dans un cas particulier fonctionner sur une portion de la caractéristique à faible pente,cei aconduirit à une baisse de la précision des mesures. Il est à osberver que, dans la variante considérée du dispositif proposé, on peut employer aussi bien deux convertisseurs électromécaniques distincts 32 et 33, qu'un convertisseur unique qui combine les fonctions de ces deux convertisseurs De cette façon, l'introduction du déphaseur 49 dans le circuit d'application du signal de référence au détecteur de phase 35 permet de réduire les exigences imposées à l'emplacement des convertisseurs transmetteur 32 et récepteur 33, ainsi qu'à l'agencement

même de ceux-ci.

Dans des situations o les vibrations mécaniques ultra-sonores artificielles élaborées par le convertisseur transmetteur 32 agissent simultanément sur deux éléments mobiles du mécanisme à contrôler, par exemple en raison des particularités constructives de celui-ci ou du moteur, les vibrations mécaniques ultra-sonores reçues par le convertisseur 33 deviennent modulées à la suite du mouvement de ces deux éléments Si le caractère du mouvement de tels éléments n'est pas identique ou, autrement dit, les fréquences de leurs mouvements oscillatoires sont différentes, alors il convient de séparer du spectre de modulation du signal porteur d'information la tranche qui caractérise le déplacement de l'un quelconque de ces éléments, qui présente de l'intérêt pour le moment, Une telle situation est illustrée par le schéma de la figure 14 sur lequel on voit que le faisceau de vibrations mécaniques artificielles est dirigé dans l'injecteur 29 vers le point de contact entre la saillie de butée annulaire 6 de la tige 5 et le ressort 10 En régime de marche du moteur, le spectre des mouvements oscillatoires du ressort 10 diffère de celui des mouvements oscillatoires de la tige 5 en occupant, par exemple pour le modèle de moteur)I-50 déjà mentionné, une tranche située au-dessous de 100 Hz, alors qu'au spectre de mouvements de la tige 5 reliée à l'aiguille 7 correspond la tranche se - trouvant au-dessus

de 100 Hz Quand il s'agit d'obtenir uniquement l'informa-

* tion sur le mouvement de la tige 5 (par exemple, dans le but de déterminer les paramètres d'injection du combustible par l'injecteur 29), le filtre à bande est accordé, à l'aide d'organes appropriés,-pour pouvoir transmettre seulement les fréquences supérieures à 100 Hz, tandis que celles qui sont en dessous de cette limite, y compris les composantes basse fréquence des signaux qui altèrent la pente des flancs d'impulsions du signal porteur d'information sont supprimées dans la mesure nécessaire De cette façon, le filtre passe-bas 50 débarrasse le signal porteur d'information de ses composantes qui contiennent une information inutile en permettant ainsi d'élever le rapport signal/bruit La composante caractérisant uniquement le mouvement de la tige 5, qui est séparée dans le filtre 50,

parvient de sa sortie à l'entrée 39 du mesureur 38.

Le filtre passe-bas 50 réaccordable peut être également utilisé au cours de l'opération de contrôle du fonctionnement de l'injecteur 29 qui a été décrite plus haut, lorsqu'il s'agissait de déterminer la mobilité de l'aiguille 7 en régime de démarrage du moteur, un tel contrôle étant illustré à l'aide des diagrammes temporels de la figure 4 Dans ce cas, comme on l'a déjà dit, les oscillations d'une aiguille 7 (figure 14) de haute mobilité ont une fréquence de l'ordre de 1000 Hz ou légèrement supérieure, de sorte que le filtre passe-bas 50 doit être accordé à une certaine bande de fréquence ayant sa fréquence inférieure au niveau de 1000 Hz En conséquence, si la mobilité de l'aiguille 7 est peu satisfaisante et, donc, la férquence de ses oscillations se situe audessous de la fréquence inférieure de la bande passante du filtre 50, alors il n'y aura pas de signal à la sortie de ce filtre; par contre, si l'aiguille présente une bonne mobilité, on voit apparaître à ladite sortie un signal qui est ensuite envoyé à l'entrée 39 du mesureur 38 pour l'exécution des

mesures appropriées.

