RU13426U1 - DEVICE FOR DIAGNOSTIC OF TECHNICAL CONDITION OF THE INTERNAL COMBUSTION ENGINE AND / OR CAR TRANSMISSION - Google Patents
DEVICE FOR DIAGNOSTIC OF TECHNICAL CONDITION OF THE INTERNAL COMBUSTION ENGINE AND / OR CAR TRANSMISSION Download PDFInfo
- Publication number
- RU13426U1 RU13426U1 RU99121293/20U RU99121293U RU13426U1 RU 13426 U1 RU13426 U1 RU 13426U1 RU 99121293/20 U RU99121293/20 U RU 99121293/20U RU 99121293 U RU99121293 U RU 99121293U RU 13426 U1 RU13426 U1 RU 13426U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- engine
- signals
- sensor
- amplifier
- output
- Prior art date
Links
Landscapes
- Testing Of Devices, Machine Parts, Or Other Structures Thereof (AREA)
- Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
Abstract
1. Устройство для диагностики технического состояния двигателя внутреннего сгорания и/или трансмиссии автомобиля, содержащее последовательно соединенные вибродатчик с усилителем, фильтр, датчик цикла, усилитель-формирователь сигналов датчика цикла и блок индикации, отличающееся тем, что оно дополнительно снабжено мультиплексором и аналого-цифровым преобразователем, между которыми расположен регулируемый фильтр, а также устройство управления и обработки, кроме этого устройство дополнительно снабжено соединенным с мультиплексором через усилитель датчиком давления, при этом усилитель-формирователь сигналов датчиков цикла выполнен состоящим из управляемого аттенюатора, усилителя-выпрямителя, пикового детектора, вычитателя, второго аттенюатора и блока сравнения, причем выход датчика цикла и выход вычитателя соединены с входами управляемого аттенюатора, выход которого соединен с входом усилителя-выпрямителя, выход с усилителя-выпрямителя соединен со входами пикового детектора и блока сравнения, выход пикового детектора соединен со входами вычитателя и второго аттенюатора, выход со второго аттенюатора соединен со вторым входом блока сравнения, выход которого соединен с мультиплексором.2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что блок индикации выполнен в виде дисплея и/или принтера.3. Устройство по п. 1 или 2, отличающееся тем, что оно дополнительно снабжено остронаправленным микрофоном, выход которого соединен через усилитель со входом мультиплексора.4. Устройство по любому из пп.1-3, отличающееся тем, что датчик цикла выполнен в виде токового датчика съема сигнала с высоковольтного провода свечи зажига�1. A device for diagnosing the technical condition of an internal combustion engine and / or transmission of a vehicle, comprising a vibration sensor connected in series with an amplifier, a filter, a cycle sensor, an amplifier-driver of signals of the cycle sensor and an indication unit, characterized in that it is additionally equipped with a multiplexer and analog-digital a converter, between which an adjustable filter is located, as well as a control and processing device, in addition, the device is additionally equipped with a connection to a multiplexer the amplifier is cut by a pressure sensor, while the amplifier-driver of the signals of the cycle sensors is made up of a controlled attenuator, a rectifier amplifier, a peak detector, a subtractor, a second attenuator and a comparison unit, the output of the cycle sensor and the output of the subtractor being connected to the inputs of the controlled attenuator, the output of which is connected with the input of the amplifier-rectifier, the output from the amplifier-rectifier is connected to the inputs of the peak detector and the comparison unit, the output of the peak detector is connected to the inputs of the subtractor and the second att 10, the output from the second attenuator is connected to the second input of the comparison unit, the output of which is connected to the multiplexer. 2. The device according to claim 1, characterized in that the display unit is made in the form of a display and / or printer. The device according to claim 1 or 2, characterized in that it is additionally equipped with a highly directional microphone, the output of which is connected through an amplifier to the input of the multiplexer. 4. A device according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the cycle sensor is made in the form of a current sensor for picking up a signal from a high voltage wire of a spark plug�
Description
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДИАГНОСТИКИ ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ И/ИЛИ ТРАНСМИССИИ АВТОМОБИЛЯDEVICE FOR DIAGNOSTIC OF TECHNICAL CONDITION OF INTERNAL COMBUSTION ENGINE AND / OR VEHICLE TRANSMISSION
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ.FIELD OF TECHNOLOGY.
Полезная модель относится к контролю и диатостике двигателей внутреннего сгорания и/или трансмиссии автомобилей и может быть использована для точного диагностирования различных типов бензиновых и дизельных двигателей внутреннего сгорания и/или трансмиссии автомобилей в процессе их изготовления, технического обслуживания и/или ремонта, в частности при диагностике технического состояния износа цилиндро-поршневой группы, износа в шатунных и коренных подшипниках, состояния клапанного механизма, необходимости регулировки тепловых зазоров в клапанах, состояния подшипников приводных агрегатов, в том числе генератора, насоса охлаждения, насоса гидроусилителя руля и т.п., а также подшипников коробки скоростей, главной передачи и ведущих колес.The utility model relates to the control and diatostics of internal combustion engines and / or transmission vehicles and can be used to accurately diagnose various types of gasoline and diesel internal combustion engines and / or transmission vehicles in the process of their manufacture, maintenance and / or repair, in particular when diagnostics of the technical state of wear of the cylinder-piston group, wear in the connecting rod and main bearings, the state of the valve mechanism, the need to adjust the thermal gaps a moat in the valves, bearings state drive units, including the generator, cooling pump, power steering pump and the like, as well as the gearbox bearings, the main transmission and the drive wheels.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ.BACKGROUND OF THE INVENTION
Известен способ диагностирования поршневой машины, преимущественно двигателя внутреннего сгорания, заключающийся в сравнении спектров шума, получаемых по углу поворота коленчатого вала исследуемого и эталонного двигателей, нахождении аномально работающего цилиндра и определении его неисправносгей, по которому для снижения трудоемкости и сокращения времени диагностирования, аномально работающий цилиндр находят по спектру газодинамического шума за срезом выхлопной трубы, а неисправности определяют по замерам звукового спектра в местах предполагаемых повреждений А.с. СССР № 731341 G01 М 15/00, БИ № 16 от 30.04.80.There is a method for diagnosing a piston engine, mainly an internal combustion engine, which consists in comparing the noise spectra obtained by the angle of rotation of the crankshaft of the test and reference engines, finding an abnormally working cylinder and determining its malfunction, according to which an abnormally working cylinder is used to reduce the complexity and reduce the time of diagnosis. found by the spectrum of gas-dynamic noise behind the exhaust pipe section, and faults are determined by measuring the sound spectrum in stach of alleged damage USSR No. 731341 G01 M 15/00, BI No. 16 dated 30.04.80.
МКИ G 01 М 15/00MKI G 01 M 15/00
Известен способ виброакустической диагностики машинного оборудования, заключающийся в размещении микрофона на определенном растоянии от работающего машинного оборудования, снятии электрического сигнала с выхода микрофона и последующем выделении из него информационного параметра, по которому используют остро направленный микрофон и располагают его на растоянии г от излучающей поверхности корпуса машинного оборудования в зоне диагностируемого узла, где а - характерный размер данной поверхности; Х длина волны, а в качестве информационного параметра используют глубину амплитудной модуляции огибающей высокочастотной части спектра акустического поля на частотах, соответствующих частотам повторения характерных сигналов наличия дефектов, определяя по инофрмационному параметру уровень зарождения и развития дефекта Патент РФ № 2090853 G01 М 17/00, БИ № 26 от 20.09.97.There is a method of vibro-acoustic diagnostics of machinery, which consists in placing the microphone at a certain distance from the working machinery, removing the electrical signal from the microphone and then extracting the information parameter from it, which uses a sharply directed microphone and position it at a distance of g from the radiating surface of the machine body equipment in the area of the diagnosed node, where a is the characteristic size of this surface; X is the wavelength, and as the information parameter, the amplitude modulation depth of the envelope of the high-frequency part of the acoustic field spectrum is used at frequencies corresponding to the repetition frequencies of the characteristic signals for the presence of defects, determining the level of defect nucleation and development using the information parameter Patent of the Russian Federation No. 2090853 G01 M 17/00, BI No 26 on 09/20/97.
