SE455644B - Sett for overvakning av funktionen hos forbrenningsmotormekanismer och anordning for utforande av settet - Google Patents

Description

l0 15 20 25 30 35 455 644 2 att effektivt övervaka funktionsdugligheten hos motorns : bränslesystem utan också att styra bränsleinsprutningens förlopp beroende pà den pà motorn anbringade belastningen, dess varvtal osv. Föreliggande uppfinning avser att för- bättra kvaliteten och underlätta övervakningen av drif- ten hos mekanismer för förbränningsmotorer och framför allt dess bränslesystem.

Tidigare är ett sätt känt att övervaka funktionen hos mekanismer för förbränningsmotorer, särskilt bräns- lesystemet för en dieselmotor (se t ex R.S. Ermolov et al., Electromeasuring facilities for diagnosis of ma- chines and mechanisms, Leningrad, “Energia" Publishing House, 1979, sid 86 - 87), vilket säkerställer övervak- ning av parametrarna för bränsleinsprutning i motorcy- lindern. Detta sätt innefattar att mäta bränsletrycket i högtrycksrörledningen och bestämma tidparametrarna för insprutningen på bas av erhållna mätdata. Enligt före- liggande sätt utföres tryckmätningar av organ av lämpliga elektromekaniska tryckgivare, som omvandlar tryckföränd- ringar till en elektrisk signal och som är inbyggda i rörledningen.

Emellertid är ovannämnda kända metod kännetecknad av en relativt lag noggrannhetsgrad vid bestämning av tidsparametrarna för insprutningen såtillvida som dessa parametrar fastlägges snarare på basis av otillfreds- ställande snabba tryckändringar, som säkerställer in- sprutning av bränsle av motorinjektorn snarare än base- rat på data för själva injektorns prestanda. Utvärde- ringen av prestanda för den provade mekanismen utföres härvid genom att bilda ett tidsdiagram från de resulte- rande elektriska signalerna, men en adekvat utvärdering kräver kännedom och särskiljande av de distinktiva egen- skaperna hos detta diagram, som utmärker vart och ett av de rörliga elementen i den mekanism som provas. Det är därför pålitligheten hos provningsdata till stor del be- ror på erfarenheten hos den operatör, som genomför pro- vet. Dessutom innebär utförande av övervakning av bräns- 10 15 20 25 30 35 455 644 3 lesvstems funktion enligt den nämnda metoden i ett an- tal fall vissa svårigheter beroende på den specifika naturen hos tryckmätningen, som kommer att diskuteras mera detaljerat nedan.

Den överlägset bästa mätnoggrannheten och möjlighe- ten ger metoder med Vibroakustisk övervakning av funk- tionen hos mekanismer för förbränningsmotorer. Ett sà- dant sätt (se t ex B.V. Pavlov, Accustical diagnosis of mechanisms, Moscow, "Mashinostroenie" Publishing House, 1971, sid 169 - 172), vilket är nära förbundet med upp- finningen beträffande den huvudsakliga tekniken och kan anges som föregångare för denna, möjliggör att direkt bestämma driftparametrarna hos den mekanism, som skall provas. Denna metod beaktar mottagande och omvandling till en elektrisk signal av de mekaniska svängningar, som orsakas vid driften av någon av de motormekanismer som skall provas, genom slagen hos de valda rörliga och stationära elementen i mekanismen t ex insprutningsele- ment. Denna operation utföres med lämpliga organ för mottagning och omvandling av mekaniska svängningar, t ex genom en vibroakustisk givare, monterad på den pro- vade mekanismens kropp. Sedan utföres isolering från den mottagna elektriska signalen av den komponent, som hän- för sig till det valda rörliga elementet i den mekanism som övervakas. Genom att därefter bearbeta den isolera- de elektriska signalkomponent som bestämts, erhålles spektral-tidparametrarna för de erhållna mekaniska sväng- ningarna. De resulterande spektral-tidparametrarna an- vändes sedan för analys av funktionen hos den provade mekanismen. Sålunda bestämmes t ex med användning av de vibroakustiska svängningarna hos injektorkroppen, vilka orsakas av slagen mellan insprutningsnàlen och munstyc- ket eller insprutningsbegränsaren, tidparametrarna för bränsleinsprutningen, nämligen början och slutet av bränsleinsprutningen likaväl som insprutningstidens längd.