Le filtre passe-bas 50 peut être également utilisé pour une analyse plus minutieuse des particularités d'une composante ou une autre du signal porteur d'information au cours du processus de contrôle, décrit précédemment, de l'état technique du palier à roulement 24 (figure 8) et de celui de l'arbre 23 de la pompe à carburant 26 se trouvant dans celuici Dans ce cas, comme on le voit sur le diagramme temporel de la figure 9, le signal porteur d'information présente des composantes qui diffèrent très sensiblement l'une de l'autre en fréquence, de sorte qu'il n'est pas très difficile de séparer l'une quelconque de

ses composantes.

L'emploi du filtre passe-bas 50 (figure 14) permet d'utiliser dans certains cas avec succès, en qualité de mesureur 38, un appareil de mesure électrique simple du type représenté à la figure 15, qui assure la mesure du niveau du signal porteur d'information, par exemple en cas d'essai de la mobilité de l'aiguille 7 de l'injecteur 29

ou de contrôle de l'état technique du palier à roulement 24.

Cette possibilité d'emploi d'un tel appareil est due avant tout au fait que la fréquence des mouvements oscillatoires des éléments varie dans les cas considérés dans des limites relativement étroites C'est pourquoi, en connaissant la valeur du niveau du signal porteur d'information, on peut déterminer, avec une précision largement satisfaisante, le degré de mobilité de l'aiguille 7 (dans le premier des cas évoqués ci-dessus) et l'importance des battements du roulement 24 (figure 8) et de l'arbre monté dans celui-ci

(dans le second cas).

L'utilisation de l'appareil oscillographique illustré à la figure 16 en tant que mesureur 38 est extrêmement efficace justement dans le dispositif du type proposé, étant donné que ce dernier fournit un signal porteur d'information de forme très nette Un oscillographe permet d'obtenir l'information la plus riche et illustrative sur le mouvement de l'élément mobile présélectionné du mécanisme à contrôler, et ceci sous une forme extrêmement intelligible Quand il s'agit d'effectuer le- contrôle de l'injection du combustible par l'injecteur 29 avec emploi d'un oscillographe à faisceau unique, le signal provenant du capteur 40 de position angulaire du vilebrequin du moteur est appliqué à l'entrée 41 du mesureur 38 formant, dans le cas considéré, l'entrée du montage de balayage horizontal de-l'oscillographe, tandis que le signal porteurd'information est envoyé, depuis l'amplificateur 37 à basses fréquences, à l'entrée 39 du mesureur 38, laquelle constitue l'entrée de l'amplificateur de déflexion verticale de cet oscillographe Avec un tel déclenchement extérieur du balayage de l'oscillographe, l'intervalle temporel entre le début de balayage et le flanc avant de l'impulsion du signal porteur d'information représente l'avance à l'injection du combustible S'il est nécessaire d'étudier avec plus de détail la'forme d'une impulsion ou une autre du signal porteur d'information, on peut faire appel à un déclenchement interne du balayage de l'oscillographe En cas d'emploi d'un oscillographe à double faisceau, dont l'écran est notamment représenté à la figure 16 en question, pour le contrôle du fonctionnement de l'injecteur 29, on envoie le signal porteur d'information à l'entrée de l'amplificateur de canal de l'un quelconque des faisceaux, alors que le signal en provenance du capteur 40 est acheminé soit vers l'entrée de l'amplificateur de canal de l'autre faisceau, soit vers l'entrée de montage de balayage de l'oscillographe Ensuite, en suivant l'image du signal porteur d'information sur l'écran de l'appareil, on effectue l'analyse visuelle du mouvement de l'élément mobile présélectionné, tandis qu'in autre appareil de mesure spécial incorporé dans l'oscillographe assure la mesure des paramètres temporels et d'amplitude de ce signal En se basant sur les résultats des mesures effectuées et de l'analyse visuelle du signal porteur d'information, on détermine enfin les caractéristiques opérationnelles

principales de l'injecteur 29.