Известен способ определения технического состояния двигателей внутреннего сгорания и экспертная система для его осуществления, по которым осуществляется косвенное определение индикаторных диаграмм цилиндров, основанный на непрерывном измерении в фазе текущих значений угловых скоростей коленчатого вала, а также связывающей активные силы в цилиндре с крутящим моментом, выделении составляющей ускорения, отражающей рабочие процессы, вычисления косвенной индикаторной диаграммы цилиндра, сравнении ее с эталоном, присущим нормальному двигателю, а также с зависимостью изменения этой диаграммы при изменении состояния двигателя, классификации состояний по степени их близости. Экспертная система включает систему для регистрации и обработки индикаторных диаграмм, содержащую датчики давления в цилиндрах, усилители с коррекцией нулевой линии, аналоговоцифровые преобразователи и датчик угловых меток с отметчиком оборотов, блок управления, пороговый триггер, блок ручного управления, приемник, электронновычислительную машину, цифровой индикатор, блок вывода, генератор тактовых импульсов, распределитель тактов, задатчик алгоритмов обработки, формирователь команд обработки, коммутатор, вычмслительный блок и схему формирования импульсов коррекции, а также дополнительно введенные датчики угловых меток-зубьев, формирователь импульсов зубьев, элемент ИЛИ, датчик впрыска топлива, усилитель впрыска, второй пороговый триггер, двойной цифровой дифференциатор, цифровой дискриминатор знака, измеритель эксремума ускорений, запоминающее устройство ускорений, арифметическоеA known method for determining the technical condition of internal combustion engines and an expert system for its implementation, which indirectly determine the indicator diagrams of the cylinders, based on continuous measurement in phase of the current values of the angular velocities of the crankshaft, as well as linking the active forces in the cylinder with the torque, isolating the component acceleration, reflecting work processes, calculating the indirect indicator diagram of the cylinder, comparing it with the standard inherent in normal igatelyu, as well as the dependence of the changes in this diagram when changing the state of the engine, the classification of states according to their proximity. The expert system includes a system for recording and processing indicator charts, containing pressure sensors in the cylinders, amplifiers with zero line correction, analog-digital converters and an angle mark sensor with a speed indicator, control unit, threshold trigger, manual control unit, receiver, electronic computer, digital indicator , output unit, clock generator, clock distributor, adjuster of processing algorithms, shaper of processing commands, switch, computing unit and circuits the formation of correction pulses, as well as additionally entered angle mark tooth sensors, tooth pulse shaper, OR element, fuel injection sensor, injection amplifier, second threshold trigger, double digital differentiator, digital sign discriminator, acceleration extremum meter, acceleration memory, arithmetic
устройство, генератор функций, блок идентификации, задатчик моделей процесссов, блок классификации состояний, задатчик функций изменений параметров Патент РФ № 2078324 G01 М 15/00, БИ № 12 от 27.04.97.device, function generator, identification unit, process model controller, state classification unit, parameter change function controller Patent of the Russian Federation No. 2078324 G01 M 15/00, BI No. 12 of 04/27/97.
Известен способ выявления детонации в двигателе внутреннего сгорания с искровым зажиганием, заключающийся в том, что при работе двигателя на заданной частоте вращения с помощью датчика регистрируют в заданном интервале времени рабочего цикла обусловленные процессом сгорания топливовоздушной смеси вибросигналы, например колебания стенок блока цилиндров, осуществляют фильтрацию этих колебаний по меньшей мере в одном частотном диапазоне, соответствующем частоте колебаний при детонации, определяют фактическое значение параметра вибросигнала, а затем сравнивают фактическое значение с эталонным и на основе сравнения делают вывод о наличии или отсутствии детонации в двигателе, по которому в качестве параметра вибросигнала используют среднюю его мощность для заданного интервала времени в рабочем цикле, эталонное значение формируют как сумму величин, составляющими которой по меньшей мере являются величина, характеризующая текущее минимальное значение средней мощности вибросигнала, и величина дисперсии средней мощности вибросигнала, предварительно определенная при работе двигателя на упомянутой частоте вращения при отсутствии детонации, а сравнивают эталонное значение с фактическим значением средней мощности вибросигнала в рабочем цикле Патент РФ № 2078323 G01 М 15/00, G01 L 23/22 БИ № 12 от 27.04.97.A known method of detecting detonation in an internal combustion engine with spark ignition, which consists in the fact that when the engine is running at a given speed using a sensor, vibration signals, for example, vibrations of the cylinder block walls, due to the combustion process of the air-fuel mixture, are recorded in a given interval of time of the working cycle; oscillations in at least one frequency range corresponding to the oscillation frequency during detonation, determine the actual value of the parameter vib of the signal, and then the actual value is compared with the reference one and, based on the comparison, a conclusion is made about the presence or absence of detonation in the engine, according to which its average power is used as a parameter of the vibration signal for a given time interval in the duty cycle, the reference value is formed as the sum of the values of which at least there is a value characterizing the current minimum value of the average power of the vibration signal, and the dispersion value of the average power of the vibration signal, predefined at Started on said engine rotational speed in the absence of detonation, and the reference value is compared with the actual average power value of the vibration signal in the duty cycle RF Patent 2078323 № G01 M 15/00, 23/22 L G01 BI № 12 from 04.27.97.
Известен электронный инструмент для обнаружения и диагностики звуков в двигателе, при помощи которого контролируется работа поршневого двигателя и агрегаты трансмиссии по электрическому сигналу, снимаемому с микрофона, установленного на гибком держателе, при этом сигнал усиливается, фильтруется и поступает на головные телефоны, а также выводится на стрелочный прибор патент США № 5445026 от 29. 08.1995 г. G01 N 029/00; G01H 001/00 U.S. CL. 073/591. Отличительная особенность данного инструмента заключается в том, что кпассификация дефекта осуществляется оператором на основании накопленного опыта по распознаванию дефектов по аудиосигналам. Ввиду отсутствия в приборе фазоизбирательного устройства для синхронизации измеряемого сигнала с циклами работы цилиндров двигателя резко сокращаются возможности прибора по глубине и точности диагностирования дефектов отдельных цилиндров двигателя. При использовании такого прибора постановка диагноза технического состояния двигателя автомобиля носит субъективный характер и требует наличия опытного оператора.A well-known electronic tool for detecting and diagnosing sounds in the engine, with which the operation of the piston engine and transmission units is controlled by an electric signal taken from a microphone mounted on a flexible holder, the signal is amplified, filtered and fed to headphones, and also output to switch instrument US patent No. 5445026 from 29. 08.1995, G01 N 029/00; G01H 001/00 U.S. CL. 073/591. A distinctive feature of this tool is that the defect is attributed to the operator based on experience gained in recognizing defects by audio signals. Due to the lack of a phase-selective device in the device for synchronizing the measured signal with the engine cylinder cycles, the device’s capabilities for depth and accuracy of diagnosing defects of individual engine cylinders are sharply reduced. When using such a device, the diagnosis of the technical condition of the car engine is subjective and requires an experienced operator.