Enligt nämnda kända metod erhåller man emellertid ett helt spektrum av vibroakustiska svängningar, som or- 10 15 20 25 30 35 455 644 4 sakas såväl av funktionen hos alla de rörliga elementen i den provade mekanismen som motorns andra mekanismer.

Av denna anledning överlagras den signal, som bär infor- mation beträffande funktionen hos det valda rörliga ele- mentet i mekanismen, av störsignaler som kommer från andra rörliga element, vilket gör isoleringen av en sig- nal enbart från det utvalda elementet till ett svårt problem. Som följd härav är det enligt ovannämnda metod nästan omöjligt att säkerställa en tillräckligt hög grad av pålitlighet i de erhållna mätresultaten.

Dessutom medger den betraktade metoden inte alltid en bedömning om uppförandet hos de rörliga men inte sam- manstötande elementen hos den ena eller den andra prova- de mekanismen. Problemet är att vid frånvaro av slag mellan de rörliga elementen i mekanismen inträffar inga vibroakustiska svängningar och av denna anledning är det, om elementets rörelse inte ledsagas av några stötar mot de andra elementen, praktiskt taget omöjligt att med denna metod fastställa karaktären hos ifrågavarande ele- ments rörelse. Emellertid är det ofta nödvändigt att ve- ta enskildheterna hos nâgra elements rörelse. Sålunda kan man t ex genom karaktären hos de svängande rörelser- na hos nålen i injektorn under motors startförlopp be- döma kvaliten hos bränsleinsprutningen i motorcylindern.

Från tidigare teknik är också en anordning känd för övervakning av mekanismer i förbränningsmotorer un- der drift, varvid principerna vid ovan beskrivna meto- der tillämpas. En sådan apparat (se t ex R.S. Ermolov, Electromeasuring apparatus for diagnosis of machines and mechanisms, "Energia" Publishing House, Leningrad, 1979, sid 86 - 87) använder en metod, som innefattar mät- ñing av bränsletrycket i rörledningen för motorns bräns- lesystem. Denna apparat innefattar en elektromekanisk omvandlare av piezoelektrisk typ utförd i rörform och som omvandlar en förändring i rörledningens tryck till en elektrisk signal. Under provning av bränslesystemet är denna omvandlare monterad i ett hàlrum, som är spe- ciellt anordnat för detta ändamål i högtrycksrörledningen. lO l5 20 25 30 35 455 644 5 Utgången från omvandlaren är via en lågfrekvensförstär- kare förbunden med en av ingångarna till en mätare för identifiering av parametrarna hos de erhållna informa- tionssignalerna. Mätarens andra ingàng är förbunden med en anordning som genererar en signal, som anger vinkel- läget hos motorns vevaxel.

När man emellertid monterar omvandlaren i hàlrum- met i den högtrycksrörledning, som leder till injektorn i motorns bränslesystem, är det nödvändigt att varje gäng utföra en demontering av detta system, vilket för- stör lufttätheten hos högtryckssystemet och sålunda kan resultera i igensättning av bränslesystemet genom olika föroreningar som kan finna vägen in till rörledningen, t ex under montering av givaren. Pâ grund av de jämförel- sevis làga elektriska karakteristika, som omvandlaren uppvisar under användning inom frekvensområdet för de mätta svängningarna, måste denna givare ha tämligen avs sevärda dimensioner och som ett resultat härav kan i flera fall vissa svårigheter uppstå under givarens in- stallering. Med en ganska skrymmande storlek utövar en sådan omvandlare även ett eget ytterligare inflytande på de mätta tryckförändringarna. Dessutom gör det höga tryck som råder i rörledningen.omvandlaren kortlivad.

