RU2694108C1 - Method for determining technical state of internal combustion engines and device for its implementation - Google Patents
Method for determining technical state of internal combustion engines and device for its implementation Download PDFInfo
- Publication number
- RU2694108C1 RU2694108C1 RU2018118426A RU2018118426A RU2694108C1 RU 2694108 C1 RU2694108 C1 RU 2694108C1 RU 2018118426 A RU2018118426 A RU 2018118426A RU 2018118426 A RU2018118426 A RU 2018118426A RU 2694108 C1 RU2694108 C1 RU 2694108C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- engine
- acceleration
- additional equipment
- cylinders
- cylinder
- Prior art date
Links
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 title claims abstract description 33
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 17
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 claims abstract description 267
- 239000000446 fuel Substances 0.000 claims abstract description 83
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims abstract description 28
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 claims abstract description 19
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims abstract description 11
- 230000008859 change Effects 0.000 claims description 7
- 230000009471 action Effects 0.000 claims description 5
- 238000009434 installation Methods 0.000 claims description 4
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 claims description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 12
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 12
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 7
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 5
- 230000008569 process Effects 0.000 description 4
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 3
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 3
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 2
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 2
- 238000003745 diagnosis Methods 0.000 description 2
- 238000012935 Averaging Methods 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 230000002950 deficient Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 230000036039 immunity Effects 0.000 description 1
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 1
- 239000003550 marker Substances 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 230000002085 persistent effect Effects 0.000 description 1
- 239000000700 radioactive tracer Substances 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 229910052702 rhenium Inorganic materials 0.000 description 1
- WUAPFZMCVAUBPE-UHFFFAOYSA-N rhenium atom Chemical compound [Re] WUAPFZMCVAUBPE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000033764 rhythmic process Effects 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
- 238000013519 translation Methods 0.000 description 1
- 238000012800 visualization Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01M15/00—Testing of engines
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01M15/00—Testing of engines
- G01M15/04—Testing internal-combustion engines
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области приборостроения и может быть использовано для определения технического состояния двигателей внутреннего сгорания (ДВС) с дополнительным штатным оборудованием, в частности, к определению неравномерности работы цилиндров и неуравновешенности ДВС.The invention relates to the field of instrumentation and can be used to determine the technical condition of internal combustion engines (ice) with additional standard equipment, in particular, to determine the unevenness of the cylinder and the imbalance of the engine.
Известен способ оценки неравномерности работы ДВС [1], заключающийся в том, что устанавливают номинальную частоту вращения коленчатого вала двигателя без нагрузки, измеряют амплитуду гармонической составляющей углового ускорения коленчатого вала, совпадающей с частотой цикла работы двигателя, и амплитуды заданных гармонических составляющих частоты вращения, затем измеряют амплитуду гармонической составляющей углового ускорения коленчатого вала, совпадающей с четвертой гармоникой частоты вращения, находят отношения амплитуд измеренных гармоник к амплитуде этой гармоники, после чего двигатель нагружают и осуществляют на номинальной частоте вращения повторные измерения амплитуд гармоник и рассчитывают их отношения, а по разности отношений под нагрузкой и на холостом ходу оценивают неравномерность.There is a method of assessing the irregularity of the internal combustion engine [1], which consists in setting the nominal rotational speed of the engine crankshaft without load, measuring the amplitude of the harmonic component of the angular acceleration of the crankshaft, which coincides with the frequency of the engine operation cycle, and the amplitude of the given harmonic components of the rotational speed, then measure the amplitude of the harmonic component of the angular acceleration of the crankshaft, which coincides with the fourth harmonic of the rotational speed, find the ratios of the amplitudes measured harmonics to the amplitude of this harmonic, after which the engine is loaded and carried out at the nominal frequency of rotation, repeated measurements of the amplitudes of the harmonics and calculate their relationship, and the difference in the ratio under load and at idle rate unevenness.
Недостатком известного способа является сложность и трудоемкость, вызванные необходимостью многократных измерений и нагрузки двигателя.The disadvantage of this method is the complexity and complexity, due to the need for multiple measurements and engine load.
Известен способ оценки неравномерности работы ДВС [2], выбранный нами за прототип и заключающийся в том, что непрерывно измеряют при многократных разгонах и выбегах двигателя без нагрузки средние значения в цикле работы двигателя, а также на рабочем такте каждого цилиндра, угловые скорости и ускорения коленчатого вала, измеряют амплитуды заданных гармонических составляющих ускорения, непрерывно измеряют в режиме разгона от минимальной частоты вращения холостого хода до максимальной в цикле работы двигателя с привязкой по углу поворота коленчатого вала мгновенные значения угловых скорости и ускорения коленчатого вала, выделяют заданные гармонические составляющие ускорения, аналогично измеряют скорости и ускорения в режиме выбега от максимальной до минимальной частоты вращения и при достижении двигателем заданной частоты вращения вычитают из ускорения разгона эти гармонические составляющие и ускорение выбега, определяют средние значения полученных величин в каждом цилиндре за рабочий ход его поршня и по их соотношению судят о степени неравномерности работы цилиндров, а по амплитудам заданных гармонических составляющих - о степени неуравновешенности двигателя.There is a method of estimating the irregularity of the internal combustion engine [2], chosen by us for the prototype and consisting in the fact that during repeated accelerations and engine overruns without load, the average values in the engine operation cycle, as well as on the working stroke of each cylinder, the angular velocity and acceleration of the crank shaft, measure the amplitudes of the specified harmonic components of the acceleration, continuously measured in the acceleration mode from the minimum idling speed to the maximum in the engine cycle with reference to the angle of rotation crankshaft instantaneous values of angular velocity and acceleration of the crankshaft, allocate specified harmonic acceleration components, similarly measure speeds and accelerations in the coasting mode from maximum to minimum rotational speed and when the engine reaches the specified rotational speed, deduct these acceleration components and acceleration of acceleration the average values of the obtained values in each cylinder for the working stroke of its piston and by their ratio judge the degree of irregularity of work of the cylinder moat, and the amplitudes of the harmonic components of the set - on the degree of unbalance of the engine.
Недостатком известного способа является сложность и трудоемкость, низкая точность и достоверность определения технического состояния ДВС в эксплуатационных условиях, вызванные влиянием дополнительного штатного оборудования, реализация известного способа требует демонтажа этого оборудования и установки ДВС на испытательный стенд.The disadvantage of this method is the complexity and complexity, low accuracy and accuracy of determining the technical condition of the internal combustion engine under operating conditions caused by the influence of additional standard equipment, the implementation of this method requires the dismantling of this equipment and the installation of internal combustion engines on the test bench.
Известно устройство [3] для измерения мощности цилиндров двигателя внутреннего сгорания, содержащее датчик частоты вращения вала двигателя, селектор уровня, последовательно соединенные датчик синхронизации, блок формирования начала отсчета угловых меток цикла и блок синхронизации начала отсчета угловых меток, дифференциатор, задатчик номеров угловых меток цилиндров, индикатор, преобразователь временного интервала в код, регистр временного хранения, блок регистров сигнала, блок вычисления среднего значения частоты вращения за цикл, задатчик частоты измерения мощности, блок хранения ускорений и вычисления коэффициента неравномерности, генератор тактовых импульсов, схему подготовки к работе, причем датчик частоты вращения связан с первым сигнальным входом преобразователя временного интервала в код, первый информационный и второй управляющий выходы которого соединены соответственно с первым информационным и вторым управляющим входами регистра временного хранения, третий управляющий вход которого соединен с выходом блока синхронизации начала отсчета угловых меток, выход регистра временного хранения связан с первым сигнальным входом блока регистров сигнала, второй и третий управляющие входы которого соединены соответственно с задатчиком угловых меток цикла и выходом задатчика номеров угловых меток цилиндров, один из выходов блока регистров сигнала через блок вычисления среднего значения частоты вращения за цикл связан с одним из входов селектора уровня, второй вход которого соединен с задатчиком частоты измерения мощности, а выход - с первым входом задатчика номеров угловых меток цилиндров и с четвертым управляющим входом блока регистров сигнала, второй выход блока регистров сигнала соединен с первым сигнальным входом дифференциатора, первый выход которого через блок хранения ускорений и вычисления коэффициента неравномерности связан с индикатором, а второй выход - со вторым входом задатчика номеров угловых меток цилиндров, вторые управляющие входы преобразователя временного интервала в код и дифференциатора соединены с выходом генератора тактовых импульсов, установочные входы: третий дифференциатора, вторые блока синхронизации начала отсчета угловых меток и блока вычисления среднего значения частоты вращения за цикл, четвертый регистра временного хранения, пятый блока регистров сигнала соединены со схемой подготовки к работе, блок преобразователя временного интервала в код содержит триггер управления записью, две схемы совпадений, счетчик тактовых импульсов и счетчик управления записью, причем первый счетный вход триггера управления записью является первым сигнальным входом преобразователя временного интервала в код, выходы триггера управления записью соединены соответственно с первыми входами схем совпадений, вторые входы которых соединены между собой и являются вторым управляющим входом преобразователя временного интервала в код, выход первой схемы совпадения связан с первым счетным входом счетчика тактовых импульсов, а выход второй - со счетным входом счетчика управления записью, первый выход которого является вторым управляющим входом регистра временного хранения, второй выход соединен со вторым управляющим входом счетчика тактовых импульсов, а третий выход - со вторым управляющим входом триггера управления записью.A device [3] is known for measuring the power of the cylinders of an internal combustion engine, comprising an engine shaft speed sensor, a level selector, a synchronized sensor connected in series, a unit for forming the origin of angular marks of a cycle and a unit for synchronizing the origin of angular marks, a differentiator, a unit for numbers of angular marks of cylinders , indicator, time interval into code converter, temporary storage register, signal register block, unit for calculating the average rotation speed per cycle, h a power measurement frequency sensor, a unit for storing accelerations and calculating the irregularity coefficient, a clock pulse generator, a preparation for operation, the speed sensor being connected to the first signal input of the time converter in the code, the first information and second control outputs of which are connected respectively to the first information and the second control inputs of the temporary storage register, the third control input of which is connected to the output of the synchronization block of the origin of the angular methods k, the output of the temporary storage register is connected to the first signal input of the signal register unit, the second and third control inputs of which are connected respectively to the unit of the corner marks of the cycle and the output of the unit of the numbers of corner marks of the cylinders, one of the outputs of the block of signal registers through the unit calculating the average rotational speed the cycle is connected to one of the inputs of the level selector, the second input of which is connected to the setpoint frequency measurement power, and the output - to the first input setpoint numbers of angular labels of cylinders and the fourth control input of the signal register unit, the second output of the signal register unit is connected to the first signal input of the differentiator, the first output of which is connected to the indicator through the acceleration storage unit and the calculation of the unevenness coefficient, and the second output to the second input of the unit of the angular marks of the cylinders, the second control inputs the time converter in the code and the differentiator are connected to the output of the clock, setting inputs: the third differentiator, the second sync blocks Onionization of the beginning of the counting of the corner marks and the computing unit of the average rotational speed per cycle, the fourth temporary storage register, the fifth block of signal registers are connected to the preparation for work circuit, the time interval to code converter unit contains a write control trigger, two coincidence circuits, a clock counter, and write control counter, the first counting input of the write control trigger is the first signal input of the time interval converter to the code, the output outputs of the control trigger the records are connected respectively to the first inputs of the coincidence circuits, the second inputs of which are interconnected and are the second control input of the time converter to the code, the output of the first coincidence circuit is connected with the first counting input of the clock counter, and the output of the second one, The first output of which is the second control input of the temporary storage register, the second output is connected to the second control input of the clock counter, and the third output is connected to the second one the ruling input of the record control trigger.
Недостатком известного устройства является низкая точность, особенно при определении неравномерности работы цилиндров и неуравновешенности многоцилиндровых двигателей, имеющих повышенный коэффициент неравномерности или неработающие (отключенные) отдельные цилиндры, из-за значительного замедления вращения коленчатого вала в течение рабочих ходов неисправных (с заниженной мощностью) или отключенных цилиндров, которое распространяется на соседние (согласно диаграмме распределения вспышек) цилиндры и вносит искажения при измерении составляющих ускорений коленчатого вала, определяемых работой этих цилиндров.A disadvantage of the known device is low accuracy, especially when determining the uneven operation of the cylinders and the imbalance of multi-cylinder engines with an increased unevenness ratio or idle (disconnected) individual cylinders, due to a significant deceleration of the rotation of the crankshaft during working strokes of faulty (low power) or disabled cylinders, which extends to neighboring (according to the distribution diagram of the flashes) cylinders and introduces distortions in the measurement leaving crankshaft accelerations determined work of the cylinders.