Известен электронный инструмент для обнаружения и диагностики звуков в автомобильной ходовой части рамы, предназначенный для использования профессиональным механиком по ремонту и обслуживанию автомобилей, способный к обнаружению слышимого вибрационного звука и шума, производимого ходовой и моторной частью, а также устройствами с механическими поломками. Инструмент содержит по крайней мере одно акустическое вибрационное устройство, приспособленное для установки в соприкосновении с частью автомобиля или устройство для обнаружения и переработки вибрирующих акустических сигналов и звуков в элею-ромагнитные сигналы и корпус, предназначенный для держания в руке механика по ремонту и обслуживанию. До-усилительная схема внутри корпуса электрически связана с акустическим вибрационным получающим сигнал устройством, и со схемой выбора диапазона действия для выбора диапазона звукового уровня электромагнитного сигнала. Счетчик децибел, установленный на внешней части корпуса, электрически подключен к до-усилительной схеме для визуального наблюдения изменений и пиков звукового уровня, засекаемых передающим микрофоном. Операционная аудио усилительная схема внутри корпуса электрически присоединена к до-усилительной схеме для трансформации электромагнитного сигнала во вторичный акустический сигнал, который может прослушиваться механиком по ремонту и обслуживанию через наушники, электрически включенные в аудио усилитель Патент США № 5435185 от 25.07.1995 г. G01 N 29/00; U.S. CL. 73/587, 73/584, 73/592.Known electronic instrument for detecting and diagnosing sounds in the automotive chassis of the frame, intended for use by a professional mechanic for the repair and maintenance of cars, capable of detecting audible vibration sound and noise produced by the chassis and motor, as well as devices with mechanical breakdowns. The tool contains at least one acoustic vibration device adapted for installation in contact with a part of the car or a device for detecting and processing vibrating acoustic signals and sounds into ale-magnetic signals and a housing designed to be held in the hand of a repair and maintenance mechanic. A pre-amplification circuit inside the housing is electrically connected to an acoustic vibration receiving device, and to a range selection circuit for selecting a range of sound level of the electromagnetic signal. A decibel counter mounted on the outside of the housing is electrically connected to a pre-amplifier circuit for visual observation of changes and peaks in the sound level detected by the transmitting microphone. An operational audio amplifier circuit inside the enclosure is electrically connected to a pre-amplifier circuit for transforming an electromagnetic signal into a secondary acoustic signal that can be monitored by a repair and maintenance mechanic through headphones electrically included in the audio amplifier. US Pat. No. 5,435,185 of July 25, 1995 G01 N 29/00; U.S. CL. 73/587, 73/584, 73/592.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому при использовании техническому результату (прототипом для полезной модели) является устройство для диагностирования механизмов циклического действия, содержащее последовательно соединенные вибропреобразователь, усилитель, блок распознавания сигналов и синхрогенератор, которое для повышения достоверности диагностирования снабжено последовательно соединенными регулируемым полосовым фильтром и блоком формирования импульсов, вход регулируемого полосового фильтра соединен с выходом усилителя и с первым входом блока распознавания сигналов, второй вход которого соединен с выходом блока формирования импульсов А.с. СССР № 1679234 G01 М 7/00, БИ № 35 от 23.09.91 (прототип), при помощи которого проверяемому двигателю задается определенный (заранее изученный) режим работы, а с помощью фазоизбирательного устройства осуществляется синхронизация с углом поворота коленчатого вала и последовательная регистрация виброимпульсов, возбуждаемых от соударений в различных сопряжениях. Максимальные амплитуды виброимпульсов и моменты их появления содержат информацию о зазорах в сопряжениях. Для локализации дефекта осуществляют полосовую фильтарцию сигналов и пространственную избирательность при установке вибродатчиков.The closest in technical essence and achieved using the technical result (prototype for a utility model) is a device for diagnosing cyclic mechanisms, containing a serially connected vibration transducer, amplifier, a signal recognition unit and a sync generator, which is equipped with a series-connected adjustable band-pass filter and a pulse forming unit, an input of an adjustable bandpass filter connected to the output of the amplifier and with the first input of the signal recognition unit, the second input of which is connected to the output of the pulse forming unit A.s. USSR No. 1679234 G01 M 7/00, BI No. 35 dated 09/23/91 (prototype), by means of which the engine under test is assigned a specific (previously studied) mode of operation, and using a phase-selective device, synchronization with the angle of rotation of the crankshaft and sequential registration of vibration pulses excited from collisions in various mates. The maximum amplitudes of the vibration pulses and the moments of their appearance contain information about the gaps in the interfaces. To localize the defect, they carry out band-pass filtering of signals and spatial selectivity when installing vibration sensors.
Недостатками всех известных способов и устройств диатостики технического состояния двигателей внутреннего сгорания и трансмиссий автомобилей является ограниченность выявления технических дефектов и недостаточная точность оценки технического состояния ряда узлов, так .как существующее сегодня громадное разнообразие конструкций и модификаций автомобильных двигателей (даже в пределах одной марки автомобиля), высокая плотность их компоновки в автомобиле, отсутствие зачастую информации о фазовых сдвигах между верхней мертвой точкой опорного цилиндра и сигналами с встроенных датчиков цикла, которые содержатся только в бортовых компьютерах, что зачастую не позволяет снять информацию с помощью стандартных фазоизбирательных устройств и вибродатчиков в нужных для диагностики местах.The disadvantages of all known methods and devices for the diatostics of the technical condition of internal combustion engines and car transmissions are the limited detection of technical defects and the lack of accuracy in assessing the technical condition of a number of units, as there is a huge variety of designs and modifications of automobile engines that exist today (even within the same car brand), high density of their layout in the car, often lack of information on phase shifts between top dead center PORN cylinder and the signals from the sensors embedded cycle contained only in onboard computers which often does not allow to remove the information using standard fazoizbiratelnyh devices and vibration sensors in appropriate places for the diagnosis.
Кроме того, известные диапчостические способы и устройства не позволяют однозначно локализовать разнообразные по своей технической природе дефекты, например, такие дефекты как разболтанность отдельных деталей в механизмах двигателя, точно определить их характер и уровень их опасности для дальнейшей эксплуатации автомобиля без ремонта или регулирования, а также выявить и документально зафиксировать динамику развития дефектов данного конкретного автомобиля.In addition, the known diapchostic methods and devices do not allow to uniquely localize defects of various technical nature, for example, defects such as loose parts in engine mechanisms, to accurately determine their nature and level of danger for further operation of the car without repair or regulation, as well as identify and document the dynamics of the development of defects of this particular car.
ЗАДАЧИ ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ.TASKS OF A USEFUL MODEL.
Основная техническая проблема (не разрешенная до настоящего времени задача), состоит в том, что известные относительно простые и широко доступные способы и устройства для диагностирования технического состояния двигателей и трансмиссии автомобилей обычно узко специализированы по видам диагностируемых дефеетов и маркам автомобилей, а универсальные диагностические стенды, например с беговыми барабанами, чрезмерно дороги, технически сложны в изготовлении и эксплуатации и практически недоступны для большинства пользователей автомобилей.The main technical problem (the problem that has not been solved so far) is that the known relatively simple and widely available methods and devices for diagnosing the technical condition of engines and automobile transmissions are usually narrowly specialized in the types of diagnosed defaits and car brands, and universal diagnostic stands, for example with running drums, overly expensive, technically difficult to manufacture and operate, and practically inaccessible to most car users her.
ного обслуживания и обеспечения технической надежности автомобилей и, соответственно, технической оснащенности центров диатостики и ремонта, требует относительно простых в изготовлении и использовании универсальных средств диагностики, пригодных для самых разнообразных марок автомобилей и позволяющих не только дешево, быстро и точно выявлять наличие и характер разнообразных дефектов и уровень технического состояния двигателей и трансмиссии автомобилей, но и определять тенденции их развития и необходимость соответствующего регулирования или ремонта отдельных узлов данного конкретного автомобиля.maintenance and ensuring the technical reliability of cars and, accordingly, the technical equipment of the centers of diatostics and repair, requires relatively simple to manufacture and use universal diagnostic tools suitable for a wide variety of car brands and allowing not only cheaply, quickly and accurately identify the presence and nature of various defects and the level of technical condition of engines and transmissions of automobiles, but also determine the trends of their development and the need for appropriate regulation repair or repair of individual components of this particular car.
ЦЕЛЬ И ТЕХНИЧЕСКИЙ РЕЗУЛЬТАТ ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ.PURPOSE AND TECHNICAL RESULTS OF A USEFUL MODEL.
Целью полезной модели (требуемым техническим результатом, достигаемым при использовании полезной модели) является создание простой в изготовлении и эксплуатации, информативной универсальной системы диагностики, позволяющей выполнить контроль технического состояния практически любых автомобильных двигателей, в том числе и самых современных, без их разборки и в условиях отсутствия информации о фазовых задержках в системах регистрации и других существенных параметрах двигателей и трансмиссии конкретных автомобилей, при одновременной возможности однозначной локализации разнообразных дефектов двигателя и трансмиссии автомобиля, например, таких как степень износа цилиндро-поршневой группы, износ в шатунных и коренных подшипниках, состояние клапанного механизма, в том числе необходимость регулировки тепловых зазоров в клапанах, состояние подшипников приводных афегатов, в том числе генератора, насоса охлаждения, насоса гидроусилителя руля и т.п., а также подшипников коробки скоростей, главной передачи и ведущих колес, разболтанность отдельных деталей в механизмах двигателя, точно определить их месторасположение, характер и уровень их опасности для дальнейшей эксплуатации автомобиля без ремонта, а также выявить и зафиксировать динамику развития дефектов.The purpose of the utility model (the required technical result achieved when using the utility model) is to create a simple to manufacture and operate, informative universal diagnostic system that allows you to monitor the technical condition of almost any automotive engine, including the most modern, without disassembling them and in conditions lack of information about phase delays in registration systems and other essential parameters of engines and transmissions of specific cars, while the possibilities of unambiguous localization of various defects in the engine and transmission of the car, for example, such as the degree of wear of the cylinder-piston group, wear in connecting rod and main bearings, the state of the valve mechanism, including the need to adjust the thermal clearances in the valves, the condition of the bearing drive afegates, including generator, cooling pump, power steering pump, etc., as well as bearings of the gearbox, final drive and drive wheels, loose parts of individual parts in mechanisms for igatelya, pinpoint their location, nature and level of danger for the further operation of the vehicle without repair, but also to identify and fix the dynamics of defects.