En cas d'utilisation, dans le dispositif proposé, en tant que mesureur 38, de l'appareil stroboscopique représenté sur la figure 17, le signal porteur d'information est envoyé de la sortie de l'amplificateur 37 à basses

fréquences à l'entrée du conformateur d'impulsions 51.

Celui-ci est déclenché par le flanc avant de l'impulsion principale du signal porteur d'information en fournissant alors une impulsion rectangulaire de durée et d'amplitude prédéterminées, qui est appliquée au tube stroboscopique 52 pour l'amorcer périodiquement à la fréquence de répétition des impulsions du signal porteur d'information Les éclats lumineux périodiques produits par le tube stroboscopique 52 sont envoyés à l'aide du réflecteur 53, sous forme d'un faisceau étroit, vers l'endroit du corps 56 du moteur o est situé le cadran 58 avec le repère fixe central 57, ce faisceau illuminant également le bord du volant 54 sur lequel est tracé le repère mobile 55 tournant avec ce volant Sous l'effet de l'illumination périodique par le tube 52, effectuée à une fréquence égale à celle de rotation du vilebrequin 59, les deux repères 55 et 57

semblent être immobiles à cause de l'effet stroboscopique.

En partant de la distance angulaire entre le repère mobile 55 et le repère fixe 57, on détermine sur le cadran 58 l'angle d'avance à l'injection du combustible par l'injecteur 29 par rapport au point mort haut du piston 18 En se basant sur la valeur mesurée de cette distance angulaire, l'opérateur effectue ensuite l'ajustage

de l'instant d'injection du carburant.

La variante du dispositif proposé suivant laquelle on utilise un appareil stroboscopique en qualité de

mesureur 38 présente, en comparaison de ses autres réalisa-

tions, une construction plus simple du fait qu'on se passe ici du capteur 40 de position angulaire du vilebrequin, de l'ensemble électronique de détermination et d'affichage de l'angle d'avance à l'injection de combustible, ainsi que de leurs fils de connexion La puissance consommée par ce dispositif et ses dimensions sont également faibles dans cette variante Le maniement d'un tel dispositif ne nécessite aucune instruction spéciale du personnel de service, puisqu'au cours du travail avec ce dispositif, l'opérateur n'a pas à manipuler divers organes de commande du matériel électronique Ceci étant, il est surtout avantageux d'appliquer cette variante au contrôle du fonctionnement du système d'alimentation du moteur en carburant pendant les travaux préventifs et de réparation à effectuer directement au cours de l'exploitation du

moyen de transport équipé d'un tel moteur.

La plupart des variantes de réalisation du dispositif proposé décrites cidessus admettent la connexion de la sortie 42 (figures 11 à 14) du mesureur 38 au régulateur 43 de débit du combustible dans l'injecteur 29, lequel régulateur fait partie du système d'alimentation du moteur, ce qui permet la commande automatique de l'injection du combustible et, par conséquent, du fonctionnement du moteur au régime optimal choisi La possibilité d'une telle connexion du mesureur 38 est due au fait que le dispositif de l'invention assure la détermination de tous les paramètres principaux de l'injection de combustible, à savoir la durée de l'injection, l'angle d'avance à l'injection et la fréquence de ses répétitions, ainsi que les instants d'apparition et la durée des injections secondaires. Le procédé de contrôle du fonctionnement des mécanismes d'un moteur à combustion interne et le dispositif le mettant en oeuvre, qui font l'objet de la présente invention, offrent, par rapport aux procédés et dispositifs

classiques les avantages suivants.

