SU970175A1 - Способ измерени компрессии в двигателе внутреннего сгорани и устройство дл его осуществлени - Google Patents

Description

Изобретение относится к методам ** и средствам испытания и диагностики двигателей внутреннего сгорания.

Известен способ измерения компрес сии в двигателе внутреннего сгорания, заключающийся в том, что подают импульсы высокого напряжения на свечи зажигания и измеряют напряжение про боя искрового промежутка,по результату · которого судят о величине компрессии 0 }. Известно устройство для измерения компрессии в двигателе внутреннего сгорания, содержащее свечу зажигания, высоковольтный провод, генератор вы сокого напряжения, схему управления, ,₅ датчик синхронизации, датчик напряжения пробоя, усилитель, преобразователь и индикатор, причем свеча высоОднако по измеренному значению напряжения пробоя искрового промежутка 'не возможно судить с достаточной точностью о величине давления сжатия в камере сгорания в связи с тем, что напряжение пробоя искрового промежутка зависит как от давления в камере сгорания, так и от состояния свечи зажигания (искровой промежуток и нагар) , которое меняется во время эксплуатации. Кроме того, по измеренной величине давления сжатия трудно судить и о герметичности камеры сгорания (а следовательно и о компрессии в цилиндрах ДВС), так как давление сжатия зависит не только от герметичности, но и от атмосферного давления.

Цель изобретения - повышение точковольтным проводом через генератор соединена со схемой управления, к которой подключены датчик синхронизации и датчик напряжения пробоя, связанный с усилителем £ 1].

' ности измерения компрессии в двигало теле внутреннего сгорания.

Указанная цель достигается тем, что при способе измерения компрессии в двигателе внутреннего, сгорания по4 ³ 970175 дают импульсы высокого напряжения и измерения проводят на двигателе, нахо- | дящемся в состоянии покоя, а затем на двигателе, прокручиваемом от постоянного источника энергии, в моменты достижения поршнем верхней март вой точки (ВМТ ) на такте сжатия, измеряют атмосферное давление и вычисляют произведение отношения измеренных напряжений пробоя на величину атмосферного давления, а в качестве результата принимают результат вычисления.

Указанная цель достигается также тем, что устройство дополнительно со* держит амплитудно-временной преобразователь, время-импульсный преобразователь, блок памяти, блок вычисления и датчик атмосферного давления, причем амплитудно- временной и время-импульсный преобразователи и блоки па- мяти и вычисления соединены последовательно и включены между усилителем и индикатором, первый выход схемы управления связан с амплитудно-времен10 ным преобразователем, второй - с блоком памяти непосредственно, а третий с блоком памяти через преобразователь, соединенный с датчиком атмосферного давления. 30

Сущность способа измерения компрессии опирается на известный закон Пашена, согласно которому пробойное напряжение ¹ (Р ^Δ)« 35 где Ιΐηρ- пробойное напряжение;

^; Р - давление в камере сгорания; Δ - величина искрового промежутка свечи зажигания.

Учитывая, что при постоянстве искЧрового промежутка свечи зажигания зависимость пробивного напряжения от давления является линейной функцией с некоторым коэффициентом, можно записать к == Ннйз-. к и_пРи

Коэффициент К показывает во сколько раз максимальное давление на такте сжатия больше, чем атмосферное давление, которое было в камере сгорания в режиме покоя двигателя. Умножив коэффициент К на величину атмосферного давления, получаем компрессию, т.е.

Р = ^ЦпР-г. . р

СЖ u_np„ ClНа фиг. 1 представлена схема устройства для осуществления способа; |ча фиг. 2 - эпюры электрических cmi— Налов; на фиг. 3 ~ эпюры электричес-, ких процессов, поясняющие принцип работы устройства.

Устройство, реализующее способ измерения компрессии в двигателях внутреннего сгорания, содержит последовательно соединенные датчик 1 атмосферного давления и преобразователь 2, а также последовательно соединенные датчик 3 напряжения пробоя, усилитель 4, амплитудно-временной преобразователь 5, время-импульсный преобразователь 6, блок 7 памяти, блок 8 вычисления и индикатор 9. Устройство содержит также датчик 10 синхронизации, генератор 11 высокого напряжения и схему 12 управления.

Из закона Пашена следует, что при > неизменном искровом промежутке свечи зажигания функция пробойного напряже ния имеет вид

U_np= М(Р). .