СУЩНОСТЬ ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ.ESSENCE OF A USEFUL MODEL.
Поставленная цель и требуемый технический результат при использовании полезной модели достигаются тем, устройство для диагностики технического состояния двигателя внутреннего сгоранияи и/или трасмиссии автомобиля, содержащее последовательно соединенные вибродатчик с усилителем, регулируемый фильтр, датчик цикла, усилитель-формирователь сипналов датчика цикла и блок индикации, СОГЛАСНО ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ дополнительно снабжено мультиплексором и аналогово-цифровым преобразователем, между которыми расположен регулируемый фильтр, а также устройство управления и вычисления, кроме этого устройство дополнительно снабжено соединенным с мультиплексором через усилитель датчиком давления, при этом усилительформирователь сигналов датчика цикла выполнен состоящим из управляемого аттенюатора, усилителя, выпрямителя, пикового детектора, вычитателя, второго аттенюатора и блока сравнения, причем выход датчика цикла и выход вычитателя соединены с входами управляемого аттюнатора, выход которого соединен с входом усилителя-выпрямителя, выход с усилителя-выпрямителя соединен со входами пикового детектора и блока сравнения, выход пикового детектора соединен со входами вычитателя и второго аттюатора, выход со второго аттенюатора соединен со вторым входом блока сравнения, выход соединен с мультиплексором.The goal and the required technical result when using the utility model are achieved by a device for diagnosing the technical condition of an internal combustion engine and / or transmission of a vehicle, comprising a vibration sensor connected to an amplifier in series, an adjustable filter, a cycle sensor, an amplifier-driver of cycle sensor signals and an indication unit, ACCORDING TO THE USEFUL MODEL, it is additionally equipped with a multiplexer and an analog-to-digital converter, between which an adjustable filter is located, and also a control and calculation device, in addition, the device is additionally equipped with a pressure sensor connected to the multiplexer via an amplifier, while the amplifier of the cycle sensor signal generator is made up of a controlled attenuator, amplifier, rectifier, peak detector, subtractor, second attenuator and a comparison unit, and the output of the cycle sensor and the subtractor output is connected to the inputs of the controlled attenuator, the output of which is connected to the input of the amplifier-rectifier, the output from the amplifier-rectifier is connected to about the inputs of the peak detector and the comparison unit, the output of the peak detector is connected to the inputs of the subtractor and the second attuator, the output from the second attenuator is connected to the second input of the comparison unit, the output is connected to the multiplexer.
При этом в устройстве блок индикации выполнен в виде дисплея (устройства для отображения визуальной информации) и/или принтера (печатающего устройства), само устройство дополнительно снабжено остронаправленным микрофоном, выход которого соединен через усилитель со входом мультиплексора, а датчик цикла выполнены в виде токового датчика съема сигнала с высоковольтного провода свечи зажигания опорного цилиндра и/или датчика на топливном трубопроводе от топливного насоса к форсунке опорного цилиндра двигателя и/или переходника для подключнения к встроенному в новых типах двигателя датчиков цикла, например, к датчику Холла, оптодатчику и/или индукционному датчику положения распределительного вала.At the same time, the display unit in the device is made in the form of a display (device for displaying visual information) and / or a printer (printing device), the device itself is additionally equipped with a highly directional microphone, the output of which is connected through an amplifier to the input of the multiplexer, and the cycle sensor is made in the form of a current sensor signal pick-up from the high-voltage wire of the spark plug of the support cylinder and / or sensor on the fuel pipe from the fuel pump to the injector of the engine support cylinder and / or adapter for connecting Details of the built-in cycle sensors in the new engine types, for example, the Hall sensor, the optical sensor and / or the inductive camshaft position sensor.
Характерной особенностью конструкгивного исполнения устройства является обеспечение возможности реализации описанного выше способа диагностики технического состояния двигателя внутреннего сгоранияи и/или трансмиссии автомобиля по изобретению.A characteristic feature of the constructive embodiment of the device is the possibility of implementing the method for diagnosing the technical condition of the internal combustion engine and / or transmission of a vehicle according to the invention described above.
Устройство функционирует по способу диагностики технического состояния двигателя внутреннего сгоранияи и/или трансмиссии автомобиля, включающем измерение виброакустических сигналов с корпуса двигателя, синхронизацию сигналов, фильтрацию сипналов, их последующую обработку с определением фактических значений параметров сигналов и сравнение фактических значений параметров сигналов с уровнем эталонных сигналов с получением информации о техническом состоянии двигателя СОГЛАСНО КОТОРОМУ перед началом диагностики, при прокручивании двигателя и при использовании датчика давленияThe device operates according to a method for diagnosing the technical condition of an internal combustion engine and / or a vehicle’s transmission, including measuring vibroacoustic signals from the engine housing, synchronizing signals, filtering the signals, their subsequent processing with determining the actual values of signal parameters and comparing the actual values of signal parameters with the level of reference signals with obtaining information on the technical condition of the engine, ACCORDING TO WHICH before starting the diagnostics, when scrolling vigatelya and using a pressure sensor
внутри опорного цилиндра, определяют фазовые задержки между верхней мертвой точкой рабочего хода опорного цилиндра и синхросигналом рабочего цикла и фазы открытия и посадки клапанов механизма газораспределения, а при диагностике работающего двигателя синхронизацию сигналов проводят относительно положения верхней мертвой точки рабочего хода опорного цилиндра, причем в качестве параметра ситалов используют огибающую временной реализации в определенных частотных полосах с привязкой момента начала измерения к верхней мертвой точке опорного цилиндра и фазовой селекцией сигналов с получением информации о техническом состоянии двигателя и о характере дефектов шатунно-кривошипной, цилиндро-поршневой и/или клапанной групп двигателя.inside the reference cylinder, the phase delays between the top dead center point of the working stroke of the reference cylinder and the synchronization signal of the duty cycle and the valve opening and landing phases of the valve timing are determined, and when diagnosing a running engine, the signals are synchronized relative to the position of the top dead center of the working stroke of the reference cylinder, and as a parameter Sitals use the envelope of the temporal implementation in certain frequency bands with reference to the moment the measurement starts at top dead center o the cylinder and phase selection of signals to obtain information about the technical condition of the engine and the nature of the defects of the connecting rod-crank, cylinder-piston and / or valve groups of the engine.
Фазовые задержки между верхней мертвой точкой рабочего хода опорного цилиндра и синхросигналом рабочего цикла и фазы открытия и посадки клапанов механизма газораспределения определяют посредством временно устанавливаемого в опорный цилиндр двигателя вместо свечи зажигания или вместо калильной свечи в дизельном двигателе датчика давления, при этом при прикручивании двигателя с датчика давления синхронно снимают сигналы через 720 градусов поворота коленчатого вала и дополнительно синхронно снимают сигналы с датчика положения распределительного вала и/или с датчика на высоковольтном проводе свечи зажигания и/или с датчика на магистрали подачи топлива в двигатель с определением фазового сдвига между верхней мертвой точкой опорного цилиндра и сигналов с датчика положения распределительного вала и/или с датчика на магистрали подачи топлива в двигатель.The phase delays between the top dead center of the working stroke of the support cylinder and the synchronization signal of the duty cycle and the phases of opening and landing of the valves of the gas distribution mechanism are determined by means of a temporarily installed engine instead of a spark plug in the support cylinder or instead of a glow plug in a diesel engine of a pressure sensor, while screwing the engine from the sensor pressure synchronously remove signals through 720 degrees of crankshaft rotation and additionally synchronously remove signals from the position sensor the camshaft and / or from the sensor on the high-voltage wire of the spark plug and / or from the sensor on the fuel supply line to the engine with the phase shift between the top dead center of the support cylinder and the signals from the camshaft position sensor and / or from the sensor on the fuel supply line to engine.
Такое синхронное снятие сигналов позволяет определить фазовый сдвиг между верхней мертвой точкой опорного цилиндра и сигналом с датчика синхронизации в процессе диагностического обследования автомобиля. В различных современных автомобилях с бортовым компьютером этот сдвиг бывает разным и часто неизвестным, с помощью датчика давления также определяют фактические углы открытия и закрытия клапанов системы газораспределения, информация о которых для различных марок автомобиля также не всегда имеется на станциях технического обслуживания.This synchronous signal acquisition allows you to determine the phase shift between the top dead center of the reference cylinder and the signal from the synchronization sensor during the diagnostic examination of the car. In various modern cars with an on-board computer, this shift is different and often unknown, the actual opening and closing angles of the valves of the gas distribution system are also determined using a pressure sensor, information about which is also not always available for various car brands at service stations.