En premier lieu, il faut noter que ces procédé et dispositif, gr Ace à la possibilité obtenue de révéler de façon parfaite le caractère de tous les mouvements, tant utiles qu'indésirables, de l'élément mobile présélectionné

du mécanisme sous contrôle qui caractérisent le fonction-

nement de ce mécanisme, permettent de déterminer avec une

grande précision toutes les caractéristiques opération-

nelles principales du mécanisme en question.

Le dispositif de l'invention présente une conception suffisamment simple sans nécessiter l'emploi d'éléments spéciaux non standardisés, ce qui garantit son fonctionnement prolongé et fiable, ainsi que la commodité de maniement de ce dispositif, C'est ainsi par exemple,que le positionnement des convertisseurs électromécaniques sur le corps du mécanisme à contrôler n'occupe qu'un temps très court, de l'ordre de 1 à 2 minutes, alors que le triage des injecteurs, par exemple, en injecteurs à bonne mobilité et à mobilité non satisfaisante, nécessite un

temps d'environ 2 à 3 minutes pour un injecteur.

En outre, les procédés et dispositifs proposés sont vraiment universels puisqu'ils peuvent être appliqués au contrôle du fonctionnement d'un mécanisme absolument quelconque dans le corps duquel sont présents des éléments mobiles, et ceci pour n'importe quel moteur devant être équipé d'un tel mécanisme La seule différence consiste en ce que, pour chaque mécanisme particulier, on utilise des moyens correspondants de fixation des convertisseurs électromécaniques Les procédé et dispositif de l'invention donnent la possibilité d'effectuer non seulement le contrôle du fonctionnement du mécanisme, mais aussi l'appréciation de son état technique et la détection de

divers défauts.

A noter en outre que le procédé proposé permet d'effectuer simultanément la surveillance du déplacement de plusieurs éléments mobiles d'un mécanisme quelconque, et surtout efficacement, d'éléments dont les mouvements ont des fréquences différentes Dans ce cas, on emploie pour

chacun des éléments mobiles des convertisseurs électro-

mécaniques appropriés distincts D'autre part, si les fréquences des mouvements des éléments sont commensurables, on peut appliquer aux convertisseurs électromécaniques transmetteurs de différents éléments, par exemple, des vibrations mécaniques ultra-sonores ayant des fréquences qui diffèrent dans la mesure nécessaire, et ensuite, adopter

un aiguillage des fréquences des oscillations ultra-

acoustiques reçues et transformées en signal électrique.

Tout cela permet d'utiliser largement les procédé et dispositif faisant l'objet de l'invention pour contrôler les mécanismes des moteurs à combustion interne aussi bien dans les entreprises fabriquant des moteurs et des équipements d'injection de combustible, que sur le lieu

d'exploitation ou de dépannage des moteurs.

Claims (21)

REVENDICATI ONS

1. Procédé de contrôle du fonctionnement des mécanismes d'un moteur à combustion interne comprenant un cylindre avec un piston, ln injecteur et une pompe à carburant, procédé comportant les opérations de réception et de transformation, en signal électrique, les oscillations mécaniques provenant d'un élément mobile présélectionné du mécanisme à contrôler à l'aide d'un moyen approprié de réception et de transformation monté sur le corps du mécanisme mentionné, de séparation du signal électrique obtenu de la composantecorrespndant audit élément mobile présélectionné du mécanisme à contrôler, de mesure des paramètres spectraux et temporels des oscillations mécaniques reçues par traitement de la composante séparée du signal électrique, et de détermination, à partir des paramètres mesurés, des caractéristiques opérationnelles recherchées du mécanisme à contrôler, caractérisé en ce que, avant la mesure des paramètres spectraux et temporels, on fait agir sur ledit élément mobile présélectionné du mécanisme à contrôler, par l'intermédiaire du corps de ce mécanisme, des vibrations mécaniques ultra-sonores artificielles continues, on effectue la réception et la transformation,

en signal électrique, des oscillations mécaniques ultra-

sonores en provenance de l'élément mobile présélectionné du mécanisme à contrôler, qui apparaissent à la suite de l'interaction des oscillations mécaniques ultra-sonores artificielles avec ledit élément mobile présélectionné et sont modulées par le mouvement de cet élément, on sépare une bande de fréquences du signal électrique avec une fréquence porteuse égale à la fréquence desdites vibrations mécaniques ultra- sonores artificielles, on procède à la détection de la fréquence porteuse séparée du signal électrique afin d'obtenir sa composante modulatrice basse fréquence qui est caractéristique du mouvement de l'élément mobile présélectionné par rapport au corps du mécanisme à