Известно устройство [2] для определения технического состояния двигателей внутреннего сгорания, выбранное нами за прототип и содержащее датчик частоты вращения коленчатого вала двигателя, первый и второй селекторы уровня, датчик синхронизации, блок формирования начала отсчета угловых меток, блок синхронизации начала отсчета угловых меток, задатчики угловых меток цикла и номеров угловых меток цилиндров, индикатор, первый и второй дифференциаторы, преобразователь временного интервала в код, регистр временного хранения, блоки регистров сигнала и вычисления среднего значения частоты вращения за цикл, задатчик частоты измерения мощности, задатчик номеров гармоник и уровня неуравновешенности, блок хранения ускорений и вычисления коэффициента неравномерности, генератор тактовых импульсов, схему подготовки к работе, блок цифровых перестраиваемых фильтров, вычислитель среднего значения и максимумов, причем датчик частоты вращения связан с первым сигнальным входом преобразователя временного интервала в код, первый информационный и второй управляющий выходы которого соединены соответственно с первым информационным и вторым управляющим входами регистра временного хранения, третий управляющий вход которого соединен с выходом блока синхронизации начала отсчета угловых меток, выход регистра временного хранения связан с первым сигнальным входом блока регистров сигнала, второй и третий управляющие входы которого соединены соответственно с задатчиком угловых меток цикла и выходом задатчика номеров угловых меток цилиндров, один из выходов блока регистров сигнала через блок вычисления среднего значения частоты за цикл связан с одним из входов первого селектора уровня, второй вход которого соединен с задатчиком частоты измерения мощности, а выход - с первым входом задатчика номеров угловых меток цилиндров и с четвертым управляющим входом блока регистров сигнала, второй выход блока регистров сигнала соединен с первым сигнальным входом первого дифференциатора, первый выход которого через блок хранения ускорений и вычисления коэффициента неравномерности связан с первым входом индикатора, а второй выход - с вторым входом задатчика номеров угловых меток цилиндров, вторые управляющие входы преобразователя временного интервала в код и первого дифференциатора соединены с выходом генератора тактовых импульсов, установочные входы: третий первого дифференциатора, вторые блока синхронизации начала отсчета угловых меток и блока вычисления среднего значения частоты вращения за цикл, четвертый регистра временного хранения, пятый блока регистров сигнала соединены со схемой подготовки к работе, причем датчик синхронизации последовательно соединен с блоком формирования начала отсчета угловых меток и блоком синхронизации начала отсчета угловых меток, причем выход блока регистров сигнала через второй дифференциатор связан с первым входом блока перестраиваемых цифровых фильтров, второй и третий входы которого соединены соответственно с выходами задатчика номеров угловых меток цилиндров и блока вычисления среднего значения частоты вращения за цикл, четвертый вход которого соединен с задатчиком номеров гармоник, а выход - с входом вычислителя среднего значения и максимумов, первый и второй выходы которого соединены со вторыми входами блока хранения ускорений и вычисления коэффициента неравномерности и второго селектора уровня, первый вход которого связан с задатчиком уровня неуравновешенности, выход - со вторым входом индикатора.A device [2] is known for determining the technical condition of internal combustion engines, chosen by us for the prototype and containing the engine crankshaft speed sensor, the first and second level selectors, the synchronization sensor, the unit for forming the origin of the angle marks, the synchronization unit for the origin of the angle marks, setting devices angular cycle labels and cylinder angular label numbers, indicator, first and second differentiators, time interval to code converter, temporary storage register, register blocks signal and calculation of the average rotational speed per cycle, frequency measurement power setting unit, harmonic number and unbalance level setting unit, acceleration storage unit and unevenness calculation, clock generator, preparation for work circuit, tunable digital filter unit, average value calculator and maxima, moreover, the rotational speed sensor is connected with the first signal input of the time interval converter to the code, the first informational and second control outputs of which are soy dinene, respectively, with the first information and second control inputs of the temporary storage register, the third control input of which is connected to the output of the synchronization block of the origin of the corner marks, the output of the temporary storage register is connected to the first signal input of the signal register block, the second and third control inputs of which are connected respectively to the setting device corner marks of the cycle and the output of the dial of numbers of angular marks of the cylinders, one of the outputs of the block of signal registers through the block calculating the average value of h Frequency cycle is connected to one of the inputs of the first level selector, the second input of which is connected to the frequency measurement power control unit, and the output is connected to the first input of the cylinder angle mark number generator and to the fourth control input of the signal register block, the second output of the signal register block is connected to the first the signal input of the first differentiator, the first output of which is connected to the first input of the indicator through the block for storing accelerations and calculating the irregularity coefficient, and the second output to the second input of the setpoint generator the main cylinder marks, the second control inputs of the time converter into the code and the first differentiator are connected to the output of the clock generator, the installation inputs: the third of the first differentiator, the second synchronization block of the starting point of the angular marks and the computing unit of the average speed for a cycle, the fourth temporary storage register , the fifth block of signal registers is connected to the preparatory circuit for operation, and the synchronization sensor is connected in series with the initial formation unit o counting the corner marks and the synchronization block of the start of the counting of the corner marks, the output of the signal register unit through the second differentiator is connected to the first input of the tunable digital filter block, the second and third inputs of which are connected respectively to the outputs of the unit of the angular marks number of the cylinders and the cycle, the fourth input of which is connected to the setpoint generator of harmonics, and the output is connected to the input of the mean and maximum calculator, the first and second outputs of which are connected They are unused with the second inputs of the acceleration storage unit and the calculation of the unevenness coefficient and the second level selector, the first input of which is connected to the unbalance level adjuster, the output is connected to the second indicator input.
Недостатком известного устройства является низкая точность определения технического состояния ДВС, особенно при определении неравномерности работы цилиндров и неуравновешенности многоцилиндровых двигателей в условиях эксплуатации, имеющих повышенный коэффициент неравномерности или неработающие (отключенные) отдельные цилиндры, из-за замедления вращения коленчатого вала в течение рабочих ходов цилиндров, а также из-за увеличения механических потерь, возможно различными на рабочих участках цилиндров, которые вызваны дополнительным штатным оборудованием, вносящим искажения при измерении составляющих ускорений коленчатого вала, определяемых работой этих цилиндров.A disadvantage of the known device is the low accuracy of determining the technical condition of the internal combustion engine, especially when determining the unevenness of the cylinders and the imbalance of multi-cylinder engines in operating conditions with an increased coefficient of unevenness or non-working (disconnected) individual cylinders, due to slowing down of the crankshaft rotation and also because of the increase in mechanical losses, possibly different in the working sections of the cylinders, which are caused by additional m standard equipment that introduces distortions in the measurement of the components of the accelerations of the crankshaft, determined by the operation of these cylinders.
Задача заявляемого технического решения - снижение трудоемкости и повышение точности диагностирования при определении технического состояния двигателей внутреннего сгорания с дополнительным оборудованием в эксплуатационных условиях.The objective of the proposed technical solution is to reduce the complexity and improve the accuracy of diagnosis when determining the technical condition of internal combustion engines with additional equipment in operating conditions.
Предложенное техническое решение по сравнению с прототипом позволяет в эксплуатационных условиях значительно снизить трудоемкость определения технического состояния двигателей внутреннего сгорания с дополнительным оборудованием в эксплуатационных условиях, в частности, неравномерности работы и неуравновешенности многоцилиндровых двигателей путем повышения точности диагностирования за счет исключения влияния дополнительного оборудования, вносящего искажения при измерении составляющих ускорений коленчатого вала, определяемых работой этих цилиндров. Кроме того, предложенное техническое решение позволяет в эксплуатационных условиях повысить точность диагностирования дополнительного штатного оборудования без его демонтажа.The proposed technical solution compared with the prototype allows in operating conditions to significantly reduce the complexity of determining the technical condition of internal combustion engines with additional equipment in operating conditions, in particular, uneven operation and unbalance of multi-cylinder engines by improving the accuracy of diagnosis by eliminating the influence of additional equipment, making measuring the components of the crankshaft accelerations determined the work of these cylinders. In addition, the proposed technical solution allows in operational conditions to improve the accuracy of diagnosing additional standard equipment without dismantling it.
Поставленная задача в способе решается тем, что при многократных разгонах от минимальной частоты вращения холостого хода до максимальной без нагрузки в цикле работы, а также на рабочем такте каждого цилиндра двигателя с дополнительным оборудованием, с привязкой по углу поворота коленчатого вала непрерывно измеряют часовой расход топлива, а также мгновенные значения угловых скорости и ускорения коленчатого вала, выделяют заданные гармонические составляющие ускорения, в том числе гармонические составляющие ускорения, вызванные неуравновешенными регулярными силами и моментами, вычитают из ускорения разгона эти гармонические составляющие, определяют средние значения полученных величин в каждом цилиндре за рабочий ход его поршня, а также в цикле работы двигателя, при достижении двигателем заданной частоты вращения определяют часовой расход топлива, по соотношению часовых расходов топлива измеренного и характерного для двигателя в нормальном техническом состоянии определяют коэффициент потерь мощности на дополнительное оборудование, относят средние значения полученных величин ускорений в каждом цилиндре за рабочий ход его поршня, а также в цикле работы двигателя, к этому коэффициенту и по соотношению полученных величин судят о распределении эффективной мощности по цилиндрам, а по амплитудам измеренных заданных гармонических составляющих – о степени неуравновешенности двигателя с дополнительным оборудованием, при многократных выбегах от максимальной до минимальной частоты вращения холостого хода без нагрузки в цикле работы, а также на рабочем такте каждого цилиндра, двигателя с дополнительным оборудованием непрерывно измеряют с привязкой по углу поворота коленчатого вала мгновенные значения угловых скорости и ускорения коленчатого вала и при достижении двигателем заданной частоты вращения вычитают из ускорения разгона коленчатого вала эти ускорения выбега, определяют средние значения полученных величин ускорений в каждом цилиндре за рабочий ход его поршня, а также в цикле работы двигателя, по соотношению этих величин судят о распределении индикаторной мощности по цилиндрам. The task in the method is solved by the fact that during multiple accelerations from the minimum idling speed to the maximum without load in the work cycle, as well as at the working stroke of each engine cylinder with additional equipment, the crankshaft angle is continuously measured at the crankshaft angle, as well as the instantaneous values of the angular velocity and the acceleration of the crankshaft, emit the specified harmonic components of acceleration, including the harmonic components of acceleration caused by unbalance with harmonized regular forces and moments, these harmonic components are subtracted from acceleration of acceleration, determine the average values of the values obtained in each cylinder for the stroke of its piston, as well as in the engine cycle, when the engine reaches the specified rotational speed, determine the hourly fuel consumption fuel measured and characteristic of the engine in the normal technical condition determine the power loss factor for additional equipment, include the average values of gender The acceleration values in each cylinder for the working stroke of its piston, as well as in the engine cycle, to this coefficient and the ratio of the obtained values judge the distribution of effective power over the cylinders, and the amplitudes of the measured given harmonic components - the degree of unbalance of the engine with additional equipment , with multiple run-ups from maximum to minimum idling speed without load in the work cycle, as well as at the working stroke of each cylinder, engine with additional The instantaneous angular velocities and accelerations of the crankshaft are continuously measured with reference to the angle of rotation of the crankshaft, and when the engine reaches a predetermined rotational speed these accelerations of the acceleration in each cylinder determine the average values of the obtained accelerations in each cylinder , as well as in the cycle of the engine, the ratio of these values is judged on the distribution of the indicator power cylinders.
При многократных разгонах от минимальной частоты вращения холостого хода до максимальной без нагрузки в цикле работы двигателя с дополнительным оборудованием, а также на рабочем такте каждого цилиндра, с привязкой по углу поворота коленчатого вала непрерывно измеряют мгновенные значения угловых скорости и ускорения коленчатого вала, выделяют заданные гармонические составляющие ускорения, в том числе гармонические составляющие ускорения, вызванные неуравновешенными регулярными силами и моментами, аналогично измеряют скорости и ускорения в режиме выбега от максимальной до минимальной частоты вращения и при достижении двигателем заданной частоты вращения вычитают из ускорения разгона эти гармонические составляющие, определяют средние значения полученных величин ускорений в каждом цилиндре за рабочий ход его поршня, а также в цикле работы двигателя, по отношению полученных ускорений разгона и суммы этих ускорений и ускорений в режиме выбега на рабочем такте каждого цилиндра двигателя с дополнительным оборудованием определяют механический коэффициент полезного действия каждого цилиндра, а по аналогичному отношению в цикле определяют механический коэффициент полезного действия двигателя в целом с дополнительным оборудованием, по отношению полученных механических коэффициентов полезного действия и коэффициента потерь мощности на дополнительное оборудование определяют механические коэффициенты полезного действия каждого цилиндра и двигателя в целом без дополнительного оборудования, по обратным величинам умноженных удельного расхода топлива, характерного для двигателя в нормальном техническом состоянии, и полученных механических коэффициентов полезного действия каждого цилиндра и двигателя в целом без дополнительного оборудования определяют индикаторные коэффициенты полезного действия каждого цилиндра и двигателя в целом без дополнительного оборудования, по отклонению полученных механических коэффициентов полезного действия дополнительного оборудования, а также механических и индикаторных коэффициентов полезного действия цилиндров и двигателя в целом без дополнительного оборудования, от аналогичных величин, характерных для двигателя в нормальном техническом состоянии, судят об изменении технического состояния соответственно дополнительного оборудования, цилиндров и двигателя в целом.With multiple accelerations from the minimum idling speed to maximum without load, the engine’s running time with additional equipment, as well as at the working stroke of each cylinder, with a reference to the angle of rotation of the crankshaft, continuously measure the instantaneous values of the angular velocity and acceleration of the crankshaft; acceleration components, including harmonic acceleration components, caused by unbalanced regular forces and moments, similarly measure speeds and accelerations rhenium in the overrun mode from maximum to minimum speed and when the engine reaches a predetermined rotational speed subtracts these harmonic components from acceleration of acceleration, determines the average values of the obtained acceleration values in each cylinder for its piston stroke, as well as in the engine operation cycle, acceleration accelerations and the sum of these accelerations and accelerations in coasting mode at the working stroke of each engine cylinder with additional equipment determine the mechanical coefficient of the useful The actions of each cylinder, and the mechanical efficiency of the engine as a whole with additional equipment determine by a similar ratio in the cycle, the mechanical efficiency factors of each cylinder and the engine as a whole without additional equipment determine the mechanical efficiency factors obtained for the additional equipment , on the inverse of the multiplied specific fuel consumption characteristic of the engine in normal technology the overall condition, and the obtained mechanical efficiency of each cylinder and the engine as a whole without additional equipment, determine the indicator efficiency of each cylinder and the engine as a whole without additional equipment, by the deviation of the obtained mechanical efficiency factors of the additional equipment, as well as mechanical and indicator efficiency factors the action of the cylinder and the engine as a whole without additional equipment, from similar values, arakternyh motor in the normal condition, judging the technical state change accordingly additional equipment, cylinders and engine as a whole.
