СПОСОБ ОЦЕНКИ ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА
PROCEDURE FOR EVALUATION OF TECHNICAL STATE OF INTERNAL COMBUSTION ENGINE OF VEHICLE

Изобретение относится к технической диагностике, в частности к способам оценки технического состояния двигателей внутреннего сгорания, и может быть использовано для контроля и диагностирования двигателей внутреннего сгорания транспортных средств в процессе их изготовления, технического обслуживания и ремонта.
Известен способ оценки технического состояния двигателя внутреннего сгорания транспортного средства путем измерения характерного параметра и сравнения его с заданной величиной, заключающийся в том, что непрерывно измеряют промежутки времени, соответствующие повороту коленчатого вала на смежные и равные угловые интервалы заданной величины за цикл работы двигателя на любом установившемся скоростном режиме с синхронизацией начала измерения с одним и тем же тактом цикла работы определенного цилиндра, определяют значения частоты вращения коленчатого вала в пределах каждого углового интервала, получают зависимость частоты вращения по углу поворота коленчатого вала, определяют коэффициенты неравномерности вращения коленчатого вала в пределах цикла работы двигателя и периода изменения крутящего момента, и полученные коэффициенты используют в качестве характерного параметра, измерение характерного параметра двигателя производят под нагрузкой, создаваемой присоединением к двигателю вывешенной трансмиссии транспортного средства, причем для получения более стабильных результатов в коробке передач транспортного средства устанавливают пониженную передачу (Заявка на изобретение РФ №94026955, М.кл. G01M 15/00, опубл. 27.05.1996 г.).
гi
гi
Недостатками известного способа являются невысокие точность и достоверность определения технического состояния двигателя. Это объясняется тем, что изменение частоты вращения коленчатого вала может происходить по причине нарушения процессов в цилиндрах двигателя и изменения условий трения в кривошипно-шатунном механизме. Следовательно, возникает неоднозначность в определении причины снижения частоты вращения коленчатого вала. Решение данной проблемы можно осуществить за счет однозначного определения исправности цилиндров двигателя. Изменение коэффициента сжатия в цилиндре приводит к изменению скорости и времени горения смеси Т, где i - номер цилиндра. Измерение Т в каждом цилиндре производится по времени превышения амплитуды сигнала с выхода вибродатчика, установленного на данном цилиндре, определенного порога, синхронно с сигналом от системы зажигания автомобиля. Измерение времени горения смеси для каждого цилиндра производится в нескольких циклах работы двигателя.
гi
гi
гi
гi
гi
гi
эт
По результатам измерения величины времени горения смеси можно определить характерный параметр δ для каждого цилиндра из выражения  где Тmax - максимальное значение времени горения смеси, Тmin - минимальное значение времени горения смеси, Тср - среднее значение времени горения смеси и сравнения его с заданной величиной δ. Эта величина определяется при испытаниях исправного двигателя. При выполнении условия δ-δ≤0,01 данная цилиндропоршневая группа считается исправной. При невыполнении данного условия - неисправной.
Технической задачей изобретения является повышение точности и достоверности определения технического состояния двигателя.