Det är lämpligare och enklare att använda en variant av den ovan beskrivna anordningen, varvid den elektro- mekaniska givaren utgöres av en tràdtöjningsgivare, som är monterad direkt på rörledningen och avkänner de för- ändringar i rörledningens diameter, som orsakas av de tryckförändringar som uppstår däri. Denna variant säker- ställer borttagande av påverkan från givaren på de gjor- da mätningarna liksom förenkling av övervakningsproces- sen, men även i detta fall är emellertid givaren tämli- gen skrymmande (omkring 20 mm) och bör fästas till rör- ledningen vid ett parti som oundgängligen måste vara rakt och ordentligt riktat.

Dessutom är det värt att notera att vid båda varian- terna av ovannämnda apparat måste givarna installeras på 10 15 20 25 30 35 455 644 6 rörledningen endast i direkt närhet av bränslepumpen, annars kan under mätförloppet fel uppstå beroende på tidsutbredningen hos en_tryckvåg i rörledningen. En viss olägenhet består också däri att vid olika motorer och på grund av olika bestämmelser för bränslerörledningar i olika länder blir det i många fall nödvändigt att till- verka givare med speciellt utförande varje gång.

Likaså är tidigare känt en anordning baserad pà en vibroakustisk metod att övervaka funktionen hos meka- nismer för förbränningsmotorer (se t ex B.V. Pavlov, Accustical diagnosis of mechanisms, Moscow, "Machino- stroenie“ Publishing House, 1971, sid l8l), som beträf- fande sina tekniska huvuddrag är nära förbunden med den föreslagna anordningen och därför kan kännas igen som en föregångare till denna. Den föreliggande anordningen innefattar en mottagande elektromekanisk omvandlare som är installerad direkt på stommen för den mekanism som skall provas, och tjänar för mottagande av elektriska svängningar som innehåller en informationssignal som ka- rakteriserar vibrationsrörelsen hos det valda rörliga elementet i denna mekanism. Utgàngen fràn den elektro- mekaniska omvandlaren är förbunden via en förstärkare, avsedd för förstärkning av de elektriska svängningar som genereras av omvandlaren, med ett elektriskt högpassfil- ter som tjänar för_att från de elektriska svängningarna isolera den del av deras spektrum, som upptages av in- formationssignalen. Apparaten innefattar också en mäta- re för mätning av amplituden och tidparametrarna för in- formationssignalen med en ingång förbunden med det elektriska filtrets utgång medan dess andra ingång är förbunden med en givare som fastställer vinkelläget hos motorns vevaxel, vilken givare i synnerhet utgör en gi- vare för kolvens övre dödpunkt. Mätaren är försedd med en indikator, som är kalibrerad för att ange vevaxelns rotation i vinkelenheter.

Trots det förhållandet att ovannämnda anordning säkerställer en högre mätnoggrannhet jämfört med den 1.., l0 15 20 25 30 35 455 644 _ 7 ovan beskrivna, är ändock den uppnådda nogrannheten icke tillfredsställande hög. Detta förklaras av att informa- tionssignaler från det valda rörliga elementet mottages i närvaro av störningar, som kommer från driften hos andra rörliga element, både i den provade mekanismen och andra motormekanismer. De av många störsignaler åstadkomna effekterna är jämförbara med effekten hos informationssignalen och frekvensen hos störsignalerna är ofta nära informationssignalens frekvens. Därför har det elektriska filter, som tjänar för att isolera in- formationssignalen, en tämligen komplex uppbyggnad. Den- na komplexitet göres ännu större genom att de signaler, som mottages från de rörliga delarna, har en relativt låg frekvens i storleksordningen några hundratal eller tusental hertz. Denna tämligen låga frekvens svarar ock- så för omvandlarens ökade dimensioner. Den informations- signal, som genereras vid ovan beskrivna anordningar, har en ganska låg informationsgrad eftersom den bär en- dast information om slag mellan de valda rörliga ele- menten och andra element av den kontrollerade mekanis- men snarare än information om karaktären hos den funk- tionsrörelse som åstadkommes av detta element. Allt det- ta sammantaget gör att ifrågavarande anordning icke är tillräckligt lämplig vid användning och säkerställer inte en hög pålitlighetsgrad vid mätning av driftpara- metrar för den kontrollerade mekanismen.