При многократных разгонах от минимальной частоты вращения холостого хода до максимальной без нагрузки на рабочем такте каждого цилиндра двигателя с дополнительным штатным оборудованием непрерывно измеряют цикловую подачу топлива по секциям топливного насоса, а также с привязкой по углу поворота коленчатого вала мгновенные значения угловых скорости и ускорения коленчатого вала, выделяют заданные гармонические составляющие ускорения, аналогично измеряют скорости и ускорения в режиме выбега от максимальной до минимальной частоты вращения и при достижении двигателем заданной частоты вращения вычитают из ускорения разгона эти гармонические составляющие, определяют средние значения полученных величин ускорений в каждом цилиндре за рабочий ход его поршня, по отношению полученного ускорения разгона и суммы этого ускорения и ускорения в режиме выбега на рабочем такте каждого цилиндра двигателя с дополнительным оборудованием определяют механический коэффициент полезного действия каждого цилиндра, при достижении двигателем заданной частоты вращения определяют цикловую подачу топлива по секциям топливного насоса, по соотношению цикловых подач топлива по секциям топливного насоса измеренного и характерного для двигателя в нормальном техническом состоянии определяют механический коэффициент полезного действия дополнительного оборудования, умножают средние значения полученных величин ускорений в каждом цилиндре за рабочий ход его поршня на этот коэффициент и по полученным значениям ускорений определяют динамические мощности отдельных цилиндров, по их соотношению судят о степени неравномерности работы цилиндров, а по амплитудам заданных гармонических составляющих - о степени неуравновешенности двигателя, по отношению полученных механических коэффициентов полезного действия каждого цилиндра и механического коэффициента полезного действия дополнительного оборудования определяют механические коэффициенты полезного действия каждого цилиндра без дополнительного оборудования, по обратным величинам умноженных удельного расхода топлива, характерного для двигателя в нормальном техническом состоянии, и полученных механических коэффициентов полезного действия каждого цилиндра и двигателя в целом без дополнительного оборудования определяют индикаторные коэффициенты полезного действия каждого цилиндра и двигателя в целом без дополнительного оборудования, по отклонению полученных механических коэффициентов полезного действия дополнительного оборудования, а также механических и индикаторных коэффициентов полезного действия цилиндров и двигателя в целом без дополнительного оборудования, от этих величин, характерных для двигателя в нормальном техническом состоянии, судят об изменении технического состояния соответственно дополнительного оборудования, цилиндров и двигателя в целом.With multiple accelerations from the minimum idling speed to maximum without load, the cycle fuel supply through sections of the fuel pump, as well as with the rotation angle of the crankshaft, instantaneous angular velocities and acceleration of the crankshaft is continuously measured at no load at the working stroke of each engine cylinder. , allocate the specified harmonic components of acceleration, similarly measure the speeds and accelerations in the run-up mode from the maximum to the minimum frequency of rotation. When the engine reaches a predetermined rotational speed, these harmonic components are subtracted from the acceleration acceleration, determine the average values of the obtained acceleration values in each cylinder for the working stroke of its piston, in relation to the acceleration acceleration obtained and the sum of this acceleration and acceleration in the coastline mode during each cycle engine with additional equipment determine the mechanical efficiency of each cylinder, when the engine reaches a predetermined rotational speed, determine qi the fuel supply in sections of the fuel pump, the ratio of cyclic fuel supply in sections of the fuel pump measured and characteristic of the engine in the normal technical condition determine the mechanical efficiency of the additional equipment, multiply the average values of the obtained acceleration values in each cylinder for its piston stroke coefficient and the obtained values of the accelerations determine the dynamic power of individual cylinders, their ratio is judged on the degree of uneven the cylinder operation, and on the amplitudes of the given harmonic components - on the degree of engine imbalance, in relation to the obtained mechanical efficiency of each cylinder and the mechanical efficiency of the additional equipment determine the mechanical efficiency of each cylinder without additional equipment, inversely multiplied by specific fuel consumption characteristic of the engine in normal technical condition, and the resulting mechanical The total efficiencies of each cylinder and the engine as a whole without additional equipment determine the indicator efficiencies of each cylinder and the engine as a whole without additional equipment, by the deviation of the obtained mechanical efficiencies of the additional equipment, as well as the mechanical and indicator efficiencies of the cylinders and engine whole without additional equipment, from these values characteristic of the engine in normal technical It is judged that a change in the technical state of the additional equipment, the cylinders and the engine as a whole is being judged.
Поставленная задача в устройстве решается тем, что в известное устройство дополнительно введены датчик часового расхода топлива, последовательно соединенный с измерителем часового расхода топлива, задатчики номинальных значений часового и удельного расходов топлива, измеритель коэффициента потерь мощности на дополнительное оборудование, измерители механических коэффициентов полезного действия цилиндров и двигателя в целом с дополнительным оборудованием и без него, измеритель индикаторных коэффициентов полезного действия цилиндров и двигателя в целом без дополнительного оборудования, делитель, а в индикатор введены три дополнительных входа, причем датчик частоты вращения связан с первым сигнальным входом преобразователя временного интервала в код, первый информационный и второй управляющий выходы которого соединены соответственно с первым информационным и вторым управляющим входами регистра временного хранения, третий управляющий вход которого соединен с выходом блока синхронизации начала отсчета угловых меток, выход регистра временного хранения связан с первым сигнальным входом блока регистров сигнала, второй и третий управляющие входы которого соединены соответственно с задатчиком угловых меток цикла и выходом задатчика номеров угловых меток цилиндров, один из выходов блока регистров сигнала через блок вычисления среднего значения частоты за цикл связан с одним из входов первого селектора уровня, второй вход которого соединен с задатчиком частоты измерения мощности, а выход - с первым входом задатчика номеров угловых меток цилиндров и с четвертым управляющим входом блока регистров сигнала, второй выход блока регистров сигнала соединен с первым сигнальным входом первого дифференциатора, второй выход которого связан с вторым входом задатчика номеров угловых меток цилиндров, вторые управляющие входы преобразователя временного интервала в код и первого дифференциатора соединены с выходом генератора тактовых импульсов, выход блока хранения ускорений и вычисления коэффициента неравномерности связан с первым входом индикатора, установочные входы: третий первого дифференциатора, вторые блока синхронизации начала отсчета угловых меток и блока вычисления среднего значения частоты вращения за цикл, четвертый регистра временного хранения, пятый блока регистров сигнала соединены со схемой подготовки к работе, датчик синхронизации последовательно соединен с блоком формирования начала отсчета угловых меток и блоком синхронизации начала отсчета угловых меток, причем выход блока регистров сигнала через второй дифференциатор связан с первым входом блока перестраиваемых цифровых фильтров, второй и третий входы которого соединены соответственно с выходами задатчика номеров угловых меток цилиндров и блока вычисления среднего значения частоты вращения за цикл, четвертый вход которого соединен с задатчиком номеров гармоник, а выход - с входом вычислителя среднего значения и максимумов, первый и второй выходы которого соединены со вторыми входами блока хранения ускорений и вычисления коэффициента неравномерности и второго селектора уровня, первый вход которого связан задатчиком уровня неуравновешенности, выход - со вторым входом индикатора, выход измерителя часового расхода топлива соединен с первым входом измерителя коэффициента потерь мощности на дополнительное оборудование, второй вход которого связан с задатчиком номинального значения часового расхода топлива, выход – с вторым входом делителя, первым входом измерителя механических коэффициентов полезного действия цилиндров и двигателя в целом без дополнительного оборудования и с третьим входом индикатора, выход делителя соединен с первым входом блока хранения ускорений и вычисления коэффициента неравномерности, а первый вход - с первым выходом первого дифференциатора, первый выход которого через измеритель механических коэффициентов полезного действия цилиндров и двигателя в целом с дополнительным оборудованием соединен с вторым входом измерителя механических коэффициентов полезного действия цилиндров и двигателя в целом без дополнительного оборудования, выход которого связан с четвертым входом индикатора и первым входом измерителя индикаторных коэффициентов полезного действия цилиндров и двигателя в целом без дополнительного оборудования, второй вход которого соединен с задатчиком номинального значения удельного расхода топлива, а выход – с пятым входом индикатора, второй вход измерителя часового расхода топлива соединен с выходом первого селектора уровня, третьи управляющие входы измерителя часового расхода топлива, измерителя коэффициента потерь мощности на дополнительное оборудование, делителя, измерителя механических коэффициентов полезного действия цилиндров и двигателя в целом без дополнительного оборудования, измерителя механических коэффициентов полезного действия цилиндров и двигателя в целом с дополнительным оборудованием, измерителя индикаторных коэффициентов полезного действия цилиндров и двигателя в целом без дополнительного оборудования соединены с выходом схемы подготовки к работе.The task in the device is solved by the fact that the hourly fuel consumption sensor, connected in series with the hourly fuel consumption meter, setting devices for the nominal hourly and specific fuel consumption meters, the meter of the power loss coefficient for additional equipment, the meters of mechanical coefficients of cylinders and engine as a whole with and without additional equipment, indicator of efficiency indicators of the cylinder ndr and engine as a whole without additional equipment, a divider, and three additional inputs are entered into the indicator, the rotational speed sensor is connected to the first signal input of the time interval converter in the code, the first information and second control outputs of which are connected respectively to the first information and second control inputs the temporary storage register, the third control input of which is connected to the output of the synchronization block of the origin of the corner marks, the output of the temporary storage register n with the first signal input of the signal register block, the second and third control inputs of which are connected respectively with the unit of the corner marks of the cycle and the output of the unit of the numbers of the corner marks of the cylinders, one of the outputs of the block of signal registers through the unit for calculating the average value of the frequency for the cycle the level selector, the second input of which is connected to the frequency measurement power frequency setting device, and the output to the first input of the cylinder corner number marker and the fourth control input of the block register signal level, the second output of the signal register unit is connected to the first signal input of the first differentiator, the second output of which is connected to the second input of the cylinder angular label number generator, the second control inputs of the time interval converter to the code and the first differentiator are connected to the output of the clock generator, the output of the storage unit accelerations and calculating the coefficient of unevenness associated with the first input of the indicator, the installation inputs: the third of the first differentiator, the second synchronization unit on Ala of counting of angular tags and the computing unit of the average rotational speed per cycle, the fourth temporary storage register, the fifth block of signal registers are connected to the pre-operation circuit, the synchronization sensor is sequentially connected to the unit of forming the origin of the angular marks and the synchronizing block of the origin of the angular marks the output of the signal register block through the second differentiator is connected to the first input of the tunable digital filter block, the second and third inputs of which are connected respectively to outputs of the unit of numbers of angular marks of cylinders and the unit for calculating the average rotational speed per cycle, the fourth input of which is connected to the unit of numbers of harmonics, and the output - with the input of the average value and maximum calculator, the first and second outputs of which are connected to the second inputs of the acceleration storage unit coefficient of unevenness and the second level selector, the first input of which is connected to the imbalance level adjuster, the output to the second input of the indicator, the output of the hour meter flow top Leva is connected to the first input of the power loss factor meter for additional equipment, the second input of which is connected to the unit of nominal hourly fuel consumption, the output to the second input of the divider, the first input of the mechanical efficiency meter of the cylinders and the engine as a whole without additional equipment and to the third the input of the indicator, the output of the divider is connected to the first input of the unit for storing accelerations and calculating the unevenness coefficient, and the first input is connected to the first output of the first differentiator, the first output of which is connected to the second input of the mechanical efficiency indicator of the cylinders and the engine as a whole without additional equipment through the mechanical efficiency meter of the cylinders and the engine without additional equipment, the output of which is connected to the fourth indicator input and the first indicator input indicator the efficiency of the cylinders and the engine as a whole without additional equipment, the second input of which is connected to unit of the nominal value of fuel consumption, and the output - with the fifth input of the indicator, the second input of the hour fuel meter is connected to the output of the first level selector, the third control inputs of the hour fuel meter, the power loss factor meter for additional equipment, the divider, the mechanical factor meter useful actions of the cylinders and the engine as a whole without additional equipment, measuring the mechanical efficiencies of the cylinders and the engine For the whole, with additional equipment, the indicator of the efficiency of the cylinders and the engine as a whole, without additional equipment, are connected to the output of the preparation for work scheme.