По амплитудам виброакустических сигналов с корпуса двигателя и моментам их появления в огибающей измеряемых сигналов получают информацию о состоянии зазоров в сопряжениях кинематических пар и о параметрах их работы.By the amplitudes of the vibroacoustic signals from the engine casing and the moments of their appearance in the envelope of the measured signals, information is obtained on the state of the gaps in the mates of the kinematic pairs and on their operation parameters.
Кроме этого в каждой временной реализации выделяют мгновенные значения фаз и амплитуд сигналов и последующим осреднением их амплитуд по нескольким временным реализациям с получением информации о величине зазоров и/или величине износа в сочленениях двигателя при флуктуации оборотов двигателя, при этом сигналы обрабатывают по временной реализации огибающей в виде осредненных амплитуд сигналов в фазовом окне, соответствующем моменту перекладки в конкретном узле каждого цилиндра, причем разделение локальных дефектов в сочленениях цилиндро-поршневой и шатуннокривошипных групп двигателя, синхронизированных с моментами перекладки в зазорах и общей «разболтанностью двигателя или отдельных его узлов, производят по соотношению мощностей синхронизированных и несинхронизированных сигналов.In addition, in each temporary implementation, the instantaneous values of the phases and amplitudes of the signals are distinguished and then their amplitudes are averaged over several temporary implementations to obtain information about the size of the gaps and / or the amount of wear in the joints of the engine when the engine speed fluctuates, while the signals are processed according to the temporal implementation of the envelope in in the form of averaged signal amplitudes in the phase window corresponding to the moment of shifting in a particular node of each cylinder, moreover, the separation of local defects in the joints of the cylinder Ndro-piston and connecting rod-crank groups of the engine synchronized with the moments of shifting in the gaps and the general "looseness of the engine or its individual components, are produced by the ratio of the power of synchronized and unsynchronized signals.
Амплитуды виброимпульсов и моменты их появления в измеряемом сигнале содержат информацию о зазорах в сопряжениях кинематических пар и о параметрах их работы. При этом в диагностическом тракте передачи сигналов используют универсальный усилитель-формирователь, выдающий синхроимпульсы с обеспечением фазоизбирательного анализа состояния двигателя с любым из применяемых датчиков цикла за счет расширения амплитудного диапазона входного сигнала, а измерение виброакустических сигналов с поверхности двигателя осуществляют преимущественно посредством контактных вибродатчиков.The amplitudes of the vibration pulses and the moments of their appearance in the measured signal contain information about the gaps in the mates of the kinematic pairs and about the parameters of their operation. At the same time, a universal amplifier-driver is used in the diagnostic signal transmission path, which generates clock pulses providing phase-selective analysis of the state of the engine with any of the used cycle sensors by expanding the amplitude range of the input signal, and the measurement of vibro-acoustic signals from the surface of the engine is carried out mainly by means of contact vibration sensors.
Однако, в случае невозможности установки контактных вибродатчиков на диагностируемые узлы двигателя, измерение акустических импульсов осуществляют остронаправленным микрофоном, установленным на гибкий держатель, который позволяет получать информацию бесконтактным способом даже через различные защитные кожуха двигателя.However, if it is not possible to install contact vibration sensors on the diagnosed engine components, the measurement of acoustic pulses is carried out by a highly directional microphone mounted on a flexible holder that allows you to receive information in a non-contact manner even through various protective engine covers.
Для диагностики трансмиссии дополнительно измеряют посредством контактных датчиков вибрации или остронаправленного микрофона виброакустические сигналы с поверхности узлов трансмиссии или с вращающихся деталей, например, карданного вала или колес и производят обработку этих сигналов с получением информации о техническом состоянии узлов трансмиссии или вращающихся деталей автомобиля.For transmission diagnostics, vibroacoustic signals from the surface of transmission units or from rotating parts, for example, a driveshaft or wheels, are additionally measured using contact vibration sensors or a highly directional microphone, and these signals are processed to obtain information about the technical condition of transmission units or rotating parts of a car.
сигналов диагностики данного конкретного двигателя сохраняют в базе данных и используют при анализе уровня сигналов при последующей диагностике с определением тенденций изменения технического состояния двигателя и/или трансмиссии данного конкретного двигателя.The diagnostic signals of this particular engine are stored in a database and used in the analysis of the signal level during subsequent diagnostics with the determination of trends in the technical condition of the engine and / or transmission of this particular engine.
Диагностику технического состояния клапанов системы газораспределения, шатунных подшипников и приводных агрегатов осуществляют на холостом режиме работы двигателя, а диагностику технического состояния цилиндропоршневой группы, коренных подшипников и зубчатых передач трансмиссий определяют под нагрузкой и/или внешнем прокручивании.Diagnostics of the technical condition of the valves of the gas distribution system, connecting rod bearings and drive units is carried out at idle engine operation, and diagnostics of the technical condition of the cylinder-piston group, main bearings and gear transmissions of transmissions is determined under load and / or external rotation.
Диагностику технического состояния двигателя осуществляют с определением максимальных амплитуд вибраций поршней и/или шатунных подшипников и/или коренных подшипников и/или выпускных клапанов и/или впускных клапанов, а также по значениям модифицированного «пик-фактора для подшипников навесных агрегатов и/или узлов трансмиссии автомобиля, а результаты диагностики двигателя отображают на экране монитора компьютера и/или распечатывают на бумаге в виде графиков, характеризующих нормальное состояние либо состояния, требующие регулирования и/или ремонта узлов двигателя и/или трансмиссии автомобиля.Diagnostics of the technical condition of the engine is carried out with the determination of the maximum vibration amplitudes of the pistons and / or connecting rod bearings and / or main bearings and / or exhaust valves and / or intake valves, as well as the values of the modified “peak factor for bearings of mounted units and / or transmission units vehicle, and the results of engine diagnostics are displayed on a computer monitor screen and / or printed on paper in the form of graphs characterizing a normal state or conditions requiring adjustment repair and / or repair of engine components and / or vehicle transmissions.
Предлагаемое по полезной модели устройство для диагностики предусматривает обработку сигналов во временной реализации огибающей оценку осредненных амплитуд сигналов в фазовом окне, соответствующему моменту перекладки в конкретном узле каждого цилиндра, причем разделение локальных дефектов в сочленениях цилиндро-поршневой и шатунно-кривошипных групп двигателя, синхронизированных с моментами перекладки в зазорах (изменения направления движения деталей в сопряжении) и общей «разболтанностью двигателя или отдельных его узлов производят по соотношению мощностей синхронизированных и несинхронизированных сигналов.The diagnostic device proposed by the utility model provides for signal processing in the temporal implementation of the envelope, an estimate of the average signal amplitudes in the phase window corresponding to the moment of shifting in a specific node of each cylinder, and the separation of local defects in the joints of the cylinder-piston and connecting rod-crank groups of the engine synchronized with the moments shifts in the gaps (changes in the direction of movement of the parts in conjunction) and the general "looseness of the engine or its individual components DYT capacity ratio synchronized and unsynchronized signals.
Применение в диагностическом тракте обработки сигналов универсального усилителя-формирователя позволяет обрабатывать виброимпульсы для фазоизбирательного анализа двигателя с различными датчиками цикла за счет существенного расширения диапазона входного сигнала.The use of a universal driver-shaper in the diagnostic signal processing path allows you to process vibration pulses for phase-selective analysis of the engine with various cycle sensors due to a significant expansion of the input signal range.
Использование наряду с контактным датчиком вибрации остронаправленного микрофона позволяет обеспечить бесконтактный съем информации с двигателя и узлов трансмиссии в труднодоступных местах или непосредственно с вращающихся деталей (карданного вала, колес и т.п.).Using along with a contact sensor vibration of an oversized microphone allows for contactless information retrieval from the engine and transmission units in hard-to-reach places or directly from rotating parts (cardan shaft, wheels, etc.).
1010
ПЕРЕЧЕНЬ ФИГУР ЧЕРТЕЖЕЙ.LIST OF DRAWINGS FIGURES.