-12550

contrôler et constitue le signal porteur d'information, et l'on mesure ensuite les paramètres spectraux et temporels des oscillations mécaniques ultra-sonores reçues en

effectuant le traitement dudit signal porteur d'information.

2 Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'on effectue la réception et la transformation des oscillationss ultra-sonores modulées qui ont traversé le mécanisme à contrôler à l'intérieur

duquel se trouve ledit élément mobile présélectionné.

3 Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'on effectue la réception et la transformation des oscillations ultra-sonores réfléchies sur ledit élément mobile présélectionné qui se trouve à

l'intérieur du mécanisme à contrôler.

4 Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'on effectue la réception et la transformation des oscillations ultra-sonores modulées à la suite d'une variation de l'impédance mécanique du mécanisme à contrôler avec l'élément mobile présélectionné

se trouvant dedans.

5. Procédé suivant l'une des revendications

1 à 4, caractérisé en ce qu'on fait agir les vibrations ultra-sonores artificielles sur la partie d'extrémité de

l'aiguille ou de la tige de l'injecteur.

6 Procédé suivant l'une des revendications

1 à 5, caractérisé en ce qu'on fait agir sur l'élément mobile présélectionné du mécanisme à contrôler des vibrations ultra-sonores artificielles aux régimes de

démarrage du moteur.

7 Procédé suivant l'une des revendications

1 à 4, caractérisé en ce qu'on fait agir les vibrations

ultra-sonores artificielles sur le ressort de l'injecteur.

8. Procédé suivant l'une des revendications

1 à 4, caractérisé en ce qu'on fait agir les vibrations ultra-sonores artificielles sur le fond du piston se

trouvant à l'intérieur du cylindre.

9. Procédé suivant l'une des revendications 1

à 4, caractérisé en ce qu'on fait agir les vibrations ultra-sonores artificielles sur la paroi latérale du

piston se trouvant à l'intérieur du cylindre.

10 Procédé suivant l'une des revendications 1

à 4, caractérisé en ce qu'on fait agir les vibrations ultra-sonores artificielles sur le palier àroulement dans

lequel est monté l'arbre de la pompe à carburant.

11. Dispositif pour mettre en oeuvre le procédé

suivant l'une des revendications 1 à 10, comportant un

convertisseur électromécanique ( 33) préevu pour être monté sur le corps ( 1) du mécanisme à contrôler ( 19, 26, 29) et fournissant des oscillations électriques contenant un signal porteur d'information caractéristique du mouvement de l'élément mobile présélectionné ( 5, 7, 10, 18, 23, 24) dudit mécanisme à contrôler ( 19, 26, 29), la sortie du convertisseur ( 33) étant reliée à l'entrée d'un filtre