ДВС с нормальным техническим состоянием имеет номинальные значения мощностей: эффективной Nе, внутренних потерь Nм.п (преимущественно трения) и индикаторной Ni=Nе+Nм.п; часового расхода топлива Gт и удельного расхода топлива gе; механический и индикаторный коэффициенты полезного действия (КПД) и , где Hu – низшая теплота сгорания топлива (кДж/кг). ДВС с таким состоянием, установленный на трактор, комбайн, автомобиль, агрегатированный с генератором или с рабочей машиной, имеет эксплуатационную номинальную эффективную мощность , которая меньше мощности Nе=Gт/gе на величину мощности потерь , затрачиваемой на привод дополнительного оборудования на холостых режимах (гидронасосы, первичный и промежуточные валы коробок главной передачи и отбора мощности, гидротрансформаторы, гидромуфты, компрессоры, ведомые шкивы, шестерни, передачи, карданы для привода навесного оборудования и пр.), а также общий механический КПД и коэффициент потерь мощности на дополнительное оборудование :ICE with a normal technical condition has the nominal power values: effective N e , internal losses N mp (mainly friction) and indicator N i = N e + N mp ; hourly fuel consumption G t and specific fuel consumption g e ; mechanical and indicator efficiencies (efficiencies) and where H u is the net calorific value of the fuel (kJ / kg). ICE with such a state, mounted on a tractor, combine, car, aggregated with a generator or with a working machine, has an operational rated effective power which is less than the power N e = G t / g e on the magnitude of the power loss spent on the drive for additional equipment at idle modes (hydraulic pumps, primary and intermediate shafts of the main transmission and power take-off boxes, torque converters, hydraulic couplings, compressors, driven pulleys, gears, gears, cardans for the drive of attached equipment, etc.), as well as general mechanical Efficiency and power loss factor for optional equipment :
С учетом формул (1) получим уравнение для определения и его решениеGiven formulas (1), we obtain an equation to determine and his decision
В свободном разгоне (без нагрузки) динамические мощности ДВС (на испытательном стенде) и ДВС с дополнительным оборудованием (в эксплуатационных условиях) при достижении заданной угловой скорости (частоты вращения) определяются зависимостями:In the free acceleration (without load) the dynamic power of the engine (on the test bench) and the engine with additional equipment (under operating conditions) when the specified angular velocity is reached (rotational speeds) are determined by dependencies:
где - приведенные к валу ДВС моменты инерции ДВС с отсутствием и при наличии дополнительного оборудования; - средние значения за цикл двигателя ускорения коленчатого вала в свободном разгоне с отсутствием и при наличии дополнительного оборудования; – среднее значение за цикл двигателя угловой скорости коленчатого вала ДВС.Where - moments of inertia of the internal combustion engine reduced to the shaft of the internal combustion engine with and without the presence of additional equipment; - average values per cycle of the engine acceleration of the crankshaft in the free acceleration with the absence and in the presence of additional equipment; - the average value for the engine cycle, the angular velocity of the crankshaft of the engine.
В режиме свободного разгона угловое ускорение коленчатого вала ДВС с дополнительным оборудованием (в эксплуатационных условиях) определяется зависимостями:In the free acceleration mode, the angular acceleration of the engine crankshaft with additional equipment (under operating conditions) is determined by the dependencies:
де составляющие крутящего момента: Мi=
Так как рабочие процессы в цилиндре четырехтактного ДВС, занимают по углу поворота коленчатого вала (ПКВ) интервал 180о, то выделив мгновенные значения (импульсы) ускорения на соответствующем интервале по углу ПКВ относительно опорной точки, например, ВМТ первого цилиндра, можно получить составляющую ускорения для контролируемого цилиндра :Since the work processes in the cylinder of a four-stroke internal combustion engine occupy an interval of 180 o in a crankshaft angle of rotation, selecting instantaneous values (impulses) of acceleration at the corresponding interval in the angle of PKV relative to the reference point, for example, TDC of the first cylinder, you can get the acceleration component for controlled cylinder :
Определяемая в режиме разгона без нагрузки динамическая мощность ДВС (3) зависит от мощностей отдельных цилиндров:The dynamic power of the internal combustion engine (3) determined in the acceleration mode without load depends on the power of the individual cylinders:
где - мощности, создаваемые отдельными цилиндрами без дополнительного оборудования и с ним; ускорения также определяются на интервалах (5).Where - power generated by individual cylinders without and with additional equipment; acceleration also defined on intervals (5).
Аналогично (3), (6) в свободном выбеге мощности Nм.п ДВС (на испытательном стенде) и ДВС с дополнительным оборудованием (в эксплуатационных условиях) определяются зависимостями:Similar to (3), (6) in the free coast of power N m. ICE (on the test bench) and Internal combustion engines with additional equipment (under operating conditions) are determined by dependencies:
где - средние значения за цикл двигателя ускорения коленчатого вала в свободном выбеге с отсутствием и при наличии дополнительного оборудования ; εобор – составляющая ускорения коленчатого вала в свободном выбеге, образуемая за счет дополнительного оборудования (с индексом «1» - для одного цилиндра; - мощности механических потерь отдельных цилиндров; - средние значения за цикл двигателя ускорения коленчатого вала в свободном выбеге с отсутствием и при наличии дополнительного оборудования для отдельных цилиндров , определяемые на одних и тех же интервалах, что и (5):Where - average values per cycle of the engine acceleration of the crankshaft in the free coasting with the absence and in the presence of additional equipment ; ε equipment - component of the crankshaft acceleration in free coasting, formed by additional equipment (with the index "1" - for one cylinder; - mechanical losses of individual cylinders; - average values per cycle of the engine acceleration of the crankshaft in free coasting with the absence and in the presence of additional equipment for individual cylinders determined at the same intervals as (5):
С учетом формул (1)...(8) Taking into account the formulas (1) ... (8)
где - механический КПД цилиндра общий (с дополнительным оборудованием), механический КПД цилиндра (без дополнительного оборудования), индикаторный КПД цилиндра (без дополнительного оборудования).Where - mechanical efficiency of the cylinder overall (with additional equipment), mechanical efficiency of the cylinder (without additional equipment), indicator efficiency of the cylinder (without additional equipment).
В прототипе показано, что в режиме разгона двигателя без нагрузки он нагружается собственными силами сопротивления и при неравномерной работе цилиндров, а также при повышенной неуравновешенности, в угловом ускорении коленчатого вала многоцилиндровых двигателей появляются составляющие εг с частотамиIn the prototype, it is shown that in the acceleration mode of the engine without load it is loaded by its own resistance forces and with uneven operation of the cylinders, as well as with increased imbalance, in the angular acceleration of the crankshaft of multi-cylinder engines appear components ε g with frequencies
где ϕц - угол поворота коленчатого вала за цикл работы двигателя; ϕчв - угол чередования вспышек между соседними группами из двух и более цилиндров (при этом число групп в цикле работы двигателя четное); fц - частота цикла работы ДВС (для четырехтактных ДВС fц=0,5f, f - частота вращения коленчатого вала, Гц); к - номер гармонической составляющей. where ϕ C - the angle of rotation of the crankshaft for the cycle of the engine; ϕ CV - the angle of alternation of flashes between adjacent groups of two or more cylinders (the number of groups in the engine cycle is even); f c is the frequency of the cycle of operation of the internal combustion engine (for four-stroke internal combustion engines f c = 0.5f, f is the frequency of rotation of the crankshaft, Hz); K is the number of the harmonic component.
При этом для всех рассмотренных компоновок двигателя номера гармоник fк не превышает 3-й гармоники (для двигателей компоновок: 4-Р - 0,5-я и 1-я гармоники; 6-Р и 6-V - 0,5-я и 1,5-я гармоники; 8-V - 0,5-я и 2-я гармоники; 12-V - 0,5-я, 1-я и 3-я гармоники) и др. Гармоника же ускорения, кратная 4-й гармонике частоты вращения, отражает активные процессы горения топлива и создания положительного крутящего момента. Гармоники ускорения , соответствующие неуравновешенным регулярным инерционным составляющим растут в квадрате от угловой скорости (4) и при номинальной частоте вращения могут превысить уровень индикаторной составляющей углового ускорения. Например, у двигателя компоновки 4-Р не уравновешены полностью силы инерции второго порядка, которые образуют составляющую ускорения , кратную второй гармонике частоты вращения. Кроме того, у ДВС всех компоновок имеются конструктивные остаточные неуравновешенные силы и моменты, которые образуют составляющую ускорения , кратную первой гармонике частоты вращения. Поэтому кроме гармоник ускорения fк необходимо у всех двигателей выделять составляющую ускорения , кратную первой гармонике частоты вращения fин1, а у двигателя компоновки 4-Р – также и составляющую ускорения , кратную второй гармонике частоты вращения fин2. Все эти гармоники проявляются и в стационарном режиме работы ДВС под нагрузкой.At the same time, for all considered engine layouts, the harmonic numbers f to do not exceed the 3rd harmonic (for engine layouts: 4-P - 0.5th and 1st harmonics; 6-P and 6-V - 0.5th and 1.5th harmonics; 8th V - 0.5th and 2nd harmonics; 12th V - 0.5th, 1st and 3rd harmonics), etc. Harmonic is the same acceleration, multiple The 4th harmonic of the rotational speed reflects the active processes of fuel combustion and the creation of positive torque. Acceleration harmonics , the corresponding unbalanced regular inertial components grow in a square from the angular velocity (4) and at the nominal speed of rotation may exceed the level of the indicator component of the angular acceleration. For example, in a 4-P engine, the inertia forces of the second order are not fully balanced, which form the acceleration component a multiple of the second harmonic speed. In addition, the internal combustion engines of all layouts have constructive residual unbalanced forces and moments that form the acceleration component multiple to the first harmonic frequency. Therefore, in addition to the harmonics of acceleration f to, it is necessary for all engines to separate the component of acceleration a multiple of the first harmonic of the rotation frequency f in1 , and in the 4-P layout engine, also the acceleration component multiple to the second harmonic of the rotation frequency f in2 . All these harmonics are manifested in stationary mode of operation of the engine under load.
При числе цилиндров больше 4-х, повышенной неравномерности работы цилиндров и в особенности при наличии одного и более неработающих (в том числе отключенных каким-либо способом) цилиндров происходит резкое торможение двигателя на участках дефектных (или неработающих) цилиндров, приводящее к существенному снижению угловой скорости (провалу скорости) на этих участках. В результате при измерении ускорений в разгоне на участках рабочих ходов соседних цилиндров и определении распределения мощности по цилиндрам погрешность измерения резко возрастает, что приводит к существенному уменьшению достоверности диагностирования состояния двигателя.When the number of cylinders is more than 4, the unevenness of operation of the cylinders is increased, and especially if there are one or more non-working (including those disconnected in any way) cylinders, there is a sharp deceleration of the engine in areas of defective (or non-working) cylinders, leading to a significant reduction in angular speed (failure speed) in these areas. As a result, when measuring accelerations in acceleration in areas of working strokes of neighboring cylinders and determining the distribution of power across the cylinders, the measurement error sharply increases, which leads to a significant decrease in the accuracy of engine diagnostics.
Для уменьшения этой погрешности необходимо из полного ускорения разгона при достижении двигателем с дополнительным оборудованием заданной частоты вращения выделить с привязкой по углу поворота коленчатого вала составляющие ускорения, кратные заданным гармоникам, в том числе гармонику, соответствующую неуравновешенной регулярной инерционной составляющей, которые характерны для двигателя данной компоновки. Затем необходимо вычесть их алгебраически из величин ускорений, полученных на этих участках в разгоне, определить средние значения полученных процессов на соответствующих участках рабочих ходов цилиндров. Относят эти величины ускорений к коэффициенту потерь мощности на дополнительное оборудование. Определяют коэффициент неравномерности эффективной мощности двигателя с дополнительным оборудованием по формуле:To reduce this error, it is necessary from the full acceleration of acceleration when the engine with the additional equipment reaches the specified rotational speed with the reference to the rotation angle of the crankshaft acceleration components that are multiples of the given harmonics, including the harmonic corresponding to the unbalanced regular inertial component, which are characteristic of this engine . Then it is necessary to subtract them algebraically from the acceleration values obtained at these parts in acceleration, to determine the average values of the obtained processes at the corresponding parts of the working strokes of the cylinders. These values of accelerations are attributed to the coefficient of power losses for additional equipment. Determine the coefficient of non-uniformity of the effective power of the engine with additional equipment according to the formula:
где - максимальное и минимальное значения ускорений, определенных на участках работы цилиндров в разгоне: ; черта сверху означает усреднение ускорений, измеренных в разгоне на соответствующих участках работы цилиндров. Where - the maximum and minimum values of accelerations determined on the parts of the cylinders in acceleration: ; the bar above means the averaging of the accelerations measured during acceleration in the corresponding parts of the cylinder work.