гi
гi
гi
гi
эт
гi
эт
Технический результат изобретения достигается тем, что в предлагаемом способе оценки технического состояния двигателя внутреннего сгорания транспортного средства путем измерения первого характерного параметра и сравнения его с заданной величиной, заключающемся в том, что непрерывно измеряют промежутки времени, соответствующие повороту коленчатого вала на смежные и равные угловые интервалы заданной величины за цикл работы двигателя на любом установившемся скоростном режиме с синхронизацией начала измерения с одним и тем же тактом цикла работы определенного цилиндра, определяют значения частоты вращения коленчатого вала в пределах каждого углового интервала, получают зависимость частоты вращения по углу поворота коленчатого вала, определяют коэффициенты неравномерности вращения коленчатого вала в пределах цикла работы двигателя и периода изменения крутящего момента, и полученные коэффициенты используют в качестве характерного параметра, измерение характерного параметра двигателя производят под нагрузкой, создаваемой присоединением к двигателю вывешенной трансмиссии транспортного средства, причем для получения более стабильных результатов в коробке передач транспортного средства устанавливают пониженную передачу, дополнительно определяют исправность цилиндропоршневой группы каждого цилиндра путем определения времени горения смеси в каждом цилиндре двигателя Т в нескольких циклах работы двигателя, определяют второй характерный параметр, соответствующий времени горения смеси в каждом цилиндре  где Тmax - максимальное значение времени горения смеси, Тmin - минимальное значение времени горения смеси, Тср - среднее значение времени горения смеси, сравнивают его с эталонным δ, определенным на исправном двигателе, при выполнении условия δ-δ≤0,01 данная цилиндропоршневая группа считается исправной, при невыполнении данного условия - неисправной.
Реализация способа осуществляется с помощью компьютера, на входы которого поступают сигналы от соответствующих датчиков. На чертеже приведена структурная схема устройства, реализующего способ, где 1 - блок датчиков, 2 - компьютер.
Определение технического состояния двигателя внутреннего сгорания транспортного средства по предлагаемому способу производят следующим образом. С помощью подъемного устройства вывешивают ведущий мост автомобиля до появления гарантированного зазора между колесами и опорной поверхностью и фиксируют его в этом положении. На двигатель устанавливают датчик частоты вращения коленчатого вала и соединяют его с устройством для измерения неравномерности вращения, выполненным, например, по а.с. СССР N 1035521.
ср
-1
Запускают двигатель, соединяют его с трансмиссией и прокручиванием ее на различных передачах прогревают агрегаты автомобиля до нормального теплового состояния. Затем в коробке передач устанавливают первую передачу и выводят двигатель на заданный установившийся скоростной режим (в данном случае ω 63,05 с). Далее с помощью измерительного устройства непрерывно измеряют промежутки времени, соответствующие повороту коленчатого вала на смежные и равные угловые интервалы заданной величины (например, через 15°) за цикл работы двигателя (два оборота коленчатого вала) с синхронизацией начала измерения с одним и тем же тактом цикла работы определенного цилиндра (например, с рабочим ходом первого цилиндра). По известным формулам определяют значения частоты вращения коленчатого вала в пределах каждого углового интервала и по полученным результатам находят зависимость частоты вращения коленчатого вала по углу его поворота в пределах цикла работы двигателя.
ц
Затем определяют коэффициент неравномерности вращения в пределах цикла работы двигателя δ по формуле
ц
ц
Сравнивают полученное значение δ с его нормативным значением. Если найденное значение δ не превышает своего нормативного значения, то это свидетельствует о том, что цилиндры двигателя работают равномерно, и на этом процесс диагностирования заканчивается.
ц
гi
гi
гi
гi
гi
эт
гi
эт
Если найденное значение δ превышает нормативное значение, возникает необходимость определять исправность цилиндропоршневой группы каждого цилиндра. Это осуществляется путем определения времени горения смеси в каждом цилиндре двигателя Т в нескольких циклах работы двигателя, за счет обработки информации с датчиков вибрации, установленных на каждом цилиндре. По полученным Т определяют второй характерный параметр, соответствующий времени горения смеси в каждом цилиндре  где Тmax - максимальное значение времени горения смеси, Тmin - минимальное значение времени горения смеси, Тср - среднее значение времени горения смеси, сравнивают его с эталонным δ, определенным на исправном двигателе, при выполнении условия δ-δ≤0,01 данная цилиндропоршневая группа считается исправной. При этом делается вывод о неисправности в кривошипно-шатунном механизме.
гi
эт
При невыполнении условия δ-δ≤0,01 делается вывод о неисправности в цилиндропоршневой группе и в кривошипно-шатунном механизме.