Föreliggande uppfinning har därför till ändamål åstafikgmma ett effektivt sätt för att övervaka mekanismer vid förbränningsmotorer odïatt åstadkomma aïenkaloch lämflig anordning som innefattar detta sätt och som medger att under några av motorns mekanismers driftsförlopp er- hålla noggrann och pålitlig information om de önskade funktionskarakteristika hos den kontrollerade mekanis- men baserat på mätningar av parametrar för den rörelse, som àstadkommits av denna eller det valda rörliga ele- mentet i ifrågavarande mekanism.

Med föregående ändamål som syfte åstadkommas ett 10 15 20 25 30 455 644 8 sätt för övervakning av funktionen hos mekanismer vid en förbränningsmotor innefattande en cylinder med en kolv, en injektor och en bränslepump, som innefattar stegen att mottaga och omvandla mekaniska svängningar från ett valt rörligt element hos den övervakade meka- nismen till en elektrisk signal ástadkommen genom givare- och omvandlingsorgan, som är monterade på mekanismens stomme, att från den elektriska signalen isolera en komponent, som härrör från det valda rörliga elementet hos den övervakade mekanismen, att mäta spektral-tidpara- .metrar hos de mottagna mekaniska svängningarna medelst behandling av den isolerade komponenten av den elektriska signalen och att fastställa erforderliga funktionskarak- teristika hos den övervakade mekanismen på basis av de mätta parametrarna, varvid sättet kännetecknas av stegen att applicera kontinuerliga, artificiella mekaniska svängningar inom ultraljudomràdet till det valda rörliga elementet genom nämnda mekanisms stomme före mätningen av spektraltidparametrarna, att mottaga och till en elektrisk signal omvandla de mekaniska ultraljudsväng- ningar, som kommer från det valda rörliga elementet och uppstår genom växelverkan mellan de artificiella, mekaniska ultraljudsvängningarna och det valda rörliga elementets rörelse och som är modulerade i beroende av den av nämnda element utförda rörelsen, att isolera ett frekvensband av den elektriska signalen med en bär- frekvens, svarande mot den applicerade, mekaniska ultra- ljudsvängningen, att detektera den isolerade bärfrekvensen i den elektriska signalen för att erhålla dess lågfre- kventa moduleringskomponent såsom en informationssignal, vilken kännetecknar den rörelse, som utförs av det valda rörliga elementet i förhållande till stommen hos den övervakade mekanismen, och att avslutningsvis mäta spektral-tidparametrarna hos nämnda informationssignal. 10 15 20 25 30 35 455 644 9 Tack vare påläggningen av ultraljudsvängningar på det valda rörliga elementet i den mekanism som skall övervakas, medger det uppfunna sättet att övervaka funk- tionen hos förbränningsmotormekanismer att fastställa alla enskildheter hos de funktionsrörelser och oönskade rörelser, som åstadkommes av det valda elementet inklu- sive karaktären hos detta elements kontakt med väggarna hos stommen för den mekanism, som övervakas, och_med de andra element av mekanismen med vilka det är förbundet.

Till följd av att informationen om rörelsen hos det val- da rörliga elementet i den mekanism, som skall överva- kas, behandlas vid frekvenser som starkt skiljer sig från frekvenserna hos mekanismens störvibrationer, kän- netecknas den informationssignal som àstadkommes med denna metod genom en klart avskild form, som tillför- säkrar noggranna mätningar av tid- och amplitudparamet- rar för denna signal och på basis av de fràn dessa pa- rametrar mätta värdena tillförsäkrar noggranna bestäm- ningar av den ena eller den andra erforderliga funk- tionskarakteristikan hos mekanismen.

Ett annat utförande av sättet att övervaka funktio- nen hos mekanismer vid förbränningsmotorer enligt upp- finningen innefattar att mottaga och omvandla de modu- lerade ultraljudsvängningar, som passerat tvärs igenom det valda rörliga elementet.