Уровень амплитуд гармоник fk ускорения (k - число выделяемых гармоник ускорения для компоновки испытуемого двигателя) отражает степень неуравновешенности двигателя с дополнительным оборудованием, в особенности возрастающую при отключении каким-либо способом части цилиндров в случае недогрузки двигателя. У двигателя данной марки всегда имеются допускаемые остаточные неуравновешенные силы и моменты, вызванные конструктивными и технологическими факторами. Дополнительное оборудование увеличивает механические потери ДВС, а также неуравновешенные силы и моменты. Это приводит к уменьшению амплитуд измеренных ускорений в разгоне на рабочем такте каждого цилиндра и в цикле двигателя с дополнительным штатным оборудованием, а также к их увеличению в режиме выбега. Кроме того, появляются дополнительные гармоники ускорения. Уровень допустимой неуравновешенности двигателя с дополнительным штатным оборудованием при его испытании можно задать с помощью задания допустимых амплитуд гармоник fK ускорения. Превышение этого уровня свидетельствует о повышенной неуравновешенности двигателя с дополнительным оборудованием.The level of amplitudes of harmonics f k acceleration (k is the number of emitted harmonics of acceleration for the layout of the test engine) reflects the degree of imbalance of the engine with additional equipment, especially increasing when part of the cylinders is disconnected in any way in case of engine underload. An engine of this brand always has permissible residual unbalanced forces and moments caused by structural and technological factors. Additional equipment increases the mechanical losses of the engine, as well as unbalanced forces and moments. This leads to a decrease in the amplitudes of the measured accelerations in acceleration at the working stroke of each cylinder and in the engine cycle with additional standard equipment, as well as to their increase in coasting mode. In addition, additional acceleration harmonics appear. The level of permissible unbalance of the engine with additional standard equipment during its testing can be set by setting the permissible amplitudes of the harmonics f K acceleration. Exceeding this level indicates an increased imbalance of the engine with additional equipment.
Для определения распределения индикаторной мощности по цилиндрам двигателя с дополнительным оборудованием измеряют также в режиме выбега на рабочих тактах средние значения ускорений цилиндров, вычитают их алгебраически из полученных ускорений в режиме разгона и по ним определяют коэффициент неравномерности:To determine the distribution of the indicator power over the engine cylinders with additional equipment, the average acceleration values of the cylinders are also measured in the overrun mode during working cycles, they are subtracted algebraically from the accelerations obtained in the overclocking mode and the unevenness coefficient is determined from them:
где - максимальное и минимальное средние значения ускорений, определенных на участках работы цилиндров в разгоне и выбеге: ;Where - the maximum and minimum average values of the accelerations determined on the parts of the cylinders in acceleration and coasting: ;
Заявляемый способ осуществляется в следующей последовательности.The inventive method is carried out in the following sequence.
Непрерывно измеряют при многократных разгонах от минимальной частоты вращения холостого хода до максимальной без нагрузки в цикле работы двигателя с дополнительным штатным оборудованием, а также на рабочем такте каждого цилиндра, с привязкой по углу поворота коленчатого вала мгновенные значения угловых скорости и ускорения коленчатого вала, а также часовой расход топлива. Выделяют заданные гармонические составляющие ускорения, в том числе гармонические составляющие ускорения, вызванные неуравновешенными регулярными силами и моментами. При достижении двигателем с дополнительным штатным оборудованием заданной частоты вращения, вычитают из ускорения разгона эти гармонические составляющие. Определяют средние значения полученных величин в каждом цилиндре за рабочий ход его поршня, а также в цикле работы двигателя. При достижении двигателем заданной частоты вращения определяют часовой расход топлива. По соотношению часовых расходов топлива измеренного и характерного для двигателя в нормальном техническом состоянии определяют коэффициент потерь мощности на дополнительное оборудование. Относят средние значения полученных величин ускорений в каждом цилиндре за рабочий ход его поршня, а также в цикле работы двигателя, к этому коэффициенту и по соотношению полученных величин судят о распределении эффективной мощности по цилиндрам, а по амплитудам измеренных заданных гармонических составляющих - о степени неуравновешенности двигателя с дополнительным оборудованием. При многократных выбегах от максимальной до минимальной частоты вращения холостого хода без нагрузки в цикле работы, а также на рабочем такте каждого цилиндра, двигателя с дополнительным оборудованием непрерывно измеряют с привязкой по углу поворота коленчатого вала мгновенные значения угловых скорости и ускорения коленчатого вала. Вычитают из ускорения разгона коленчатого вала эти ускорения выбега. Определяют средние значения полученных величин ускорений в каждом цилиндре за рабочий ход его поршня, а также в цикле работы двигателя, По соотношению полученных величин судят о распределении индикаторной мощности по цилиндрам.Continuously measure with multiple accelerations from the minimum idling speed to the maximum without load in the engine cycle with additional standard equipment, as well as at the working stroke of each cylinder, with the crankshaft angle linked, the instantaneous values of the angular velocity and acceleration of the crankshaft, as well as hourly fuel consumption. Allocate the specified harmonic components of acceleration, including harmonic components of acceleration, caused by unbalanced regular forces and moments. When the engine with the additional standard equipment reaches the specified rotational speed, these harmonic components are subtracted from the acceleration acceleration. Determine the average values of the obtained values in each cylinder for the working stroke of its piston, as well as in the engine cycle. When the engine reaches the specified speed, the hourly fuel consumption is determined. The ratio of hourly fuel consumption measured and characteristic of the engine in the normal technical condition determine the coefficient of power loss for additional equipment. The average values of the obtained values of accelerations in each cylinder during the working stroke of its piston, as well as in the engine cycle, relate to this coefficient and the ratio of the obtained values to the distribution of effective power over the cylinders, and the amplitudes of the measured given harmonic components - the degree of engine imbalance with additional equipment. With multiple run-ups from maximum to minimum idle speed without load in the work cycle, as well as at the working stroke of each cylinder, the engine with additional equipment is continuously measured with the crankshaft angle referenced to the instantaneous values of the angular velocity and acceleration of the crankshaft. Subtract these accelerations from the acceleration of the acceleration of the crankshaft. Determine the average values of the obtained values of accelerations in each cylinder for the working stroke of its piston, as well as in the cycle of the engine, the ratio of the obtained values is judged on the distribution of the indicator power in the cylinders.
Непрерывно измеряют при многократных разгонах от минимальной частоты вращения холостого хода до максимальной без нагрузки в цикле работы двигателя с дополнительным оборудованием, а также на рабочем такте каждого цилиндра, с привязкой по углу поворота коленчатого вала мгновенные значения угловых скорости и ускорения коленчатого вала. Выделяют заданные гармонические составляющие ускорения, в том числе гармонические составляющие ускорения, вызванные неуравновешенными регулярными силами и моментами. Аналогично измеряют скорости и ускорения в режиме выбега от максимальной до минимальной частоты вращения и при достижении двигателем заданной частоты вращения вычитают из ускорения разгона эти гармонические составляющие. Определяют средние значения полученных величин ускорений в каждом цилиндре за рабочий ход его поршня, а также в цикле работы двигателя. По отношению полученных ускорений разгона и суммы этих ускорений и ускорений в режиме выбега на рабочем такте каждого цилиндра двигателя с дополнительным оборудованием определяют механический коэффициент полезного действия каждого цилиндра, а по аналогичному отношению в цикле определяют механический коэффициент полезного действия двигателя в целом с дополнительным оборудованием. По отношению полученных механических коэффициентов полезного действия и коэффициента потерь мощности на дополнительное оборудование определяют механические коэффициенты полезного действия каждого цилиндра и двигателя в целом без дополнительного оборудования. По обратным величинам умноженных удельного расхода топлива, характерного для двигателя в нормальном техническом состоянии, и полученных механических коэффициентов полезного действия каждого цилиндра и двигателя в целом без дополнительного оборудования определяют индикаторные коэффициенты полезного действия каждого цилиндра и двигателя в целом без дополнительного оборудования. По отклонению полученных коэффициента потерь мощности на дополнительное оборудование, механических и индикаторных коэффициентов полезного действия цилиндров и двигателя в целом без дополнительного оборудования, от этих величин, характерных для двигателя в нормальном техническом состоянии, судят об изменении технического состояния соответственно дополнительного оборудования, цилиндров и двигателя в целом.Continuously measure with multiple accelerations from the minimum idling speed to maximum without load in the engine operation cycle with additional equipment, as well as at the working stroke of each cylinder, with the crankshaft angle referenced to the instantaneous values of the angular velocity and acceleration of the crankshaft. Allocate the specified harmonic components of acceleration, including harmonic components of acceleration, caused by unbalanced regular forces and moments. Similarly, speeds and accelerations are measured in the coasting mode from the maximum to the minimum rotational speed, and when the engine reaches the specified rotational speed, these harmonic components are subtracted from the acceleration acceleration. Determine the average values of the obtained values of the accelerations in each cylinder during the working stroke of its piston, as well as in the cycle of the engine. The mechanical efficiency coefficient of each cylinder is determined by the ratio of acceleration accelerations obtained and the sum of these accelerations and accelerations in the overrun mode at the working stroke of each cylinder of the engine with additional equipment, and the mechanical efficiency of the engine as a whole with the additional equipment is determined by a similar ratio in the cycle. The mechanical efficiency of each cylinder and the engine as a whole, without additional equipment, is determined by the ratio of the obtained mechanical efficiencies and the coefficient of power loss to the additional equipment. By the inverse of the multiplied specific fuel consumption characteristic of the engine in normal technical condition, and the resulting mechanical efficiency of each cylinder and the engine as a whole without additional equipment, the indicator efficiency factors of each cylinder and the engine as a whole without additional equipment are determined. The deviation of the obtained power loss factor for additional equipment, mechanical and indicator efficiency of the cylinders and the engine as a whole without additional equipment, from these values characteristic of the engine in a normal technical condition, is judged to change the technical state of the corresponding equipment, cylinders and engine in whole
Устройство (фигура) содержит датчик частоты вращения 1, преобразователь временного интервала в код 2, регистр временного хранения 3, датчик синхронизации 4, блок 5 формирования начала отсчета угловых меток, блок 6 синхронизации начала отсчета угловых меток, блок 7 регистров сигнала, задатчик 8 угловых меток цикла, задатчик 9 номеров угловых меток цилиндров, блок 10 вычисления среднего значения частоты вращения за цикл, первый селектор уровня 11, задатчик 12 частоты измерения мощности, первый дифференциатор 13, блок 14 хранения ускорений и вычисления коэффициента неравномерности, индикатор 15, генератор тактовых импульсов 16, схему подготовки к работе 17, второй дифференциатор 18, блок цифровых перестраиваемых фильтров 19, задатчик номеров гармоник 20, вычислитель среднего значения и максимумов 21, второй селектор уровня 22, задатчик уровня неуравновешенности 23, датчик 24 часового расхода топлива, последовательно соединенный с измерителем 25 часового расхода топлива, задатчики номинальных значений часового 27 и удельного 32 расходов топлива, измеритель коэффициента потерь мощности на дополнительное оборудование 26, измерители механических коэффициентов полезного действия цилиндров и двигателя в целом с дополнительным оборудованием 30 и без него 29, измеритель индикаторных коэффициентов полезного действия цилиндров и двигателя в целом без дополнительного оборудования 31, делитель 28, а индикатор 15 имеет три дополнительных входа.The device (figure) contains a speed sensor 1, a time interval converter in code 2, a temporary storage register 3, a synchronization sensor 4, a unit for forming the beginning of the counting of angular marks, a unit 6 for synchronizing the beginning of the counting of the angular marks, a unit 7 for the signal registers, the setting unit 8 cycle labels, unit 9 numbers of angular marks of cylinders, unit 10 for calculating the average rotational speed per cycle, first level selector 11, unit 12 for power measurement frequency, first differentiator 13, unit 14 for storing accelerations and calculating I non-uniformity coefficient, indicator 15, clock pulse generator 16, preparatory scheme for operation 17, second differentiator 18, block of digital tunable filters 19, unit for harmonic number 20, calculator of mean and maximum 21, second level selector 22, unbalance level adjuster 23, 24 hour fuel consumption sensor connected in series with a 25 hour fuel consumption meter, hourly 27 and specific fuel consumption nominal adjusters of 32, additional power loss meter equipment 26, meters of mechanical efficiency of the cylinders and the engine as a whole with and without additional equipment 30, 29, indicator of the efficiency of the cylinders and the engine as a whole without accessories 31, divider 28, and indicator 15 has three additional inputs.