Раскрытие технической сущности полезной модели поясняется чертежами:Disclosure of the technical essence of the utility model is illustrated by drawings:
На фиг. 1 и 2 изображены соответственно конструктивная и функциональная схемы аппаратной реализации устройства для диагностики технического состояния двигателя внутреннего сгорания и/или трансмиссии автомобиля;In FIG. 1 and 2, respectively, are a structural and functional diagram of a hardware implementation of a device for diagnosing a technical condition of an internal combustion engine and / or transmission of a car;
На фиг. 3 изображен пример распечатки диагноза состояния поршневой и кривошипно-шатунной группы нормального (не требующего ремонта и регулирования) двигателя автомобиля;In FIG. 3 shows an example of a printout of the diagnosis of the condition of a piston and crank group of a normal (not requiring repair and regulation) car engine;
На фиг. 4 изображен пример распечатки диагноза клапанного механизма нормального (не требующего ремонта и регулирования) двигателя автомобиляIn FIG. 4 shows an example of a printout of the diagnosis of the valve mechanism of a normal (not requiring repair and regulation) car engine
На фиг. 5 изображен пример распечатки диагноза состояния поршневой и кривошипно-шатунной группы дефектного (требующего ремонта четвертого и второго цилиндров) двигателя автомобиля;In FIG. 5 shows an example of a printout of a diagnosis of a condition of a piston and crank group of a defective (requiring repair of the fourth and second cylinders) automobile engine;
На фиг. 6 изображен пример распечатки диагноза клапанного механизма двигателя автомобиля требующего настройки;In FIG. 6 shows an example of a printout of a diagnosis of a valve mechanism of an automobile engine requiring adjustment;
На фиг. 7 показана распечатка диагноза клапанного механизма газораспределения с дефектным впускным и выпускными клапанами 1 -го, 2-го и 4-го цилиндров дефектного (требующего ремонта четвертого и второго цилиндров) двигателя автомобиля;In FIG. 7 shows a printout of the diagnosis of a valve timing with a defective intake and exhaust valves of the 1st, 2nd, and 4th cylinders of a defective (requiring repair of the fourth and second cylinders) automobile engine;
На фиг. 8 приведена распечатка диагноза клапанного механизма газораспределения с дефектным впускным и выпускными клапанами 1 -го, 2-го и 4-го цилиндров дефектного (требующего ремонта четвертого и второго цилиндров) двигателя, на которой приведены количественные значения диагностических параметров, заносимые в базу данных для отслеживания трендовых характеристик (тенденций развития дефектов);In FIG. Figure 8 shows a printout of the diagnosis of the valve timing with the defective intake and exhaust valves of the 1st, 2nd and 4th cylinders of the defective (requiring repair of the fourth and second cylinders) engine, which shows the quantitative values of the diagnostic parameters recorded in the database for tracking trend characteristics (trends in the development of defects);
На фиг. 9 изображен пример распечатки сигналов диатоза приводных агрегатов (трансмиссии) дефектного (требующего ремонта гидроусилителя руля) автомобиля;In FIG. 9 shows an example of printing of diatosis signals of drive units (transmissions) of a defective (requiring repair of power steering) car;
На фиг. 10 изображен пример распечатки диагноза приводных агрегатов (трансмиссии) дефектного (требующего ремонта гидроусилителя руля) автомобиля;In FIG. 10 shows an example of a printout of the diagnosis of drive units (transmissions) of a defective (requiring repair of power steering) car;
На фиг. 11 сопоставлена распечатка вибросигналов, измеренных на дефектном двигателе (требующем ремонта шатунных подшипников 4-го цилиндра и регулирования шатунных подшипников 2-го цилиндра, а на фиг 12 - конечная распечатка в виде гистограммы данного диагноза.In FIG. 11 a printout of vibration signals measured on a defective engine (requiring repair of the connecting rod bearings of the 4th cylinder and adjustment of the connecting rod bearings of the 2nd cylinder is compared, and FIG. 12 is the final printout in the form of a histogram of this diagnosis.
11eleven
ПРИМЕРЫ РЕАЛИЗАЦИИ И ПРОМЫШЛЕННАЯ ПРИМЕНИМОСТЬ ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ.EXAMPLES OF IMPLEMENTATION AND INDUSTRIAL APPLICABILITY OF A USEFUL MODEL.
Техническая сущность конструктивного исполнения и функционирования устройства по полезной модели заключается в том, что перед проведением диагностики двигателя и трансмиссии конкретного автомобиля осуществляют идентификацию обследуемого автомобиля в ранее созданной базе данных значений пороговых (опорных) уровней сигналов данного конкретного автомобиля (в случае наличия данных о предыдущих диагнозах этого конкретного автомобиля), а в случае отсутствия в базе данных необходимых сведений о фазовых задержках между верхней мертвой точкой рабочего хода опорного цилиндра диагностируемого двигателя и сигналом с датчиков цикла (тахосигналом) встроенного или устанавливаемого датчика цикла, а также данных о фазах работы (открытия и закрытия) клапанов механизма газораспределения, получают необходимые для диагностики исходные данные по данному конкретному автомобилю путем установки в опорный цилиндр двигателя датчика давления вместо свечи зажигания или вместо калильной свечи в дизельном двигателе. Осуществляют прокрутку двигателя и определяют недостающие для диагностики двигателя и трансмиссии параметры данного конкретного автомобиля. После этого датчик давления с опорного цилиндра двигателя снимают и проводят диагностику технического состояния двигателя и трансмиссии данного автомобиля.The technical essence of the design and functioning of the device according to the utility model is that before diagnosing the engine and transmission of a particular car, the examined vehicle is identified in a previously created database of threshold (reference) signal levels of this particular car (in the case of data on previous diagnoses of this particular car), and in the absence of the necessary data on the phase delays between the top dead By sensing the working stroke of the reference cylinder of the engine being diagnosed and the signal from the cycle sensors (tacho signal) of the built-in or installed cycle sensor, as well as data on the phases of operation (opening and closing) of the valves of the gas distribution mechanism, the initial data for this particular vehicle are obtained for diagnosis by installation in the reference cylinder of a pressure sensor engine instead of a spark plug or instead of a glow plug in a diesel engine. The engine is scrolled and the parameters of this particular vehicle are missing for engine and transmission diagnostics. After that, the pressure sensor from the support cylinder of the engine is removed and diagnostics of the technical condition of the engine and transmission of the vehicle is carried out.
Для осуществления диапностики двигателя и трансмиссии устанавливают на двигатель и трассмиссию необходимые датчики и производят запуск и диагностирование двигателя и трансмиссии на характерных режимах работы автомобиля. Для этого обеспечивают синхронное считывание сигналов с датчиков цикла и виброакустических датчиков с поверхности двигателя или узлов трансмиссии и обрабатывают их по определенному режиму (алгоритму) путем расчета по сигналам датчиков цикла и определенной обработки границ времени, соответствующих прохождению поршнем активной верхней мертвой точки опорного (ведущего) цилиндра.To carry out the diagnostics of the engine and transmission, the necessary sensors are installed on the engine and the transmission and the engine and transmission are started and diagnosed in the typical operating modes of the car. To do this, they provide synchronous reading of signals from cycle sensors and vibro-acoustic sensors from the surface of the engine or transmission units and process them according to a certain mode (algorithm) by calculating the time limits corresponding to the piston passing the active top dead center of the reference (leading) using the signals of the cycle sensors cylinder.
В процессе обработки выделяют из сигналов участки, соответствующие полному циклу работы двигателя, получают огибающие сигналов с параметрами, соответствующими техническому состоянию данного конкретного автомобиля, пересчитывают полученные сигналы из реального времени в соответствие с градусами оборота коленчатого вала, выделяют промежутки, соответствующие каждому из диагностируемых признаков и усредняют максимальные значения наIn the process of processing, the sections corresponding to the full cycle of the engine are extracted from the signals, the envelopes of the signals with the parameters corresponding to the technical condition of this particular vehicle are obtained, the received signals are recalculated from the real time in accordance with the degrees of rotation of the crankshaft, the intervals corresponding to each of the diagnosed signs and average maximum values by
этих участках по набору реализаций, после чего сравнивают полученные данные с критическими пороговыми значениями (уровнем опорных сигналов), ставят диагноз по каждому из диагностируемых признаков и сохраняют полученные данные этого диагноза по данному конфетному автомобилю в специальной базе данных.these areas according to the set of realizations, after which they compare the obtained data with critical threshold values (level of reference signals), make a diagnosis for each of the diagnosed signs and save the received data of this diagnosis for this candy car in a special database.
Конструктивная и функциональная схемы аппаратной реализации устройства для диагностики технического состояния двигателя внутреннего сгорания и/или трансмиссии автомобиля представлены на фиг. 1 и 2.The structural and functional diagrams of the hardware implementation of the device for diagnosing the technical condition of the internal combustion engine and / or transmission of the car are shown in FIG. 1 and 2.