Det är lämpligt att använda det ovan beskrivna ut- förandet av det uppfunna sättet i de enklaste fallen, som innefattar anordnande av den mekanism som skall övervakas pâ motorn, när det rörliga element som valts för att spåra dess rörelse är beläget inuti ett parti av denna mekanismens sumne, som är anordnat utanför mo- torblocket och när det finns en möjlighet till extern åtkomlighet för detta parti av mekanismens stomme från två motsatta sidor. Med andra ord, i sådana fall när det finns en möjlighet att placera organan för att generera mekanisk. ultraljudsvängningar i linje med organen för 10 15 20 25 30 35 455 644 10 att mottaga dessa svängningar, passerar denna linje in- uti nämnda parti genom det valda rörliga elementet eller dess utskjutande delar.

Ytterligare ett annat utförande av sättet enligt uppfinningen innefattar att mottaga och omvandla de modu- lerade ultraljudsvängningar, som reflekteras från det valda rörliga elementet.

Det är lämpligt att använda detta utförande av det uppfunna sättet i komplicerade fall, som innefattar an- ordnande av den mekanism som skall övervakas på motorn, när det valda rörliga elementet är beläget inuti ett parti av mekanismen, som är anordnat djupt inne i motorns stomme och när det inte finns någon möjlighet att in- stallera appliceringsorgan och mottagningsorgan på en linje, som skär det valda rörliga elementet.

Ytterligare ett annat utförande av sättet enligt uppfinningen består i att mottaga och omvandla de ultra- ljudsvängningar, som är modulerade i beroende av varia- tioner i den mekaniska impedansen hos den mekanism som övervakas med det valda rörliga elementet beläget däri.

Det är lämpligt att använda detta utförande av det föreslagna sättet i de fall när det vid stommen hos den mekanism som skall övervakas, är möjligt att komma åt utifrån endast från en sida och när det inte finns någon möjlighet att installera anbringningsorgan och mottag- ningsorgan från båda sidor av denna stomme, t ex när det är fråga om en liten mekanism.

Ytterligare ett annat utförande av sättet enligt uppfinningen innefattar att applicera de artificiella ultraljudsvängningarna till ändpartiet hos en nål eller en stång i injektorn. _ Det är lämpligt att använda detta utförande av det föreslagna sättet i de fall, när det under övervakningens förlopp blir nödvändigt att för motorns injektor göra ytterst noggranna mätningar av parametrarna för injek- 10 15 20 25 30 35 455 644 11 torns bränsleinsprutning. I detta utförande tillförsäk- ras en hög noggrannhetsgrad i mätningarna genom det ökade värdet pà förhållandet mellan signal och störningar för den erhållna informationssignalen eftersom i detta fall ett ökat modulationsdjup hos den artificiella ultraljud- svängningen sker till följd av komplexiteten hos den geometriska formen av de partier av ovannämnda rörliga element, till vilka dessa svängningar appliceras.

Ytterligare ett utförande av det uppfunna sättet innebär att applicera de artificiella ultraljudsväng- ningarna till en injektorsfjäder.

Det är lämpligt att använda detta utförande av det föreslagna sättet i det fall när det är nödvändigt att fastställa injektorfjäderns vilotillstànd liksom graden av denna fjäders förspänning.

Ytterligare ett utförande av det uppfunna sättet innebär applicering av de artificiella ultraljudsväng- ningarna till botten av den kolv, som är belägen inuti cylindern.

Det är lämpligt att använda detta utförande av det föreslagna sättet i det fall det är nödvändigt att fast- ställa hastigheten hos kolvrörelsen i motorcylindern eller läget av kolven.i det ena eller andra ögonblicket.

Ytterligare ett annat utförande av det uppfunna sättet innebär att applicera de artificiella ultraljud- svängningarna till sidoväggen av den i cylindern belägna kolven.