Блок 2 преобразователя временного интервала в код состоит из триггера управления записью, двух схем совпадений, счетчика тактовых импульсов, счетчика управления записью. Блок 10 вычисления среднего значения частоты вращения за цикл представляет собой микропроцессорную систему, содержащую регистр ввода, общую шину, центральный процессор, оперативное запоминающее устройство (ОЗУ), таймер, постоянное запоминающее устройство (ПЗУ), управляющее устройство (дешифратор адреса). Датчик 1 частоты вращения соединен с первым сигнальным входом преобразователя 2 временного интервала в код, первый информационный и второй управляющий выходы которого соединены соответственно с первым информационным и вторым управляющим входами регистра 3 временного хранения. Третий управляющий вход регистра 3 через последовательно соединенные блок 6 синхронизации начала отсчета угловых меток и блок 5 формирования начала отсчета угловых меток связан с датчиком 4 синхронизации. Выход регистра 3 соединен с первым сигнальным входом блока 7 регистров сигнала, второй и третий управляющие входы которого связаны соответственно с задатчиком 8 угловых меток цикла и выходом задатчика 9 номеров угловых меток цилиндров. Один их выходов блока 7 соединен через блок 10 вычисления среднего значения частоты вращения за цикл с одним из входов первого селектора уровня 11, второй вход которого соединен с задатчиком 12 частоты измерения мощности, а выход - с первым входом задатчика 9 номеров угловых меток цилиндров и с четвертым управляющим входом блока 7 регистров. Второй выход блока 7 регистров связан с первым сигнальным входом первого цифрового дифференциатора 13, первый выход которого через блок 14 хранения ускорений и вычисления коэффициента неравномерности соединен с индикатором 15, а второй - со вторым входом задатчика 9. Вторые управляющие входы преобразователя 2 и первого дифференциатора 13 соединены с генератором тактовых импульсов 16. Третий управляющий вход первого дифференциатора 13, вторые управляющие входы блока 10 вычисления среднего значения частоты вращения и блока 6 синхронизации, установочные входы: четвертый регистра 3 и пятый блока регистров 7 соединены со схемой 17 подготовки к работе. Выходы преобразователя 2 соединены с сигнальным и вторым управляющим входами регистра 3. Выход измерителя 25 часового расхода топлива соединен с первым входом измерителя 26 коэффициента потерь мощности на дополнительное оборудование, второй вход которого связан с задатчиком 27 номинального значения часового расхода топлива, выход – с вторым входом делителя 28, первым входом измерителя механических коэффициентов полезного действия цилиндров и двигателя в целом без дополнительного оборудования 29 и с третьим входом индикатора 15. Выход делителя 28 соединен с первым входом блока 14 хранения ускорений и вычисления коэффициента неравномерности, а первый вход - с первым выходом первого дифференциатора 13, первый выход которого через измеритель 30 механических коэффициентов полезного действия цилиндров и двигателя в целом с дополнительным оборудованием соединен с вторым входом измерителя механических коэффициентов полезного действия цилиндров и двигателя в целом без дополнительного оборудования 29, выход которого связан с четвертым входом индикатора 15 и первым входом измерителя индикаторных коэффициентов полезного действия цилиндров и двигателя в целом без дополнительного оборудования 31, второй вход которого соединен с задатчиком 32 номинального значения удельного расхода топлива, а выход – с пятым входом индикатора15. Второй вход измерителя 25 часового расхода топлива соединен с выходом первого селектора уровня 11. Третьи управляющие входы измерителя 25 часового расхода топлива, измерителя 26 коэффициента потерь мощности на дополнительное оборудование, делителя 28, измерителя 29 механических коэффициентов полезного действия цилиндров и двигателя в целом без дополнительного оборудования, измерителя 30 механических коэффициентов полезного действия цилиндров и двигателя в целом с дополнительным оборудованием, измерителя 31 индикаторных коэффициентов полезного действия цилиндров и двигателя в целом без дополнительного оборудования соединены с выходом схемы 17 подготовки к работе.
Датчик 1 частоты вращения формирует стандартные импульсы, частота появления которых пропорциональна угловой скорости вращения вала ω, количество Nϕ - углу поворота ϕ коленчатого вала двигателя. Последовательность этих импульсов преобразуется в преобразователе 2 временного интервала в код в последовательность чисел (кодов), которые через регистр временного хранения 3 последовательно поступают на информационный вход блока 7 регистров сигнала. Датчик синхронизации 4 формирует один импульс за цикл работы двигателя (для четырехтактного ДВС - за 720°). Момент появления импульса синхронизации соответствует определенному моменту цикла. Блок 5 формирования начала отсчета угловых меток выделяет передний фронт импульса датчика 4 синхронизации. Если на управляющем входе блока 6 синхронизации начала отсчета угловых меток стоит сигнал "0", с его выхода на третий управляющий вход регистра 3 временного хранения поступает сигнал, запрещающий запись информации в этот регистр. Если на управляющий вход блока 6 поступил импульсный сигнал "1", то с приходом первого импульса с блока 5 на выходе блока б появляется потенциал, разрешающий запись информации в регистр 3. После чего первое число, соответствующее первому временному интервалу с преобразователя 2, записывается в регистре 3. Поступающие затем коды временных интервалов с преобразователя 2 через регистр 3 записываются поочередно в блоке 7 регистров сигнала. Количество записанных кодов определяется числом угловых меток за цикл работы двигателя (для четырехтактного ДВС оно равно удвоенному числу Z угловых меток на коленчатом валу), т.е. числом регистров, разрешение на запись в которые поступило от задатчика 8 угловых меток цикла. Информация, хранящаяся в блоке 7, поступает с первого выхода на блок 10 вычисления среднего значения частоты вращения за цикл и со второго выхода - на первый сигнальный вход первого цифрового дифференциатора 13. Код числа, соответствующий среднему значению частоты вращения за цикл, поступает на первый вход первого селектора уровня 11, где сравнивается с кодом, выставленным задатчиком 12 частоты измерения мощности. Первый селектор уровня 11 непрерывно следит за изменяющейся в разгоне частотой вращения и фиксирует момент достижения двигателем заданного значения частоты пoп, при которой требуется определить мощность двигателя. Этому моменту соответствует сигнал на выходе первого селектора 11, который подается на четвертый управляющий вход блока 7 регистров и прекращает запись информации в регистры блока 7 и измеритель 25 часового расхода топлива. Таким образом, в блоке 7 регистров хранятся числа, соответствующие 2Z (или 4Z) временным интервалам между соседними угловыми метками, а в измерителе 25 код часового расхода топлива. В соответствии с выставленными задатчиком 9 номерами угловых меток начала Nϕн и конца Nϕк каждого из цилиндров на первый дифференциатор 13 подаются соответствующие коды и вычисляются ускорения на участках рабочих ходов цилиндров по известным формулам. Преобразование временных интервалов преобразователем 2 и управление дифференциатором 13 осуществляется с помощью генератора 16 тактовых импульсов. Вычисленные блоком 13 коды ускорения в разгоне и в выбеге подаются на делитель 28 или через него непосредственно в блок 14 хранения ускорений и вычисления коэффициента неравномерности. Информация с блока 7 регистров сигнала, поступающая на блок 10 вычисления среднего значения частоты вращения, одновременно подается на первый информационный вход второго цифрового дифференциатора 18, второй управляющий вход которого соединен с генератором тактовых импульсов 16. Вычисленные вторым дифференциатором 18 коды мгновенных значений ускорений коленчатого вала за цикл работы двигателя подаются на первый информационный вход блока 19 цифровых перестраиваемых фильтров. На управляющие входы блока 19 подаются сигналы: на второй - с выхода задатчика номеров угловых меток цилиндров, на третий - с выхода блока 10 вычисления среднего значения частоты вращения за цикл, на четвертый - с задатчика номеров гармоник. В соответствии с этими управляющими сигналами в блоке 19 происходит перестройка фильтров на номера гармоник ускорения, соответствующих компоновке испытуемого двигателя и неуравновешенным регулярным силам и моментам, которые кратны заданной частоте вращения, выделение из суммарного сигнала ускорения коленчатого вала соответствующих гармоник, временное запоминание отсчетов мгновенных значений этих гармоник согласно номерам угловых меток цилиндров и их передача на информационный вход вычислителя 21 среднего значения и максимумов, в котором рассчитываются средние значения гармоник fк , fин1 и fин2 на участках рабочих ходов цилиндров и максимальные значения (амплитуды) этих гармоник. С первого выхода вычислителя 21 средние значения гармоник на участках рабочих ходов цилиндров поступают на второй информационный вход блока 14 хранения ускорений и вычисления коэффициента неравномерности. The
При достижении двигателем заданной частоты вращения с помощью датчика 24 и измерителя 25 определяют часовой расход топлива. Код сигнала, соответствующий часовому расходу топлива, хранится в измерителе 25 и подается на первый вход измерителя 26. По соотношению часовых расходов топлива измеренного и характерного для двигателя в нормальном техническом состоянии, задаваемого задатчиком 27 номинального значения часового расхода топлива, код которого подается на второй вход измерителя 26, по зависимости (2) измерителем 26 рассчитывается коэффициент потерь мощности на дополнительное оборудование. В делителе 28 ускорения в каждом цилиндре за рабочий ход его поршня, а также в цикле работы двигателя, поступающие с выхода первого дифференциатора 13 на первый вход делителя 28, относят к этому коэффициенту, значение которого (код) подается на второй вход делителя 28. В блоке 14 хранения ускорений и вычисления коэффициента неравномерности, хранятся данные о распределении эффективной мощности по цилиндрам двигателя с дополнительным оборудованием и рассчитывается коэффициент неравномерности по формуле (11). В режиме измерения распределения индикаторной мощности по цилиндрам коды ускорений разгона и выбега двигателя с дополнительным оборудованием беспрепятственно проходят с выхода первого дифференциатора 13 через делитель 28 на вход блока 14 хранения ускорений и вычисления коэффициента неравномерности. В этом режиме в блоке 14 рассчитывается коэффициент неравномерности по формуле (12). Коды максимальных значений (амплитуд) выделенных гармоник fк (10) подаются на первый вход второго селектора уровня 22, на второй вход которого подаются коды с задатчика 23 уровня неуравновешенности, которые соответствуют допускаемым значениям амплитуд указанных гармоник. При превышении заданного допускаемого уровня сигнал подается на второй вход индикатора 15, на котором он высвечивается в абсолютной величине или в процентах. Коды ускорений разгона и выбега двигателя с дополнительным оборудованием с выхода первого дифференциатора 13 одновременно подаются на вход измерителя 30, в котором по зависимостям (9) определяются механические коэффициенты полезного действия цилиндров и двигателя в целом с дополнительным оборудованием (общие КПД). С выхода измерителя 30 коды полученных значений этих механических КПД подаются на второй вход измерителя 29, в котором по зависимостям (9) определяются механические коэффициенты полезного действия цилиндров и двигателя в целом без дополнительного оборудования (собственно двигателя). С выхода измерителя 29 механических коэффициентов полезного действия цилиндров и двигателя в целом без дополнительного оборудования коды этих КПД поступают на первый вход измерителя 31, на второй вход которого подаются значения кода с задатчика 32 номинального значения удельного расхода топлива. В измерителе 31 по зависимостям (9) определяются индикаторные коэффициенты полезного действия цилиндров и двигателя в целом . Значения кодов коэффициента потерь мощности на дополнительное оборудование , коэффициентов полезного действия цилиндров и двигателя в целом без дополнительного оборудования , а также индикаторных коэффициентов полезного действия цилиндров и двигателя в целом , с выходов измерителей 26, 29 и 31 соответственно подаются на третий, четвертый и пятый входы индикатора 15 соответственно.When the engine reaches a predetermined rotational speed using the
Результаты измерения коэффициентов неравномерности и ускорений εi отдельных цилиндров выводятся также при необходимости последовательно на индикатор 15. При подготовке устройства к работе с помощью схемы 17 подготовки к работе осуществляется сброс информации, хранящейся в регистре 3, блоке 7 регистров, блоке 10 вычисления среднего значения частоты, первом дифференциаторе 13, измерителе 25 часового расхода топлива, измерителе 26 коэффициента потерь мощности на дополнительное оборудование, делителе 28, измерителе 30 механических КПД цилиндров и двигателя в целом с дополнительным оборудованием, измерителе 29 механических КПД цилиндров и двигателя в целом (без дополнительного оборудования), измерителе 31 индикаторных КПД цилиндров и двигателя в целом (без дополнительного оборудования), а также осуществляется подготовка к работе блока 6 синхронизации.The results of measuring the irregularities and acceleration coefficients ε i of individual cylinders are also displayed, if necessary, sequentially on the
По отклонению полученных коэффициента потерь мощности на дополнительное оборудование, а также механических и индикаторных КПД цилиндров и двигателя в целом без дополнительного оборудования, от аналогичных величин, характерных для двигателя в нормальном техническом состоянии, судят об изменении технического состояния соответственно дополнительного оборудования, цилиндров и двигателя в целом.The deviation of the received power loss factor for additional equipment, as well as mechanical and indicator efficiency of the cylinders and the engine as a whole without additional equipment, from similar values characteristic of the engine in a normal technical condition, is judged to change the technical state of the corresponding equipment, cylinders and engine in whole
