УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДИАГНОСТИКИ КАЧЕСТВА СМЕСИ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДИАГНОСТИКИ КАЧЕСТВА СМЕСИ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕИИЕГО СГОРАНИЯ
Полезная модель относится к области диагностического оборудования, которое может быть использовано для регулирования качества тоготавовоздушной смеси двигателей внутреннего сгорания (ДВС) с воспламенением от внешнего источника - свечи зажигания. А именно к устройствам для наблюдения и контроля процесса сгорания топлива в цилиндрах поршневых ДВС.
Известно устройство для диагностики качества смеси карбюраторного двигателя внутреннего сгорания (Патент РФ Jf22057968, МПК6 F02M 65/00, 19/01, 10.04.96г.). К впускному коллектору данного устройства подсоединен измерительный коллектор, в котором последовательно установлены жиклер, форсунка, термопара, свеча зажигания. За свечой зажигания установлено устройство оптического наблюдения, состоящее из окна и волоконнооптического световода. В данном устройстве по наблюдаемой температуре или яркости пламени горения смеси в измерительном коллекторе производится диагностика качества смеси. Недостатком данного устройства является его сложность., а также недостаточная достоверность оценки качества смеси, поскольку качество смеси оценивается только по ее части, отбираемой измерительным коллектором из впускного коллектора.
Известно устройство - индикатор качества смеси (А.С. СССР №1238185, МПК П01Т 13/00, 1984г.), содержащее пустотелый корпус, в нижнюю часть которого вставлена свеча-индикатор, а к торцу верхней части шарнирно прикреплено металлическое зеркало. Основным недостатком данного устройства является субъективность результатов визуальной регулировки.
МПК6 F02M 65/00 HOIT 13/48
1769282, МГЖ HOIT 13/48, 15.10.92г.), содержащее пустотелый корпус с приливом в средней части, с закреплённым проводом, подводящим ток высокого напряжения к вставленной в нижнюю часть корпуса свечеиндикатору, в которой установлено стеклянное окно для передачи светового сигнала. Последовательно установленные в верхней части корпуса оптический фильтр со спектральной полосой пропускания в диапазоне длин волн 480-510 нм (соответствует голубому цвету) и фоточувствительный элемент, связанный проводом с измерительным блоком, который состоит из последовательно соединённых формирователя импульсов, интегратора и индикатора.
Устройство для контроля процесса сгорания позволяет при прочих неизменных характеристиках, по сравнению с известными устройствами аналогичного назначения, повысить точность измерений за счёт замены визуального способа оценки цвета пламени на инструментальный - по величине силы фототока. Однако применение оптического фильтра с полосой пропускания в диапазоне длин волн - 480-510 нм не позволяет связать эффективность процесса сгорания топлива с интенсивностью излучения, так как в этом диапазоне фон сплошного спектра сажи достаточно силён и подавляет излучение радикала Ci. Поэтому прибор фиксирует, в основном, голубое излучение сажи, а не излучение голубой полосы радикала С2, по интенсивности излучения которого действительно можно судить об эффективности процесса сгорания. Кроме того, интегрирование сигнала в формирователе импульсов, необходимое для использования стрелочного прибора постоянного тока, позволяет измерить лишь плошадь под кривой импульсов, а не их амплитуду, что не позволяет обеспечить однозначность регулирования качества топливовоздушной смеси, так как импульсы разной амплитуды могут иметь одинаковую плошадь.
Полезная модель решает задачу повышения точности диагностика качества топливной смеси и обеспечение однозначности регулирования качества топливовоздушной смеси.
Поставленная задача достигается тем, что в устройстве, содержащем полый корпус с размеш;ёнными в нём модифицированной свечойиндикатором с прозрачным окном, оптического фильтра и фоточувствительного элемента, подключённого к измерительному блоку, содержащему модуль формирования импульсов и индикатор, модифицированная свеча-индикатор снабжена кварцевым стеклом для пропускания ультрафиолетового излучения, а оптический фильтр выполнен со спектральной полосой пропускания длин волн 306-340 нм (ультрафиолетовая область). При этом в измерительном блоке выход модуля формирования импульсов соединён со входом модуля запоминания амплитуд импульсов, выход которого подключён к индикатору.
Оптический фильтр выполняют в виде прозрачного элемента и нанесённого на его торце, обращённого к фото 1увствительному элементу, многослойного интерференционного покрытия, состоящего из двух четвертьволновых слоев серебра и находящегося между ними четвертьволнового слоя фтористого магния.
Па фиг.1 изображено устройство для диагностики качества смеси ДВС.
Па фиг.2 изображён пример схемы измерительного блока.
Устройство для диагностики качества смеси двигателя внутреннего сгорания с воспламенением от свечи зажигания содержит пустотелый корпус 1 с приливом 2 в средней части, в котором закреплён провод 3, подводящий ток высокого напряжения к модифицированной свече-индикатору 4, окно которого снабжённой кварцевым стеклом 5. Модифицированная свечаиндикатор 5 установлена в головке блока цилиндров 6. В верхней части корпуса 1 последовательно установлены оптический фильтр 7 и фоточувствительный элемент 8, электрически связанный с клеммой + аккумуляторной батареи (АКБ) проводом А, и через разъём а с
измерительным блоком 9. Измерительный блок 9 состоит из модуля формирования импульсов 10, связанного с клеммой - АКБ через разъём Ь, модуля запоминания амплитуды импульсов И, вход которого связан с выходом модуля формирования импульсов 10, и индикатора 12, связанного через разъёмы с и d с модулем запоминания амплитуды импульсов И.