Таким образом, напряжение пробоя, измеренное в режиме покоя ^1,ПР!⁼ где Р_а - атмосферное давление.

Напряжение пробоя, измеренное в режиме прокрутки в момент достижения поршнем ВМТ на такте сжатия, где ί^- максимальное давление конца такта сжатия.

Разделив tJ^a IJ рый коэффициент к « Ц&Иг ^s и_при ЛТ (PqT получим некото. Первый вход амплитудно-временного преобразователя 5 соединен с выходом усилителя 4, а второй вход - с первым выходом схемы 12 управления, второй и третий выходы которой соответствен⁴⁵ но подключены к вторым входам блока 7 памяти и преобразователя 2. Четвертый выход схемы 12 управления соединен с входом генератора 11 высокого напряжения, выход которого через высоко⁵⁰ вольтный проводник 13 подключен к свече 14 зажигания двигателя 15. Вход усилителя 7 и первый вход схемы 12 управления подключены к выходу датчика 3 напряжения пробоя, а второй вход схемы 12 управления - к выходу . датчика 10 синхронизации. Кроме того, выход преобразователя 2 соединен с /третьим входом блока 7 памяти, а вы

970175 ⁴ ход блока 8 вычисления - с индикатором 9.

Устройство для осуществления способа измерения компрессии работает следующим образом. 5

После прогрева двигателя 15 отключают подачу топлива. При этом двигатель, выработав оставшуюся часть топлива, останавливается. Затем отключают систему зажигания и подключают свечу 14 зажигания двигателя 15 к выходу генератора 11 высокого напряже ния посредством высоковольтного проводника 13. В исходном состоянии генератор 11 не работает.

При запуске устройства на режим измерения схема 12 управления начинает формировать импульс дtj(фиг.2б), по переднему фронту которого запускается генератор 11 высокого напряже- 20 ния. Генератор 11 при этом выдает импульсы высокого напряжения заданной частоты (фиг. 2а) на свечу 14 зажигания двигателя 15. В межэлектродном пространстве свечи 14 зажигания про- 25 исходит искровой пробой.

Датчик 3, в качестве которого применяют обыкновенный емкостный делитель напряжения, выдает напряжения А<, В₄', С₄' - А^, В^, С^Лиг. 2а) и 30 :другие импульсы, амплитуда которых > пропорциональна амплитуде напряжения' пробоя искрового промежутка, а следовательно, искровому промежутку Л и атмосферному давлению Pq на вход усилителя 4 и на первый вход схемы 12 управления.

В усилителе 4 происходит усиление по мощности этих напряжений, которые далее поступают на вход амплитудновременного преобразователя 5. По сигналу, поступившему с датчика 10 синхронизации и по сигналу, поступающему с датчика 3 напряжения пробоя, схема 12 управления формирует временные 45 интервалы д t^~At(фиг. 2б), в течение каждого из которых происходит выделение определенного числа амплитуд напряжения пробоя и их преобразование в пропорциональные длительности _м (фиг. 2в). Длительность каждого из -д(фиг. 26) соответствует .трем импульсам напряжения пробоя генератора 11. В конкретном случае Д-t*, соответствует а!<, - А',

В₂', С; и Д-Ц,- Д’,, BJ,, С^.

На выходе амплитудно-временного преобразователя 8 пилообразные импульсы А^, з!( , С, .- А'_и, В^, С преобразовываются в прямоугольные импульсы (фиг. 2г) той же длительности,, что и пилообразные импульсы. Эти импульсы поступают далее на вход времяимпульсного преобразователя 6, в котором длительности импульсов преобразовываются в пропорциональное число импульсов - mД (фиг. 2д). Эти серии импульсов по управляющему сигналу с второго выхода схемы 12 управления на второй вход блока 7 проходят в первую ячейку блока 7 памяти. Следовательно, в первой ячейке блока 7.· памяти накапливается число импульсов, пропорциональное средней амплитуде импульсов напряжения пробол искрового промежутка, генерируемых в интервалах времени д-L-Д-Ь'_и(фиг. 26 ) и оно равно сумме_и всех импульсов серий т.е. л^ V*;, где 4 = 1-И.

После окончания интервала времени дЦ,’ генератор 11 запирается и процесс накопления заканчивается.

