PL79700B1 - - Google Patents

Description

Urzadzenie do wykrywania nieprawidlowego spalania w silnikach spalinowych Przedmiotem wynalazku jest urzadzenie do wy¬ krywania nieprawidlowego spalania w silnikach spalinowych, zwlaszcza urzadzenie zawierajace przetworniki reagujace na zmiane cisnienia w ko¬ morze spalania. Jako konsekwencje nieprawidlo¬ wego spalania uwaza sie zjawiska detonacji, stu¬ kania, przedwczesnego zaplonu, przerwy zaplonu, cykliczne rozproszenia i inne nieregularnosci bie¬ gu. Jako najbardziej znaczacy i bezposredni pa¬ rametr umozliwiajacy wykrycie takich zjawisk mozna uwazac przebieg cisnienia w komorze spa¬ lania.W rzeczywistosci detonacje uwidoczniaja sie po¬ przez charakterystyczne oscylacje cisnienia. Poza tym przedwczesny zaplon charakteryzuje sie zmniejszeniem kata pomiedzy polozeniem maksy¬ malnego cisnienia i polozeniem zwrotnym odkor- bowanym, zas inne zjawiska sa scharakteryzowa¬ ne przez polozenie maksymalnej wielkosci cisnie¬ nia.Do wykrywania takich zjawisk stosowano prze¬ tworniki cisnienia w komorze spalania, lecz ich umieszczenie stanowi powazne trudnosci przy mon¬ tazu. W rzeczywistosci konieczne jest modyfiko¬ wanie glowicy w taki sposób, aby umozliwic umieszczenie przetwornika w wykonanym w niej otworze, który laczy sie z komora spalania.Umieszczenie przetworników na swiecach zaplo¬ nowych nigdy nie dawalo zadowalajacych wyników wskutek zarówno rezonansów akustycznych, które 30 10 15 20 25 wystepuja w kanale zlacza powstajacym w swie¬ cy zaplonowej pomiedzy przetwornikiem i komo-' ra lub tez wskutek zmian stopnia cieploty swiecy zaplonowej.W rzeczywistosci przy uzyciu przyspieszeniomie- rzy wykrywa sie nie tylko drgania glowicy spowo¬ dowane oscylacjami cisnienia, które sa charakte¬ rystyczne dla tego zjawiska, lecz równiez drgania majace odmienne pochodzenie, które zacieraja wielkosci badanego zjawiska. W celu unikniecia tych zaklócen trzeba stosowac przyrzady pomia¬ rowe o wysokiej czulosci, a tym samym i cenie.Celem niniejszego wynalazku jest zaprojektowa¬ nie urzadzenia umozliwiajacego wykrywanie wspomnianego zjawiska oraz charakteryzujacego sie w porównaniu ze znanymi urzadzeniami, znacz¬ nym ulatwieniem zainstalowania urzadzenia, sto¬ sowaniem prostych urzadzen pomiarowych, pow¬ tarzalnoscia wyników i mozliwoscia stosowania w przypadku wszelkich silników bez koniecznosci dokonywana ich modyfikacji.Cel zostal osiagniety w urzadzeniu do nieprawi¬ dlowego spalania w silnikach spalinowych, zawie¬ rajacym przetworniki, za pomoca których zjawiska mechaniczne towarzyszace nieprawidlowemu dzia¬ laniu ukladów spalania silnika spalinowego sa przeksztalcane w sygnaly elektryczne luib inne, uklady do obserwacji i rejestracji tych sygnalów oraz przyrzady pomiarowe do pomiarów iloscio¬ wych zachodzacych nieprawidlowosci pracy silnika 7970079700 spalinowego w którym, wedlug wynalazku, jest zastosowany przetwornik o bardzo malej bezwlad¬ nosci reagowania na nieprawidlowosci pracy ukla¬ du spalania silnika spalinowego umieszczony po¬ miedzy glowica cylindra silnika a lbem sruby mo¬ cujacej wymieniona glowice.Korzystnym jest, gdy przetwornikiem o malej bezwladnosci reagowania na nieprawidlowosci pra¬ cy ukladu spalania jest przetwornik piezoelek¬ tryczny.W urzadzeniu wedlug wynalazku stosuje sie przetwornik lub inny zespól, umozliwiajacy wy¬ krycie charakterystyki wzrostu cisnienia da glo¬ wice. Sprawdzono teoretycznie i doswiadczalnie, ze przy uzyciu jednego z takich przetworników za¬ lozonego na leb sruby mocujacej glowice wykry¬ wa sie zmiany sil lub innych parametrów, które mozna bezposrednio skorelowac ze zmianami cis¬ nienia w komorze spalania.W przypadku silników wielocylindrowych uzy¬ skuje sie sygnal proporcjonalny do sumy chwilo¬ wych cisnien w róznych komorach spalania.Urzadzenie wedlug wynalazku umozliwia w prze¬ ciwienstwie do innych urzadzen, zastosowanie w przypadku wszystkich rodzajów silników bez ko¬ niecznosci ich przerabiania.W porównaniu z przyspdeszenfiomierzami, urza¬ dzenie wedlug wynalazku zapewnia polepszenie stosunku sygnal/szum, poniewaz wykrywa jedynie zmiany obciazenia pod wplywem cisnienia w ko¬ morze spalania, podczas gdy przyspieszeniomierz, jak wiadomo, poza, zmianami przyspieszenia spo¬ wodowanymi przez cisnienie, wykrywa wszystkie drgania spowodowane przez rnimosrodkowosc ru¬ chu elementów mechanicznych.Zastosowanie urzadzenia wedlug wynalazku u- mozliwia wykrywanie zjawiska nienormalnego spa¬ lania przez zastosowanie takich przetworników cisnienia. W dziedzinie diagnostyki umozliwia to wykrywanie nieregularnosci w pracy silnika.Wynalazek jest przykladowo przedstawiony na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia schemat urzadzenia, lacznie z przyrzadami pomiarowymi, zas fig. 2 — normalny cykl pracy, i(b) cykl pra¬ cy z detonacjami, zas (c) i (d) — uzyskane sygna¬ ly.Jak (przedstawia fig. 1 urzadzenie zawiera prze¬ twornik 1 w postaci podkladki lub nakretki dyna¬ mometrycznej, albo innego zespolu umozliwiaja¬ cego wykrycie wzrostu cisnienia na glowice, a tym samym zmiany spowodowane zmianami cisnienia w komorze spalania! Zastosowane przeksztaltniki sygnalu 2 umozliwiaja przystosowanie sygnalu przychodzacego z przetwornika do zastosowanych nastepnie przyrzadów pomiarowych, urzadzenia wyswietlajacego 3, rejestratora sygnalu 4 oraz miernika 5 zjawiska nienormalnego spalania. Przy¬ rzady 3, 4 i 5 powinny umozliwic pomiary szyb¬ kich zmian w komorze spalania, a nie powolnych zmian spowodowanych przez inne zjawiska.W przypadku silnika czterócylindrowego, syg¬ naly przedstawione na fig. 20c) odpowiadaja nor- malemu zaplonowi zas (d) cyklowi z nieprawidlo¬ wym zaplonem, przy czym sygnaly te uzyskano przy uzyciu nakretki dynamometrycznej.Zastosowanie i obsluga urzadzenia wedlug wy¬ nalazku przebiegaly nastepujaco. Jako przetwor¬ nik zastosowano podkladke dynamometryczna u- mieszczona zamiast zwyklej podkladki miedzy 5 lbem jednej ze srodkowych srub mocujacych glo¬ wice i górna plaszczyzna glowicy. W taki sposób wykrywano zmiany obciazenia odpowiadajace po¬ czatkowo warunkom wzrostu cisnienia w wyni¬ ku detonacji, przy czym wspomniane zmiany ob- M oiazemia byly spowodowane przez dzialanie cisnie¬ nia we wnetrzu komory spalania.Umieszczenie jednego lub wiecej przetworników wymaga tylko wykrecenia jednej lub wiecej srub, przy czym liczba srub odpowiada liczbie badanych 15 cylindrów. Wybrano podkladke dynamometryczna typu piezoelektrycznego, poniewaz jej male roz¬ miary i dobra zdolnosc rozdzielacza umozliwiaja obserwacje niewielkich zmian obciazenia, jak spo¬ wodowane cisnieniem w komorze spalania, jak 20 równiez obecnosci znacznego obciazenia, na przy¬ klad przy poczatkowym zacisnieciu.Sygnal przetwornika 1 podaje do przeksztaltni¬ ka- sygnalu 2 utworzonego przez wzmacniacz elek¬ troniczny umieszczony w poblizu silnika w taki 5 sposób, by sygnal byl jak najmniej oslabiony w przewodzie. Sygnal wyjsciowy wzmacniacza po¬ daje sie nastepnie na oscylograf w celu przepro¬ wadzenia jego obserwacji oraz do ukladu mierza¬ cego detonacje w oparciu o drgania. W przypadku 30 pomiarów przedwczesnego zaplonu, sygnal uzyska¬ ny przy uzyciu podkladki dynamometrycznej jest praktycznie proporcjonalny do cisnienia i umozli¬ wia wykrywanie w ten sposób punktu maksymal¬ nego cisnienia. 35 Sygnal mozna równiez zastosowac do wykry¬ wania innych zjawisk zwiazanych ze spalaniem, wymienionych na wstepie, to znaczy przerwy za¬ plonu, które latwo mozna wykrywac na podstawie obnizenia sygnalu w odniesieniu do maksymalne- 40 go cisnienia. Natomiast cykliczne rozproszenie moz¬ na wykrywac na podstawie zmian sygnalu w tym samym polozeniu. 45 PL PL