Устройство для диагностики технического состояния двигателя внутреннего сгорания и/или трансмиссии автомобиля состоит из (фиг. 1, 2) мультиплексора 1, регулируемого фильтра 2, осуществляющего фильтрацию низких частот и полосовую фильтрацию, плату аналого-цифрового преобразователя 3, цифрового устройства управления и вычисления 4, принтера 5, монитора 6, токового датчика цикла 7, универсального усилителя-формирователя 8, хомутика 9 для крепления датчика вибрации на трубопроводе подачи топлива в форсунку опорного цилиндра дизельного двигателя, датчиков вибрации (пьезоакселерометров) 10, переходника 11 для подключения устройства управления и вычисления к встроенным в двигатели диагностируемых автомобилей датчиком положения распределительного вала, выходной сигнал которых уже сформирован в цифровом виде (датчик Холла, оптодатчик и т.п.), виброщуп 12, для крепления к датчику давления, микрофон 13, датчик давления 14, редкоземельный магнит 15 для быстрой установки датчика вибрации на корпусе двигателя и усилители 16.A device for diagnosing the technical condition of an internal combustion engine and / or a vehicle’s transmission consists of (Fig. 1, 2) a multiplexer 1, an adjustable filter 2 that performs low-pass filtering and band pass filtering, an analog-to-digital converter board 3, a digital control and calculation device 4 , printer 5, monitor 6, current sensor of cycle 7, universal amplifier-driver 8, clamp 9 for mounting the vibration sensor on the fuel supply pipe to the nozzle of the supporting cylinder of the diesel engine , vibration sensors (piezo-accelerometers) 10, an adapter 11 for connecting a control and calculation device to the camshaft position sensor integrated in the engines of the vehicles being diagnosed, the output signal of which has already been generated in digital form (Hall sensor, optical sensor, etc.), vibration probe 12, for attaching to a pressure sensor, microphone 13, pressure sensor 14, rare earth magnet 15 for quick installation of a vibration sensor on the motor housing and amplifiers 16.
Конкретные конструктивные и функциональные блоки описанного выше устройства для диагностики могут быть выбраны из известных промышленно применяемых блоков и узлов в зависимости от вариантов конструктивного исполнения заявляемого устройства для диагностики.The specific structural and functional blocks of the above diagnostic device can be selected from known industrially used blocks and units depending on the design options of the inventive diagnostic device.
Возможность промышленной реализации и практической возможности достижение требуемого технического результата при использовании полезной модели иллюстрируется следующими примерами:The possibility of industrial implementation and practical feasibility of achieving the required technical result when using a utility model is illustrated by the following examples:
Пример 1. Проводили виброакустическую диагностику (определение технического состояния) поршневой и шатунно-кривошипной групп, а также клапанного механизма нормально функционирующего двигателя автомобиля MAZDA 626 (номерной знак 123). Результаты диагностики поршневой и шатуннокривошипной групп, а также клапанного механизма двигателя данного автомобиля представлены на фиг. 3. И фиг. 4.Example 1. Conducted vibro-acoustic diagnostics (determination of the technical condition) of the piston and connecting rod-crank groups, as well as the valve mechanism of a normally functioning engine of the MAZDA 626 car (license plate 123). The diagnostic results of the piston and connecting rod crank groups, as well as the valve mechanism of the engine of this vehicle are presented in FIG. 3. And FIG. 4.
Пример 2. Проводили виброакустическую диагностику (определение технического состояния) двигателя автомобиля VOLVO 740 (номерной знак h073), пробег которого составил 240 тыс. километров и при работе которого прослушивались стуки неясного происхождения. Результаты диагностики поршневой и шатунно-кривошипной групп, а также клапанного механизма двигателя данного автомобиля представлены на фиг. 5 и фиг. 6.Example 2. Vibro-acoustic diagnostics (determination of the technical condition) of the VOLVO 740 car engine (license plate number h073) was carried out, the mileage of which was 240 thousand kilometers, and knocks of unknown origin were heard during operation. The diagnostic results of the piston and connecting rod and crank groups, as well as the valve mechanism of the engine of this vehicle are presented in FIG. 5 and FIG. 6.
На фиг. 5 представлена диаграмма состояния поршневой и шатуннокривошипной групп двигателя, по горизонтальной оси которой указаны номера цилиндров в порядке последовательности их работы (1-3-4-2), а по вертикальной оси - расположены границы диапазонов значений параметров диагностики (нормальное техническое состояние автомобиля, состояние требующее регулирования и состояние, требующее ремонта). Степень износа узлов (в сочленениях поршень-цилиндр, шатун-кривошип, шейки коленчатого вала во вкладышах корпуса двигателя) характеризуются амплитудами сигналов (виброимпульсов), соответствующих величинам зазоров в сочленениях. Амплитуды сигналов (виброимпульсов) отражены на диаграммах высотой соответствующих столбиков (гистограмм).In FIG. 5 is a state diagram of the piston and connecting rod crank groups of the engine, the horizontal axis of which indicates the cylinder numbers in the order of their operation (1-3-4-2), and the vertical axis shows the boundaries of the ranges of diagnostic parameters (normal technical condition of the car, condition requiring regulation and condition requiring repair). The degree of wear of the assemblies (in the piston-cylinder joints, crank connecting rod, crankshaft journals in the engine body liners) are characterized by signal amplitudes (vibration pulses) corresponding to the gaps in the joints. The amplitudes of the signals (vibroimpulses) are reflected in the diagrams with the height of the corresponding columns (histograms).
Анализ результатов данного конкретного диагноза показывает, что недопустимо большой дефект шатунного подшипника 4-го цилиндра требует безотлагательного ремонта.An analysis of the results of this specific diagnosis shows that an unacceptably large defect in the connecting rod bearing of the 4th cylinder requires urgent repair.
На фиг. 6. представлена диаграмма технического состояния клапанного механизма газораспределения данного автомобиля. Из диаграмм наглядно видно, что все клапана двигателя требуют регулирования.In FIG. 6. A diagram of the technical condition of the valve timing of this vehicle is presented. The diagrams clearly show that all engine valves require regulation.
После разборки двигателя данного автомобиля, подтвердившей наличие опасного дефекта, а также после регулировки тепловых зазоров в клапанах, была проведена повторная диагностика, показавшая нормальное состояние диагностируемого двигателя.After disassembling the engine of this vehicle, which confirmed the presence of a dangerous defect, and also after adjusting the thermal clearances in the valves, a repeated diagnosis was carried out, which showed the normal state of the diagnosed engine.
Пример 3. Проводили диагностику двигателя автомобиля MAZDA 626 (номерной знак е901са), пробег которого составил 60 тыс. км. Данный двигатель оборудован системой газораспределения с гидротолкателями. Результаты диагностики клапанного механизма двигателя данного автомобиля в виде гистограмм и цифровой распечатки представлены на фиг. 7 и фиг. 8.Example 3. Conducted a diagnosis of the engine of the car MAZDA 626 (license plate e901sa), the mileage of which amounted to 60 thousand km. This engine is equipped with a gas distribution system with hydraulic pushers. Diagnostic results of the valve mechanism of the engine of this vehicle in the form of histograms and a digital printout are presented in FIG. 7 and FIG. 8.
Как показывают результаты диагностики, впускные и выпускные клапана первого цилиндра данного двигателя требуют ремонта, а выпускной клапан четвертого цилиндра и впускной клапан второго цилиндра требуют регулирования. В результате разборки было установлено, что гидротолкатели оказались дефектными, что приводило к интенсивным ударам из-за больших зазоров. После замены гидротолкателей и соответствующего регулирования стуки в двигателе исчезли.As the diagnostic results show, the intake and exhaust valves of the first cylinder of this engine require repair, and the exhaust valve of the fourth cylinder and the intake valve of the second cylinder require regulation. As a result of disassembly, it was found that the hydraulic pushers were defective, which led to intense shocks due to large gaps. After replacing the hydraulic pushers and the corresponding regulation knocks in the engine disappeared.
Пример 4. В двигателе автомобиля VOLVO 840 наблюдалась вибрация неизвестной локализации. После обследования с помощью виброщупа была выявлена повышенная модуляция на корпусе гидроусилителя руля. Диагноз проводили для спектра частот от О до 500 ГЦ, при количестве усреднений равном 4, частоте фильтра - 6300 Гц, частоте вращения вала - 15.900 Гц.Example 4. In the engine of a VOLVO 840, vibration of unknown location was observed. After examination using a vibration probe, increased modulation was detected on the power steering housing. The diagnosis was carried out for a frequency spectrum from O to 500 Hz, with an averaging amount of 4, a filter frequency of 6300 Hz, a shaft rotation frequency of 15.900 Hz.