Затем прокручивают двигатель 15 стартером или каким-нибудь другим внешним источником вращения. При этом в момент достижения стабильных оборотов двигателя 15 по сигналам, поступающим с датчика 10 синхронизации, ₍ схема 12 управления начинает формировать импульс д-€^(фиг. Зв), передним фронтом которого запускается генератор 11 высокого напряжения. Генератор 11 при этом выдает высокое напряжение заданной частоты на свечу 14 зажигания двигателя 15. В искровом промежутке свечи 14 зажигания начинает происходить искровой про- бой. Амплитуда напряжения пробоя пропорциональна искровому промежутку Δ и давлению в камере сгорания, которое зависит от фазы цикла работы двигателя 15.

Известно, что давление 8 камере сгорания увеличивается на такте сжатия Сж (фиг. За) и достигает максимума в ВНТ. Затем давление постепенно уменьшается на такте рабочего хода Раб.ход (фиг. За), а на последующих тактах выхлопа Вып (фиг.За) и всасывания Вс (фиг. За) достигает ; атмосферного давления или может быть iдаже несколько ниже атмосферного. Таким образом, если известна диаграмма работы двигателя (фиг. За), то изменение давления в камере сгорания можно представить в виде функции Р (фиг. 36). Поскольку амплитуда напряжения пробоя пропорциональна дав7 _t 970175 ленип, то, следовательно, закон изме-. нения амплитуд напряжения пробоя с выхода датчика 3 напряжения пробоя повторяет закон изменения давления в камере сгорания, т.е. огибающая амп-5 литуда А_и, В₄, С₄ - А^, В^, С_и(фиг.3б) в некоторых интервалах времени повторяет закон изменения давления Р в этих интервалах.

Схема 12 управления по сигналам, поступающим с датчика 10 синхрониза- _; ции и с датчика 3 напряжения пробоя, формирует импульсы с временными интервалами zyt, - А^у/Ьиг. Зв) в области ВМТ на такте сжатия. Длительности этих импульсов соответствуют прохождению определенного числа импульсов напряжения. В данном случае это число импульсов равно трем.

В дальнейшем работа устройства осуществляется аналогично по работе •в режиме покоя за некоторыми исключе|НИЯМИ .

амплитудно-временном преобразователе 5 амплитуды , В^,, С_и - А_и, By,, С_и (фиг. 36) преобразовываются в пропорциональные длительности ’(фиг. Зг, д). Далее эти импульсы преобразовываются в пропорциональное число импульсов пц- Ю4_и(фиг. Зе) , которые в виде серий импульсов поступают на вход блока 7 памяти. Блок 7 памяти управляется так, что все импульсы серии ПЦ - т_и(фиг. Зе) поступают во вторую ячейку памяти, т.е. в ней накапливается число, равное.ТНц·, где и = 1-м . Это число импульсов, пропорциональное средней амплитуде напряжений пробоя Aj|, В^, - А_и,

By,, С_и (фиг. 36), которые генериру. ются в интервалах времени д€,- At и (^фиг. Зв), пропорционально среднему максимальному давлению конца такта сжатия за ft циклов работы двигателя. '

По окончании И-го цикла по сигналу со схемы 12 управления, поступающему . на второй вход преобразователя 2, происходит преобразование сигнала датчика 1 атмосферного давления в число импульсов и выдача его в третью ячейку блока 7 памяти. Блок 8 вычис- ^! пения производит операцию деления ⁵⁵ содержимого второй и первой ячеек блока 7 памяти и умножение результата частного на содержимое третьей ячейки > 45

В результате деления содержимого второй и первой ячеек блока памяти, * получим некоторый коэффициент

K--W.

Σ

1=4 где £ wt·

1=4 число импульсов, пропорциональное величине искрового промежутка ь и среднему давлению в ВМТ на такте сжатия за и циклов работы двигателя; · число импульсов, пропорциональное величине искрового промежутка Ди атмосферному давлению.

Поскольку величина искрового промежутка Δ постоянна, то коэффициент К показывает во сколько раз давление конца такта сжатия больше, чем атмосферное давление. Следовательно, умножив коэффициент К на величину атмосфер25 ного давления, получаем величину компрессии и

1%1

И Σ 4S4

I vw · , 4

Τ^^ρ-^ΚΡα· i = 4 ¹

Claims (1)

1. Патент США № З9«3759, кл. , опублик. 1978

в /.Н /

а

6г

В2

BUtl

/i;

ЛШ1

ллл

.„ ллл .|ЩЩг

Фиг.2