Detta utförande av det föreslagna sättet ger möjlig- het inte bara att fastställa läget hos kolven i cylindern utan också funktionen hos kolvens kolvringar och de ytor hos kolven och cylindern som dessa ringar är i kontakt med. Ännu ett utförande enligt den uppfunna metoden inne- bär att applicera de artificiella ultraljudsvängningarna till de rullningslager, i vilka bränslepumpens axel är anordnad. 10 15 20 25 30 35 455 644 12 Detta utförande av det föreslagna sättet medger att fastställa funktionsdugligheten hos elementen i rull- ningslagret och den däri monterade axeln.

Med det huvudsakliga syftet i minnet åstadkommas enligt uppfinningen även en anordning för utförande av ovannämnda sätt att övervaka funktionen hos mekanismer för förbränningsmotorer, och som innefattar en mottagande elektromekanisk omvandlare, anordnad att monteras på stommen för den mekanism som skall övervakas och som genererar elektriska svängningar, vilka innehåller en informationssignal som kännetecknar rörelsen hos det valda rörliga elementet i den övervakade mekanismen, varvid mottagarens utgång är förbunden med ingången till ett elektriskt filter, vilket tjänar till att från det spektrum av elektriska svängningar, som genererats av den mottagande elektromekaniska omvandlaren, isolera ett område som upptages av informationssignalen och som har sin utgång förbunden med ingången hos en mätare för mätning av amplitud- och tidparametrar för informations- signalen, varvid anordningen enligt uppfinningen känne- tecknas av en generator för generering av kontinuerliga elektriska svängningar inom ultraljudområdet och som har sin utgång förbunden med en elektromekanisk sändare anordnad att monteras pà stommen för den mekanism, som skall övervakas och som kan generera mekaniska ultraljud- svängningar, vilka breder ut sig i riktning mot det valda rörliga elementet hos den övervakade mekanismen medan det elektriska filtret är utfört i form av ett bandpass- filter för generatorns bärfrekvens och med ett trans- missionsband som motsvarar bredden av spektralområdet för informationssignalen och har sin utgång förbunden med mätarens ingång via en detektor som tjänar till att isolera informationssignalen, samt en làgfrekvensför- stärkare förbunden i serie, varvid den mottagande elektro- mekaniska omvandlaren är konstruerad så, att den mottager de mekaniska ultraljudsvängningar, som är modulerade 10 15 20 25 30 35 455 644 13 till följd av den rörelse som àstadkommes av det valda rörliga elementet.

Den ovan beskrivna anordningen medger att fullstän- digt förverkliga möjligheterna hos det föreslagna sättet att övervaka funktionen hos mekanismer för förbrännings- motorer. Apparatens uppbyggnad säkerställer dess ökade selektivitet och okänslighet för störningar och åstad- kommer härigenom en noggrannhet vid bestämning av rörel- sekaraktären hos de valda rörliga elementen av den över- vakade mekanismen, pà vars basis fastställes denna me- kanisms funktionskaraktäristika. Till viss omfattning àstadkommes detta från den i ovannämnda anordning befint- liga elektriska ultraljudgeneratorn, medelst vilken in- tensiteten hos de ultraljudsvängningar, som appliceras pá det valda rörliga elementet, kan varieras över ett tämligen vitt omrâde, vilket krävs för minskning av in- flytandet från störningar till önskad grad.

Ett annat utförande av anordningen enligt uppfin- ningen innefattar att mätarens tidssynkronisering åstad- kommes av en givare för att ange vinkelläget hos motorns vevaxel, varvid givarens utgång är förbunden med en annan ingång hos mätaren.

Inlemmande av den ovan beskrivna givaren i den före- slagna anordningen gör det möjligt att, tack vare säker- ställande av hög noggrannhetsgrad vid fastställande medelst denna anordning av rörelsekaraktären hos det valda rörliga elementet, använda detta utförande av anord- ningen för att övervaka tid- och vinkelparametrarna hos bränsleinsprutningen genom injektorn med korrelation av dessa parametrar till vevaxelns vinkelläge och att använda denna anordning vid ett system för att styra bränsleinsprutningsprocessen i en dieselmotor.