В качестве датчика 1 частоты вращения может быть применен индукционный первичный преобразователь, устанавливаемый в корпусе напротив зубчатого венца маховика, с последующим включением триггера Шмитта и ждущего мультивибратора, формирующих импульсы стандартизированной длительности и амплитуды. Преобразователь 2 временного интервала в код построен по известной схеме. В качестве датчика 4 синхронизации может быть использован, например, датчик начала подачи или впрыска топлива в один из цилиндров в дизельных, датчик зажигания одного из цилиндров в карбюраторных двигателях. Блок 5 формирования начала отсчета угловых меток может включать в себя последовательно соединенные пиковый детектор, аналоговый дифференциатор и формирователь импульсов (триггер Шмитта). Постоянная времени заряда пикового детектора выбирается из условия неискаженного выделения переднего фронта виброимпульса впрыска, а разряда - из условия разряда емкости на 80 - 90% к моменту прихода следующего виброимпульса от впрыска топлива в тот цилиндр, на котором установлен вибродатчик. Применение такой схемы блока 5 позволяет устранить помехи от впрысков топлива в другие цилиндры и от соударения деталей. Блок 6 синхронизации начала отсчета угловых меток представляет собой статический триггер, на один из входов которого подаются импульсы с блока 5, а на второй - сигналы "0" или импульсный "1", которые подаются со схемы подготовки к работе по команде или с помощью кнопки. Разрядность преобразователя 2, регистра 3 и регистров блока 7 определяется требуемой погрешностью преобразования временного интервала. Задатчик угловых меток цикла 8 состоит из одного или более (в зависимости от числа марок контролируемых двигателей) декадных переключателей, при каждом положении которого определяется число 2Z регистров блока 7, на которые подается сигнал разрешения записи. Задатчик 9 номеров угловых меток цилиндров состоит из дешифратора, соединенного своими выходами с блоком регистров 7, десятичного счетчика числа цилиндров, соединенного своими выходами с управляющими входами дешифратора; схемы объединения ИЛИ, выход которой соединен со счетным входом счетчика, один вход - со вторым выходом первого дифференциатора 13, а второй вход через схему формирования переднего фронта - с выходом первого селектора 11; переключателя марки двигателя, соединенного своими выходами с информационными входами дешифратора. Дешифратор разбит на группы, число которых равно числу цилиндров для данной марки двигателя, т.е. определяется положением переключателя марки двигателя. Выходы каждой группы подсоединены к соответствующим управляющим входам блока 7 регистров сигналов. Количество этих выходов определяется числом угловых меток, приходящихся на рабочий такт контролируемого цилиндра. При установке переключателя в заданное положение на управляющие входы соответствующих групп дешифратора подается потенциал, разрешающий коммутацию регистров блока 7, при условии, что на других управляющих входах данной группы дешифратора имеется разрешающий потенциал от счетчика числа цилиндров. При появлении сигнала на выходе первого селектора 11 с помощью схемы выделения переднего фронта формируется импульс, который через схему ИЛИ подается на счетный вход десятичного счетчика числа цилиндров. С выхода "1" счетчика разрешающий потенциал поступает на управляющие входы той группы дешифратора, которая коммутирует регистры блока 7, содержащие информацию о рабочем такте первого цилиндра. Эта информация поступает в первый дифференциатор 13. По окончании вычисления ускорения на рабочем такте первого цилиндра со второго выхода первого дифференциатора 13 подается импульс через второй вход схемы ИЛИ на счетный вход счетчика числа цилиндров, с выхода "2" которого разрешающий потенциал подается на группу дешифратора, коммутирующую регистры, которые определяют временные интервалы на рабочем такте контролируемого цилиндра. Далее процесс повторяется.As a
Блок 10 вычисления среднего значения частоты вращения за цикл представляет собой арифметическое устройство (микро-ЭВМ), осуществляющее операцию нахождения среднего арифметического чисел, поступающих с блока 7 регистров, а также добавление последующего и вычитание первого числа, если п<пoп в разгоне п>пoп или в выбеге. С блока регистров 7 сигнал проходит через регистр ввода на общую шину, откуда может быть передан в ОЗУ или непосредственно центральному процессору, который обменивается через общую шину с другими блоками системы. ОЗУ хранит (при необходимости) коды сигналов, поступающих с регистра ввода, а также промежуточные результаты вычисления процессора. Таймер задает ритм работы микропроцессорной системы. ПЗУ хранит константы и программу, реализующую алгоритм вычисления среднего значения частоты вращения за цикл. Управляющее устройство осуществляет взаимодействие блоков системы согласно заданному алгоритму: подключает регистр ввода, ОЗУ, ПЗУ или процессор к общей шине на прием или передачу информации. Центральный процессор осуществляет: суммирование 2Z чисел, поступающих с блока 7 регистров (Z - число угловых меток или число временных интервалов между соседними угловыми метками); перевод полученного числа, соответствующего временному интервалу поворота коленчатого вала на 720°, в мин-1 по известной формуле; нахождение среднего значения частоты вращения за два оборота; передачу полученного числа на первый селектор уровня 11; при выполнении неравенства п<пoп в разгоне или п>пoп в выбеге добавление кода следующего (2Z +1)-го числа и вычитание кода первого числа Z1. The
Первый селектор уровня 11 представляет собой цифровую схему сравнения кодов, поступающих с блока 10 и задатчика 12 частоты измерения мощности. Последний в свою очередь состоит из набора декадных переключателей (четыре переключателя), с помощью которых выставляется требуемая частота измерения мощности, дешифратора и регистра, формирующих на выходе код, соответствующий этой частоте. Первый дифференциатор 13 является арифметическим устройством (микро-ЭВМ), осуществляющим последовательный расчет ускорения на рабочем такте каждого из цилиндров по известной формуле. Необходимые для этого коды чисел, хранящихся в регистре 7, передаются на первый дифференциатор 13. Номера этих чисел определяются задатчиком 9. В качестве таймера, управляющего работой первого дифференциатор 13, может использоваться генератор 16 тактовых импульсов (он может также управлять работой блоков 10, 14 и 18). Блок 14 хранения ускорений и вычисления коэффициента неравномерности построен аналогично блоку 10. ОЗУ хранит iц отсчетов (iц - число цилиндров), измеренных в разгоне, столько же на выбеге и промежуточные результаты вычислений, обеспечивающие нормальное функционирование центрального процессора. Процессор осуществляет: алгебраическое вычитание из кодов чисел ускорений, измеренных в разгоне на соответствующих участках цилиндров, которые поступают в блок 14 с дифференциатора 13 или с делителя 28, кодов чисел, измеренных на выбеге, и кодов чисел, поступающих с вычислителя 21 среднего значения и максимумов; нахождение максимального и минимального значений полученных ускорений; вычисление коэффициента неравномерности по формулам (11) или (12). При недостаточном быстродействии блока 14 для обеспечения расчетов при быстром переходе с режима разгона на выбег емкость блока регистров 7 может быть увеличена дополнительно для хранения 2Z отсчетов, измеренных на выбеге. Результаты вычисления индицируются на цифровом табло (индикаторе 15). В качестве схемы 17 подготовки к работе может выступать кнопка, соединенная с формирователем импульсов. Устройство второго дифференциатора 18 аналогично устройству первого дифференциатора 13 за исключением того, что он вычисляет мгновенные значения углового ускорения в течение всего цикла работы двигателя. Блок 19 цифровых перестраиваемых фильтров представляет собой набор параллельных фильтров, настроенных на частоты fк, fин1 и fин2, которые перестраиваются в соответствии с заданной частотой вращения, на которой производится измерение. Цифровые фильтры могут быть построены по типовой схеме (например, реализующей быстрое преобразование Фурье), в том числе и на микро-ЭВМ. Задатчик 20 номеров гармоник может состоять из декадного переключателя, с помощью которого включаются в работу фильтры, настроенные на частоты fк, характерные для компоновки испытуемого двигателя, а также гармоники fин1 и fин2, соответствующие неуравновешенным инерционным регулярным составляющим углового ускорения. Вычислитель 21 среднего значения и максимумов может быть построен аналогично блоку 10 и осуществляет операцию нахождения на участках рабочих ходов цилиндров среднего арифметического значения чисел, поступающих с блока 19 цифровых перестраиваемых фильтров, а также нахождение максимальных значений (амплитуд) гармоник fк. Второй селектор уровня 22 построен аналогично первому селектору 11 и осуществляет сравнение кодов, поступающих с вычислителя 21 и задатчика 23 уровня неуравновешенности. Задатчик 23 уровня выполняется аналогично задатчику 12 частоты измерения мощности. С помощью набора декадных переключателей выставляется требуемый уровень гармоник fк, с помощью дешифратора и регистра формируется код, который поступает на вход второго селектора уровня 22.The first level selector 11 is a digital comparison circuit of the codes from
Определение часового расхода топлива может осуществляться одним из способов в динамических режимах ДВС. Например, в режиме разгона измеряется максимальное значение скорости изменения уровня (потока) топлива (Патент RU 2084834, кл. G01F9/00). При этом датчик часового расхода топлива 24 является первичным емкостным преобразователем, установленным в резервуаре с нормированным объемом топлива, а измеритель 25 часового расхода топлива – измерителем изменяющейся емкости (скорости) с последующим преобразованием максимального значения в код. Измерители 26, 29, 30 и 31 являются микропроцессорными спецвычислителями. В измерителе 26 рассчитывается коэффициент потерь мощности на дополнительное оборудование согласно (2) при поступлении кодов с измерителя 25 и задатчика 27. Задатчики 27 и 32 номинального значения часового и удельного расходов топлива выполнены аналогично задатчику 12. В измерителе 30 по зависимостям (9) определяются механические коэффициенты полезного действия цилиндров и двигателя в целом с дополнительным оборудованием. В измерителе 31 по зависимостям (9) определяются индикаторные коэффициенты полезного действия собственно цилиндров и двигателя в целом. Значения кодов коэффициента потерь мощности на дополнительное оборудование, КПД цилиндров и двигателя в целом без дополнительного оборудования, а также индикаторных КПД цилиндров и двигателя в целом подаются на входы индикатора 15 для их визуализации на цифровом табло (терминале).Determination of hourly fuel consumption can be carried out in one of the ways in the dynamic modes of the internal combustion engine. For example, in the acceleration mode, the maximum value of the rate of change of the fuel level (flow) is measured (Patent RU 2084834, class G01F9 / 00). In this case, the hourly
Служебные связи между вычислительными блоками 10, 13, 14, 18, 19, 21, 26, 28, 29, 30, 31 и остальными ("запрос на прерывание", "готовность к обслуживанию внешних устройств" и др.) на фигуре не показаны как несущественные. Service connections between
Принцип действия предлагаемого устройства при определении эффективной мощности отдельных цилиндров двигателя с дополнительным оборудованием без их отключения заключается в измерении в разгоне на участке работы проверяемого цилиндра среднего значения ускорения, среднего значения гармоник fK, fин1 и fин2, вычитании (алгебраически) этих значений из первого. Измеряют часовой расход топлива двигателя с дополнительным оборудованием. По соотношению часовых расходов топлива измеренного и характерного для двигателя в нормальном техническом состоянии определяют коэффициент потерь мощности на дополнительное оборудование. Относят средние значения полученных величин ускорений в каждом цилиндре за рабочий ход его поршня к этому коэффициенту и по этим величинам судят об эффективной мощности отдельных цилиндров двигателя с дополнительным оборудованием, по соотношению этих величин судят о распределении эффективной мощности по цилиндрам, а по амплитудам измеренных заданных гармонических составляющих - о степени неуравновешенности двигателя с дополнительным оборудованием.The principle of operation of the proposed device in determining the effective power of individual engine cylinders with additional equipment without disconnecting them consists in measuring the acceleration in the section of the checked cylinder for the average acceleration value, the average harmonic value f K , f in1 and f in2 , subtracting (algebraically) these values from first. Measure the hourly fuel consumption of the engine with additional equipment. The ratio of hourly fuel consumption measured and characteristic of the engine in the normal technical condition determine the coefficient of power loss for additional equipment. The average values of the obtained values of accelerations in each cylinder for the stroke of the piston are attributed to this coefficient and judged by these values the effective power of individual cylinders of the engine with additional equipment, the ratio of these values is judged on the distribution of the effective power over the cylinders, and the amplitudes of the measured given harmonics components - the degree of imbalance of the engine with additional equipment.
Принцип действия предлагаемого устройства при определении индикаторной мощности отдельных цилиндров двигателя с дополнительным оборудованием без их отключения заключается в аналогичном измерении в разгоне на участке работы проверяемого цилиндра среднего значения ускорения, среднего значения гармоник fK, fин1 и fин2 вычитании (алгебраически) этих значений из первого. Затем в выбеге на этом же участке (или наоборот) измеряют среднее значение ускорений коленчатого вала. Вычитают из ускорения разгона коленчатого вала это ускорение выбега. По полученной величине судят об индикаторной мощности цилиндра двигателя с дополнительным оборудованием. По соотношению этих величин для отдельных цилиндров судят о распределении индикаторной мощности по цилиндрам.The principle of operation of the proposed device when determining the indicator power of individual cylinders of the engine with additional equipment without shutting them off is the same measurement in the acceleration at the work site of the checked cylinder of the average acceleration value, the average harmonic value f K , f in1 and f in2 subtracting (algebraically) these values from first. Then in the coast on the same area (or vice versa) measure the average value of the crankshaft accelerations. Subtract from the acceleration of the acceleration of the crankshaft is the acceleration of coasting. The resulting value is judged on the indicator power of the engine cylinder with additional equipment. The ratio of these values for individual cylinders is judged on the distribution of the indicator power over the cylinders.