Claims (2)

1. Zastrzezenia patentowe 1. Urzadzenie do wykrywania nieprawidlowego spalania w silnikach spalinowych, zawierajace przetworniki, za pomoca których zjawiska mecha- 50 niczne towarzyszace nieprawidlowemu dzialaniu ukladów spalania silnika spalinowego sa prze¬ ksztalcone w sygnaly elektryczne lub inne, uklady do obserwacji i rejestracja tych sygnalów oraz przyrzady pomiarowe do pomiarów ilosciowych za- 55 chodzacych nieprawidlowosci pracy silnika spali¬ nowego, znamienne tym, ze przetwornik (1) o bar¬ dzo malej bezwladnosci reagowania na nieprawi¬ dlowosci pracy ukladu spalania silnika spalinowe¬ go jest umieszczony pomiedzy glowica cylindra 60 silnika a lbem sruby mocujacej wymieniona glo¬ wice.

2. Urzadzenie wedlug zastrz. 1, znamienne tym, ze przetwornikiem (1) o malej bezwladnosci rea¬ gowania na nieprawidlowosci pracy ukladu spala- m nia jest przetwornik piezoelektryczny.79700 FIS. 1 fu_F r L_ r 'M y ."¦Th [i X1 FI 6. 2 (O (d) PL PL