Ytterligare ett utförande av anordningen'enligt uppfinningen innefattar att mottagande och transmitteran- de elektromekaniska omvandlare är kombinerade till en enda mottagande-överförande elektromekanisk omvandlare 10 15 20 25 30 35 455 644 . 14 som samtidigt utför funktionen hos båda nämnda omvandlare, varvid utgången från generatorn är förbunden med den mottagande-transmitterande elektromekaniska omvandlaren genom ett resistivt element.

Hopslagningen av de mottagande och transmitterande elektriska omvandlarna till en enda mottagande-trans- mitterande omvandlare medger att förenkla uppbyggnaden hos den föreslagna anordningen, vilket är särskilt viktigt vid övervakning av funktionen hos motorer med liten storlek liksom när man utför övervakningen under fältförhàllanden.

Ytterligare ett annat utförande av anordningen en- ligt uppfinningen förutser att detektorn är konstruerad som en amplituddetektor och avsedd för isolering av modu- leringsgruppen hos den mottagna elektriska signalen.

Det är lämpligt att använda en enkel amplituddetektor i det fall när uppbyggnaden hos motorn och den övervakade mekanismen medger att man installerar de mottagande och överförande omvandlarna pà denna mekanisms stomme så att amplitudmoduleringen överväger vid moduleringen av de mekaniska ultraljudsvängningarna.

Ytterligare ett annat utförande av anordningen enligt uppfinningen förutser att detektorn är konstruerad som en fasdetektor och avsedd för isolering av den informa- tionssignal, som representerar ändringar i fasskillnaden mellan generatorns signal och de erhållna elektriska svängningarna, varvid generatorns utgång är förbunden med en annan ingång hos detektorn.

Fasdetektorn användes i det fall, då uppbyggnaden av motorn och den övervakade mekanismen medger att in- stallera de mottagande och överförande elektromekaniska omvandlarna pá stommen till denna mekanism så att de mottagande omvandlarna endast mottager de ultraljudsväng~ ningar, som reflekteras av det valda rörliga elementet när övervägande fasmodulation av dessa svängningar äger IIJIII. 10 15 20 25 30 35 455 644 15 Ytterligare ett annat utförande av den uppfunna anordningen förutser att generatorns utgång är förbunden med en ytterligare ingång hos detektorn genom en fasom- kopplare.

Innefattande av en fasomkopplare i den föreslagna anordningen medger att optimera driften hos fasdetektorn och att utesluta en komplicerad omkonstruktion av denna detektor varje gång det blir nödvändigt att övervaka funktionen hos en övervakad mekanism av ny typ.

Ytterligare ett utförande av den uppfunna anord- ningen förutser att utgången från lågfrekvensförstärkaren är förbunden med ingången hos mätaren via ett làgfrekvent bandpassfilter för att från informationssignalens spektrum isolera ett separat område av detta spektrum.

Användningen av ett lågfrekvensfilter i ovannämnda krets i den föreslagna anordningen medger i det fall när de artificiella ultraljudsvängningarna moduleras till följd av samtidig rörelse hos två olika rörliga element hos den övervakade mekanismen, att fràn informa- tionssignalens moduleringsspektrum isolera sådana frekven- ser, som kännetecknar rörelsen hos ett av dessa element likaväl som att undertrycka de frekvenser som är karak- teristiska för andra elements rörelse.

Mätaren för den föreslagna anordningen enligt upp- finningen kan konstrueras som ett organ för att mäta informationssignalens nivå.

Ovannämnda uppbyggnad av mätaren, som förenklar anordningen, är lämplig i sådana fall när den oscillerande rörelsen hos det valda rörliga elementet i den övervakade mekanismen har en klart uttryckt frekvens.

- Mätaren kan också konstrueras som en oscillograf- anordning för att indikera informationssignalens form och mäta dess längd och fas.