С помощью преобразователя 2 временные интервалы между соседними угловыми метками преобразуются в код и с момента поступления с блока 6 синхронизации на регистр 3 разрешающего потенциала, вызванного появлением сигнала с датчика 4, они проходят через регистр 3 в блок 7 регистров и последовательно записываются. Количество чисел (кодов), хранящихся в регистре 7 (длина массива), определяется задатчиком 8. Нумерация чисел в соответствии с их положением в цикле работы двигателя определяется задатчиком 9. Коды чисел из блока 7 поступают в блок 10, где происходит вычисление среднего значения частоты вращения за цикл (за 2 или 4 поворота коленчатого вала на угол 360°). Полученное значение сравнивается в селекторе 11 с опорным значением, установленным заранее задатчиком 12, и в случае их равенства сигнал с выхода селектора 11 подается на четвертый управляющий вход блока 7 регистров, который прекращает дальнейшую запись в него чисел, а также на управляющий вход измерителя 25 часового расхода топлива, который прекращает поступление сигнала с датчика 25. Если же измеренное п меньше требуемого пoп, то блок 10 производит добавление кода следующего числа: (2Z+l)-ro или (4Z+l)-ro и вычитание кода первого числа. С момента прекращения записи чисел в блок 7 производится их последовательная пересылка в первый цифровой дифференциатор 13, в котором происходит вычисление ускорений на рабочих тактах цилиндров по известным формулам. Коды рассчитанных ускорений передаются последовательно в делитель 28. Измеренный с помощью датчика 24 и измерителя 25 код часового расхода топлива подается на первый вход измерителя 26. В измерителе 26 рассчитывается коэффициента потерь мощности на дополнительное оборудование согласно (2) при поступлении кодов с измерителя 25 и задатчика 27. Код этого коэффициента с выхода измерителя 26 подается на второй вход делителя 28. Коды ускорений в разгоне, поступающие с выхода первого цифрового дифференциатора 13 на первый вход делителя 28, делятся на код этого коэффициента. Полученные коды подаются на первый вход блока 14. Блок 14 осуществляет хранение ускорений, вызванных работой отдельных цилиндров в разгоне, алгебраическое вычитание из ускорений разгона ускорений гармоник fк , fин1 и fин2 на участках работы цилиндров, расчет коэффициента неравномерности эффективной мощности двигателя с дополнительным оборудованием и последовательный вывод на цифровое табло индикатора 15 (в автоматическом или ручном режимах) ускорений, вызванных работой отдельных цилиндров в разгоне (за вычетом средних значений гармоник fк , fин1 и fин2), которые характеризуют эффективную мощность отдельных цилиндров, а также всех цилиндров вместе и рассчитанного коэффициента неравномерности. Using the
При определении индикаторной мощности отдельных цилиндров двигателя с дополнительным оборудованием без их отключения коды ускорений в разгоне и выбеге с выхода первого цифрового дифференциатора 13 проходят беспрепятственно через делитель 28 на первый вход блока 14. В этом режиме блок 14 осуществляет хранение ускорений, вызванных работой отдельных цилиндров в разгоне и в выбеге, алгебраическое вычитание из ускорений разгона ускорений выбега и гармоник fк , fин1 и fин2 на участках работы цилиндров, расчет коэффициента неравномерности индикаторной мощности двигателя и последовательный вывод на цифровое табло индикатора 15 (в автоматическом или ручном режимах) ускорений разгона и выбега, а также их разности, вызванных работой отдельных цилиндров, которые характеризуют индикаторную мощность отдельных цилиндров, а также всех цилиндров вместе и рассчитанного коэффициента неравномерности индикаторной мощности.When determining the indicator power of individual engine cylinders with additional equipment without disconnecting them, the acceleration and acceleration codes from the output of the first
Измеренные ускорения в разгоне, выбеге и их алгебраическая разность характеризуют соответственно эффективную мощность, мощность потерь и индикаторную мощность, а также соответствующие полные мощности двигателя. При желании, умножив ускорения на постоянный для данной марки двигателя коэффициент, можно индицировать мощность в киловаттах. При определении мощности двигателя в целом работа устройства аналогична за исключением того, что расчет ускорения производится при использовании всех 2Z (или 4Z) чисел, хранящихся в блоке 7. Этот режим определяется задатчиком 9. Перед началом измерений оператором устанавливается с помощью задатчика 8 требуемая длина массива чисел, записываемых в блок 7, с помощью задатчика 9 осуществляется нумерация отсчетов, хранящихся в блоке 7, в соответствии с чередованием рабочих тактов цилиндров. С помощью задатчика 20 устанавливаются номера гармоник, выделяемых блоком 19 цифровых фильтров, а с помощью задатчика 23 - допускаемый уровень неуравновешенности ДВС. С помощью схемы 17 осуществляется установка в исходное состояние регистра 3, блоков 7 и 10, первого дифференциатора 13, блоков 25, 26, 29, 30, 31, триггер блока 6 устанавливается в одно из устойчивых состояний. С помощью схемы 17 может осуществляться установка в исходное состояние также блоков 18, 19 и 21. С приходом импульса синхронизации с датчика 4 триггер блока 6 устанавливается в другое устойчивое состояние, при этом блокируется первый вход блока 6 и дается разрешение на запись в регистре 3 кода, поступающего с преобразователя 2. Таким образом, первый временной интервал, записанный в блок 7, соответствует одной и той же угловой метке, следующей непосредственно за началом впрыска топлива в цилиндр, на котором установлен датчик 4. Так как вход блока 6 заблокирован, то в блоках 7 и 21 хранятся отсчеты, начиная с первой угловой метки. Далее в разгоне и выбеге указанная угловая метка служит опорной и определяет нумерацию отсчетов, хранящихся в блоках 7 и 21. Погрешность, вносимая несовпадением опорного импульса с импульсом впрыска, не превышает интервала между соседними угловыми метками и при достаточно большом их числе (больше 100) вносимая погрешность ничтожна. Кроме того, после впрыска до момента начала горения газовые силы, характеризующие индикаторную мощность цилиндра, еще не формируют положительного ускорения. Остальные блоки работают аналогично режимам измерения мощностей отдельных цилиндров. В режиме разгона двигателя импульс впрыска топлива может расширяться и появляются дополнительные всплески, которые могут быть приняты за начало впрыска топлива. Так как с ростом частоты вращения впрыск топлива смещается в сторону позднего угла и, кроме того, между моментами впрыска и начала горения еще не создается положительного ускорения коленчатого вала, а также с учетом того, что впрыск топлива на выбеге отсутствует, то с целью повышения помехоустойчивости измерений возможно выделить опорную угловую метку только один раз - в стационарном режиме частоты вращения или в начале разгона.The measured accelerations in acceleration, coasting, and their algebraic difference characterize, respectively, the effective power, power loss and indicator power, as well as the corresponding full engine power. If you wish, by multiplying the accelerations by a constant for this brand of engine, you can indicate the power in kilowatts. When determining the power of the engine as a whole, the operation of the device is similar, except that the acceleration is calculated using all 2Z (or 4Z) numbers stored in
Коды ускорений в разгоне и выбеге с выхода первого цифрового дифференциатора 13 одновременно поступают на вход измерителя 30, в котором по зависимостям (9) определяются механические коэффициенты полезного действия цилиндров и двигателя в целом с дополнительным оборудованием. Коды этих КПД с выхода измерителя 30 подаются на второй вход измерителя 29 КПД собственно двигателя и его цилиндров (без дополнительного оборудования), на первый вход которого одновременно подается код коэффициента потерь мощности на дополнительное оборудование с выхода измерителя 26. Рассчитанные в измерителе 29 коды КПД собственно двигателя и его цилиндров поступают на первый вход измерителя 31 индикаторных коэффициентов полезного действия собственно цилиндров и двигателя в целом. По отклонению измеренных и выведенных на индикатор 15 коэффициента потерь мощности на дополнительное оборудование, КПД цилиндров и двигателя в целом без дополнительного оборудования, а также индикаторных КПД цилиндров и двигателя в целом с аналогичными значениями КПД, присущими двигателю в нормальном техническом состоянии, судят о техническом состоянии испытуемого ДВС и его дополнительного оборудования.Codes of accelerations in acceleration and coasting from the output of the first
Источники информацииInformation sources
1. Авторское свидетельство СССР №1629777, кл. G 01 М 15/00, 1988.1. USSR author's certificate No. 1629777, cl. G 01
2. Патент RU 2208771 кл. G 01 L 23/08, G 01 М 15/00, 20032. Patent RU 2208771 cl. G 01
3. Авторское свидетельство СССР №1789898, кл. G 01 L 23/08, 1993.3. USSR author's certificate No. 1789898, cl. G 01
Claims (4)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018118426A RU2694108C1 (en) | 2018-05-21 | 2018-05-21 | Method for determining technical state of internal combustion engines and device for its implementation |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018118426A RU2694108C1 (en) | 2018-05-21 | 2018-05-21 | Method for determining technical state of internal combustion engines and device for its implementation |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2694108C1 true RU2694108C1 (en) | 2019-07-09 |
Family
ID=67252395
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2018118426A RU2694108C1 (en) | 2018-05-21 | 2018-05-21 | Method for determining technical state of internal combustion engines and device for its implementation |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2694108C1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2721992C1 (en) * | 2018-12-18 | 2020-05-25 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Новосибирский государственный аграрный университет" | Method for determining technical state of internal combustion engines and device for implementation thereof |
RU2764350C1 (en) * | 2020-11-25 | 2022-01-17 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ульяновский государственный технический университет" | Internal combustion engine control apparatus |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5255560A (en) * | 1989-06-02 | 1993-10-26 | Robert Bosch Gmbh | Apparatus and process for measuring the irregular running of an internal combustion engine and application of the process |
US5446664A (en) * | 1992-10-07 | 1995-08-29 | Spx Corporation | Method and apparatus for diagnosing faulty cylinders in internal combustion engines |
RU2208771C2 (en) * | 2001-03-21 | 2003-07-20 | Институт механизации сельского хозяйства при Новосибирском государственном аграрном университете | Method of and device for checking condition of internal combustion engine |
RU2571693C1 (en) * | 2014-07-01 | 2015-12-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Новосибирский государственный аграрный университет | Method to determine technical condition of internal combustion engines and expert system for its realisation |
RU2665566C2 (en) * | 2015-10-27 | 2018-08-31 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования Новосибирский государственный аграрный университет | Method for determining cyclic fuel supply and device for implementation thereof |
-
2018
- 2018-05-21 RU RU2018118426A patent/RU2694108C1/en active IP Right Revival
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5255560A (en) * | 1989-06-02 | 1993-10-26 | Robert Bosch Gmbh | Apparatus and process for measuring the irregular running of an internal combustion engine and application of the process |
US5446664A (en) * | 1992-10-07 | 1995-08-29 | Spx Corporation | Method and apparatus for diagnosing faulty cylinders in internal combustion engines |
RU2208771C2 (en) * | 2001-03-21 | 2003-07-20 | Институт механизации сельского хозяйства при Новосибирском государственном аграрном университете | Method of and device for checking condition of internal combustion engine |
RU2571693C1 (en) * | 2014-07-01 | 2015-12-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Новосибирский государственный аграрный университет | Method to determine technical condition of internal combustion engines and expert system for its realisation |
RU2665566C2 (en) * | 2015-10-27 | 2018-08-31 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования Новосибирский государственный аграрный университет | Method for determining cyclic fuel supply and device for implementation thereof |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2721992C1 (en) * | 2018-12-18 | 2020-05-25 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Новосибирский государственный аграрный университет" | Method for determining technical state of internal combustion engines and device for implementation thereof |
RU2764350C1 (en) * | 2020-11-25 | 2022-01-17 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ульяновский государственный технический университет" | Internal combustion engine control apparatus |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4292670A (en) | Diagnosis of engine power and compression balance | |
AU644103B2 (en) | Engine diagnostic apparatus and method | |
US3972230A (en) | Detecting malfunction in cylinders of internal combustion engines | |
RU2082139C1 (en) | Method of and device for diagnosing condition of internal combustion piston engine | |
US4044235A (en) | Method and apparatus for determining smooth running operation in an internal combustion engine | |
EP0153004A2 (en) | Method of determining engine cylinder compression pressure and power output | |
RU2694108C1 (en) | Method for determining technical state of internal combustion engines and device for its implementation | |
US3815411A (en) | Engine test equipment | |
US4055995A (en) | Engine air-in-fuel diagnostics | |
US5359519A (en) | Process and device for measuring the torque of an internal combustion heat engine taking into consideration, in particular, the recirculation of exhaust gases and residual burnt gases and excess oxidant | |
US3942365A (en) | Power test means and method for internal combustion engines | |
CA2041731C (en) | Method of measuring the instantaneous shaft velocity of a rotary machine | |
RU2293962C1 (en) | Method and expert system for evaluating technical condition of internal-combustion engine | |
RU2571693C1 (en) | Method to determine technical condition of internal combustion engines and expert system for its realisation | |
CN105571871B (en) | A kind of method of inline diagnosis diesel engine work inhomogeneities | |
US3994160A (en) | Acceleration burst test apparatus and method for internal combustion engines | |
RU2208771C2 (en) | Method of and device for checking condition of internal combustion engine | |
US3939397A (en) | Method and apparatus for determining the timing angle in internal combustion engines | |
RU2541072C2 (en) | Method of ice diagnostics and device to this end | |
RU99108635A (en) | METHOD FOR DETERMINING THE TECHNICAL CONDITION OF INTERNAL COMBUSTION ENGINES AND AN EXPERT SYSTEM FOR ITS IMPLEMENTATION | |
RU2175120C2 (en) | Method of and expert's system for checking in service state of internal combustion engines | |
RU1789898C (en) | Device for measuring power of internal combustion engine cylinders | |
RU2001107684A (en) | METHOD FOR DETERMINING THE TECHNICAL CONDITION OF INTERNAL COMBUSTION ENGINES AND DEVICE FOR ITS IMPLEMENTATION | |
RU2543091C1 (en) | Method of ice injection advance angle (iaa) determination and device to this end | |
RU2078324C1 (en) | Method and expert system for checking condition of internal combustion engines |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20200522 |
|
NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20210525 |