Устройство для диагностики качества смеси двигателя внутреннего сгорания с воспламенением от свечи зажигания работает следующим образом.
Предварительно модифицированную свечу-индикатор 4 вворачивают в головку блока цилиндров 6 вместо штатной свечи зажигания и на неё надевают корпус 1. Провод высокого напряжения штатной системы зажигания надевают на провод 3, закреплённый в приливе 2. Провод А подключают к клемме + АКБ автомобиля, а измерительный блок 8 подключают к клемме - АКБ через разъём Ь.
Таким образом, устройство готово к работе.
Регулировку и диагностику качества смеси осуществляют следующим образом.
а) Запускается ДВС. По изменению яркости горения в блоке цилиндров 6 топливной смеси воспламеняемой от модифицированной свечииндикатора 4 производят оценку ее качества.
При этом световой сигнал процесса горения передаётся через кварцевое стекло 5 и светофильтр 7 на фоточувствительный элемент 8, преобразующий световой сигнал в электрический, который затем передаётся на разъём а измерительного блока 9.
Поступающие электрические сигналы обрабатывается модулем формирования импульсов 10 и модулем запоминания амплитуды импульсов 11, таким образом, что напряжение тока на разъёмах с и d, контролируемое индикатором 12, пропорционально амплитуде этого сигнала.
б)Штатными средствами регулировки количества смеси устанавливают номинальное значение частоты вращения коленчатого вала двигателя на холостом ходу.
в)Штатными средствами регулировки качества смеси устанавливают максимальное значение показателя индикатора 12.
г)При отклонении частоты вращения коленчатого вала двигателя на холостом ходу от номинального выполняют действия с п.б).
д)при изменении показаний индикатора 12 повторяют регулировку качества смеси в соответствии с п.в).
Таким образом, при достижении максимального показателя индикатора 12 регулировку качества смеси закончивают. После диагностики и регулировки качества топливной смеси выворачивают модифицированную свечу-индикатор 4 и возвращают на место щтатную свечу зажигания.
Измерительный блок устройства может быть выполнен, например, как показано на фиг. 2. Выход модуля формирования импульсов 10, образованного резистором 13, подключенного к фоточувствительному элементу 8, соединён с входом модуля запоминания импульсов 11. Модуль запоминания импульсов 11 образован конденсатором 14 (являющимся запоминающим элементом), подключенного к резистору 13 через диод 15, препятствующим его разряду. Переменный резистор 16, подключённый параллельно конденсатору 14 обеспечивает настройку индикатора 12. Предварительная настройка тока разряда конденсатора 14 необходима для запоминания амплрггуды импульсов при уменьшении сигнала в процессе регулирования качества топливовоздущной смеси. Для контролирования падения напряжения на конденсаторе 14, пропорционального мощности светового сигнала поступающего через окно 5 модифицированной свечииндикаторе 4 в процессе регулирования качества топливовоздушной смеси, последний через разъёмы с и d связан с индикатором 12, в качестве которого может быть использован вольтметр.
Снабжение окна 5 модифицированной сечи-индикатора 4 кварцевым стеклом позволяет снимать световой сигнал горения диагностируемой топливной смеси в ультрафиолетовой области.
Выполнение оптического фильтра 7 в виде нанесённого на торце прозрачного элемента, многослойного интерференционного покрытия, состоящего из дъух четвертьволновых слоев серебра и находящегося между ними четвертьволнового слоя фтористого магния, позволяет сформировать его область спектральной чувствительности, лежащую в диапазоне длин волн 306-340 нм. Снабжение же устройства оптическим фильтром с полосой пропускания в диапазоне длин волн 306-340 нм позволяет из сплошного спектра излучения горения топливной смеси выделять излучения радикала Ci. Оценка процесса горения диагностируемой топливной смеси по интенсивности излучения голубой полосы радикала С2 позволяет наиболее достоверно оценить эффективность процесса горения, соответственно и наиболее точно оценить качество топливной смеси.
Регулирование и диагностика качества смеси по величине амплитуды импульса интенсивности излучения в диапазоне длин волн 306-340 нм (ультрафиолетовая область) позволяет исключить влияние на оценку качества горения топливной смеси горение сажи, что позволяет повысить точность диагностики качества топливной смеси.
Применение предложенного устройства позволит повысить точность и обеспечить однозначность регулирования качества смеси.
Этот эффект достигается применением в модифицированной свечеиндикаторе кварцевого стекла, прозрачного для ультрафиолетового излучения, в комплексе с оптическим фильтром, имеющим максимум пропускания в диапазоне длин волн 306 - 340 нм (ультрафиолетовая область), а также измерительного блока снабжённого модулем запоминания амплитуды электрических импульсов, пропорциональных амплитуде импульсов светового излучения диагностируемой топливной смеси.