électrique ( 34) servant à séparer du spectre des oscilla-

tions électriques développées par ledit convertisseur électromécanique récepteur ( 33) la tranche occupée par ledit signal porteur d'information, et la sortie dudit filtre ( 34) étant relive ê l'entrée ( 39) d'un mesureur ( 38) des paramètres temporels et d'amplitude du signal porteur d'information, caractérisé en ce qu'il comporte un générateur ( 30) d'oscillations électriques continues de fréquence ultra-sonore dont la sortie ( 31) est reliée à un convertisseur électromécanique transmetteur ( 32) prévu pour être monté sur le corps ( 1) du mécanisme à contrôler ( 19, 26, 29) et capable de fournir des vibrations mécaniques ultra-sonores se propageant en direction de l'élément mobile présélectionné ( 5, 7, 10, 18, 23, 24) du mécanisme à contrôler ( 19, 26, 29), ledit filtre électrique ( 34) étant réalisé sous la forme d'un filtre à bande pour le filtrage de la fréquence porteuse du générateur ( 30), dont le bande passante correspond à la largeur de ladite tranche du spectre occupée par le signal porteur d'information, la sortie dudit filtre étant reliée à l'entrée ( 39) dudit mesureur ( 38) à travers un circuit en série constitué par un détecteur ( 35) assurant la séparation du signal porteur d'information et un amplificateur ( 37) à basses fréquences, ledit convertisseur électromécanique récepteur ( 33) étant réalisé de sorte qu'il puisse recevoir les vibrations mécaniques ultra-sonores modulées à la suite du déplacement de l'élément mobile présélection-né ( 5, 7,

, 18, 23, 24).

12. Dispositif suivant la revendication 11, caractérisé en ce qu'il comporte un capteur ( 40) de la position angulaire du vilebrequin ( 59) de moteur, la sortie dudit capteur ( 40) étant reliée à une autre entrée ( 41) du mesureur ( 38), prévue pour la synchronisation temporelle

de ce dernier.

13 Dispositif suivant l'une des revendications

11 et 12, caractérisé en ce que les convertisseurs électro-

mécaniques transmetteur ( 32) et récepteur ( 33) sont réunis

en un seul convertisseur électromécanique transmetteur-

récepteur ( 45) remplissant les fonctions des deux conver-

tisseurs ( 32) et ( 33), la sortie ( 31) du générateur ( 30) étant reliée à ce convertisseur électromécanique transmetteur -récepteur ( 45) par l'intermédiaire d'un élément résistif

( 44) -

14. Dispositif suivant l'une des revendications

11, 12 et 13, caractérisé en ce que le détecteur ( 35) est réalisé sous forme d'un démodulateur d'amplitude destiné à isoler l'enveloppe modulatrice des oscillations

électriques produites.

15. Dispositif suivant l'une des revendications

11 et 12, caractérisé en ce que le détecteur ( 35) est réalisé sous forme d'un détecteur de phase en vue de séparer le signal porteur d'information représentant les variations de la différence de phase entre le signal fourni par le générateur ( 30) et les oscillations électriques obtenues, la sortie ( 31) dudit générateur ( 30) étant reliée à une autre entrée ( 46) dudit détecteur ( 35)Y

16. Dispositif suivant la revendication 15, caractérisé en ce que la sortie ( 31) du générateur ( 30) est reliée à l'autre entrée ( 46) du détecteur ( 35) via un

déphaseur ( 49).

17 Dispositif suivant l'une des revendications

11 à 16, caractérisé en ce que la sortie de l'amplificateur ( 37) à basses fréquences est reliée à l'entrée ( 39) du mesureur ( 38) à travers un filtre passe-bas ( 50) en vue de séparer une certaine tranche du spectre du signal porteur

d'information.

18. Dispositif suivant la revendication 17, caractérisé en ce que le mesureur ( 38) est réalisé sous la forme d'un moyen de mesure du niveau du signal porteur d'information.

19 Dispositif suivant l'une des revendications

11 à 17, caractérisé en ce que le mesureur ( 38) est réalisé sous la forme d'un appareil oscillographique affichant la forme et mesurant la durée et la phase du signal porteur d'information.

20 Dispositif suivant l'une des revendications

11 à 17, caractérisé en ce que le mesureur ( 38) est exécuté sous forme d'un appareil stroboscopique destiné à déceler l'instant du début du signal porteur d'information par rapport à celui d'arrivée du piston ( 18) à une position

donnée.

21. Dispositif suivant l'une des revendications

12 à 17, caractérisé en ce que la sortie ( 42) du mesureur ( 38) est reliée à l'entrée d'un régulateur ( 43) de débit du combustible assurant la commmande de l'injection du

combustible par l'injecteur ( 29).