Результаты диагноза в виде характеристики сигналов и распечатки конечного диагноза представлены на фиг. 9 и фиг. 10.The results of the diagnosis in the form of signal characteristics and printouts of the final diagnosis are presented in FIG. 9 and FIG. 10.
Величина модифицированного пик-фактора составила 70 децибел (фиг. 10), что соответствует неудовлетворительному состоянию агрегата. Более детальный анализ (с проведением спектрального анализа огибающей вибросигнала) показал сильный износ подшипника передней опоры насоса. Разборка подтвердила дефект подшипника качения, радиальный люфт которого составил 0,5 мм.The value of the modified peak factor was 70 decibels (Fig. 10), which corresponds to the unsatisfactory state of the unit. A more detailed analysis (with spectral analysis of the envelope of the vibration signal) showed strong wear of the bearing of the front pump support. Dismantling confirmed the rolling bearing defect, the radial play of which was 0.5 mm.
Пример 5. Проводили виброакустическую диагностику (определение технического состояния) двигателя автомобиля VOLVO 740 (номерной знак h073), пробег которого составил 240 тыс. километров и при работе которого прослушивались стуки неясного происхождения. Условия примера и результаты диагноза аналогичны Примеру 2.Example 5. Vibro-acoustic diagnostics (determination of the technical condition) of the VOLVO 740 car engine (license plate number h073) was carried out, the mileage of which was 240 thousand kilometers, and knocks of unknown origin were heard during operation. The conditions of the example and the results of the diagnosis are similar to Example 2.
Результаты распечатки сипналов диагностики поршневой и шатуннокривошипной групп, а также соответствующая им распечатка итогового диагноза двигателя данного автомобиля представлены на фиг. 11 и фиг. 12.The results of the printout of the diagnostic logs of the piston and connecting rod crank groups, as well as the corresponding printout of the final diagnosis of the engine of this vehicle are presented in FIG. 11 and FIG. 12.
СООТВЕТСТВИЕ КРИТЕРИЯМ ОХРАНОСПОСОБНОСТИ.COMPLIANCE WITH ELIGIBILITY CRITERIA.
В целом, учитывая новизну и неочивидность полезной модели (доказанную в разделе «Уровень техники и «Сущность полезной модели), существенность всех общих и частных признаков полезной модели и их достаточность для достижения требуемого технического результата (доказанные в разделе «Раскрытие сущности полезной модели), а также показанную в разделе «Примеры реализации полезной модели и промышленная применимость практическуюIn general, given the novelty and innocence of a utility model (proved in the section “Prior Art and the Essence of a Utility Model), the materiality of all general and particular features of a utility model and their sufficiency to achieve the required technical result (proved in the section“ Disclosure of the utility model), and also shown in the section "Examples of the implementation of the utility model and practical industrial applicability
осуществимость полезной модели и уверенное решение поставленных задач, заявленная полезной модели, по нашему мнению, удовлетворяет всем требованиям охраноспособности, предъявляемым к полезным моделям.the feasibility of the utility model and the confident solution of the tasks stated, the claimed utility model, in our opinion, meets all the eligibility requirements for utility models.
Таким образом, есть все основания утверждать, что полезная модель соответствует требованиям критерия охраноспособности («новизны, «изобретательского уровня и «промышленной применимости, а проведенный анализ показывает, что все общие и частные признаки полезной модели являются существенными, так как каждый из них необходим, а все вместе они не только достаточны для достижения требуемого технического результата, но и позволяют реализовать полезную модель промышленным способом.Thus, there is every reason to assert that the utility model meets the requirements of the eligibility criterion ("novelty," inventive step and "industrial applicability, and the analysis shows that all the general and particular features of the utility model are essential, since each of them is necessary, and all together they are not only sufficient to achieve the desired technical result, but also allow you to implement a useful model in an industrial way.
99 пив 5 1699 beers 5 16
Claims (11)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU99121293/20U RU13426U1 (en) | 1999-10-04 | 1999-10-04 | DEVICE FOR DIAGNOSTIC OF TECHNICAL CONDITION OF THE INTERNAL COMBUSTION ENGINE AND / OR CAR TRANSMISSION |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU99121293/20U RU13426U1 (en) | 1999-10-04 | 1999-10-04 | DEVICE FOR DIAGNOSTIC OF TECHNICAL CONDITION OF THE INTERNAL COMBUSTION ENGINE AND / OR CAR TRANSMISSION |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU13426U1 true RU13426U1 (en) | 2000-04-10 |
Family
ID=48274649
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU99121293/20U RU13426U1 (en) | 1999-10-04 | 1999-10-04 | DEVICE FOR DIAGNOSTIC OF TECHNICAL CONDITION OF THE INTERNAL COMBUSTION ENGINE AND / OR CAR TRANSMISSION |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU13426U1 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2451628C2 (en) * | 2007-11-29 | 2012-05-27 | Эйрбас Оперэйшнз Гмбх | Method of testing valve control system and device to this end |
| US8423313B2 (en) | 2007-11-29 | 2013-04-16 | Airbus Operations Gmbh | Method and apparatus for testing valve control system |
| CN113566811A (en) * | 2021-06-30 | 2021-10-29 | 武汉港迪电气有限公司 | Data filtering fusion algorithm and device based on multi-path position detection sensor |
-
1999
- 1999-10-04 RU RU99121293/20U patent/RU13426U1/en active
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2451628C2 (en) * | 2007-11-29 | 2012-05-27 | Эйрбас Оперэйшнз Гмбх | Method of testing valve control system and device to this end |
| US8423313B2 (en) | 2007-11-29 | 2013-04-16 | Airbus Operations Gmbh | Method and apparatus for testing valve control system |
| CN113566811A (en) * | 2021-06-30 | 2021-10-29 | 武汉港迪电气有限公司 | Data filtering fusion algorithm and device based on multi-path position detection sensor |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5646340A (en) | Analytical tachometers | |
| US10844786B2 (en) | Method for the predictive maintenance of internal combustion engine components by means of a structure-borne sound sensor | |
| US5862507A (en) | Real-time misfire detection for automobile engines with medium data rate crankshaft sampling | |
| CN103827468B (en) | Systems and methods for diagnosing an engine | |
| US5400648A (en) | Process and device for measuring the variation in internal pressure in the cylinder of a piston engine | |
| US7487679B2 (en) | Vehicle vibration analyzer | |
| CN101782464B (en) | Method and instrument thereof for acoustic diagnosis of automobile engine | |
| RU2165605C1 (en) | Method of and device for diagnosing condition of internal combustion engine and/or transmission of automobile | |
| US20140107905A1 (en) | Method for diagnosing a supercharging system of internal combustion engines | |
| US6314802B1 (en) | Optimal engine speed compensation method used in misfire detection | |
| US4102181A (en) | Procedure for determining the starting point of fuel injection especially for running internal-combustion engines | |
| RU13426U1 (en) | DEVICE FOR DIAGNOSTIC OF TECHNICAL CONDITION OF THE INTERNAL COMBUSTION ENGINE AND / OR CAR TRANSMISSION | |
| EP0715160B1 (en) | Internal combustion engine detonation indication system | |
| CN112284720B (en) | Acoustic test-based fault diagnosis method for central transmission bevel gear of aircraft engine | |
| CN201622112U (en) | Automobile engine acoustics diagnosis instrument | |
| US5528930A (en) | Engine misfire detection system and method | |
| US4133205A (en) | Identification of engine cylinder having fault | |
| Komorska | A Vibroacoustic diagnostic system as an element improving road transport safety | |
| JPH0219301B2 (en) | ||
| RU2110781C1 (en) | Method of forecasting of mechanical condition of intershaft antifriction bearing in twin-shaft turbomachine | |
| GB2260194A (en) | Engine health monitoring system using crankshaft velocity variation measurements | |
| Jayasooriya et al. | Vibration analysis to detect and locate engine misfires | |
| Calvo et al. | Controlling combustion noise in direct injection diesel engine through mechanical vibration measurement | |
| Merkisz et al. | The application of the deterministic chaos method in the assessment of the combustion process in diesel engines fitted in non-road vehicles | |
| JP3305773B2 (en) | Seizure prediction device for internal combustion engine |