Införandet av en sådan oscillografanordning såsom mätare är lämplig i de fall när det är nödvändigt att 10 l5 20 25 30 35 455 644 16 utföra en omfattande och noggrann analys av alla enskild- heter hos det valda rörliga elementets rörelse i den övervakade mekanismen, t ex när det erfordras att man erhåller en komplett återgivning av rörelseprocessen hos insprutningsnålen under loppet av motorns drift.

Dessutom kan mätaren konstrueras som ett strobo- skop, avsett att fastställa begynnelsetiden hos informa- tionssignalen i förhållande till tidpunkten för kolvens ankomst till ett förutbestämt läge.

Tillämpningen av ett sådant stroboskop såsom mätare är i första hand lämplig vid den förenklade modifieringen av den uppfunna anordning, som är avsedd för övervakning av funktionen hos motormekanismer under fältförhållan- den.

Ovannämnda förbindning medför att man utför en auto- matisk styrning av bränsleinsprutningen.

Det uppfunna sättet och den uppfunna anordningen för övervakning av funktionen hos mekanismer vid för- bränningsmotorer beskrives närmare med hänvisning till de speciella utföranden, som visas i bifogade ritningar där fig 1 i förenklad form visar injektorn för en die- selmotor vars funktion övervakas, lämnat såsom exempel för att visa sättet att övervaka funktionen hos meka- nismer vid förbränningsmotorer enligt uppfinningen, fig 2 visar tiddiagram för de funktionsprocesser, som framkommer under loppet att övervaka funktionen för injektorn i figur l, utförd med användning av det upp- funna sättet, fig 3 visar ett spektraldiagram för de ultraljud- svängningar, som passerar genom stommen hos en motor- mekanism med ett inre rörligt element under övervakning av denna mekanism utförd med användande av det uppfunna sättet, w. 10 15 20 25 30 35 455 644 17 fig 4 visar tiddiagram för de svängningsrörelser, som utföres av injektorns nål under bränsleinsprutning, varvid dessa diagram erhålles vid övervakning av funk- tionen hos injektorn under uppstartning som utföres med användning av utförandena för den uppfunna metoden, fig 5 visar cylindern med en kolv i den motor, som uppbär instrumentering för övervakning därav, utförd med hjälp av ett annat utförande av sättet enligt upp- finningen, fig 6 visar tiddiagram för genomförande av övervak- ning av funktionen hos den cylinder med kolv, som visas i fig 5, fig 7 visar tiddiagram för den informationssignal, som erhålles vid övervakning av funktionen hos kolvringar, vilka utföres med användning av ännu ett annat utförande av sättet enligt uppfinningen, fig 8 visar bränslepumpen hos en dieselmotor, som uppbär instrumentering för övervakning av funktionen hos lagringen och den däri befintliga axeln av denna pump, utförd med användning av ytterligare ett utföran- de av det uppfunna sättet, fig 9 visar tiddiagrammet för den informationssig- nal, som erhållits under övervakning av funktionen hos lagringen och den däri monterade axeln för bränslepumpen som visas i fig 8, fig l0 visar blockdiagrammet för en anordning för övervakning av funktionen hos mekanismen för en förbrän- ningsmotor enligt uppfinningen, fig ll visar blockdiagrammet för ett utförande av den uppfunna anordningen innefattande en givare för be- stämning av kolvens övre dödpunkt enligt uppfinningen, _ fig 12 visar ett blockdiagram för ett annat utfö- rande av anordningen innefattande en sammanbyggd motta- gare-elektromekànisk omvandlare enligt uppfinningen, 10 15 20 25 30 35 455 644 18 fig l3 visar blockdiagrammet för ytterligare ett annat utförande av den uppfunna anordningen, innefat- tande en fasdetektor enligt uppfinningen, fig 14 visar blockdiagrammet för ännu ett utföran- de av den uppfunna anordningen innefattande ett lågfre- kvens bandpassfilter enligt uppfinningen, fig 15 visar blockdiagrammet för ännu ett utföran- de av den föreslagna anordningen, försedd med en mätare för mätning av nivån hos en informationssignal enligt uppfinningen, fig 16 visar ett blockdiagram för ett ytterligare utförande av den föreslagna anordningen, försedd med en oscillografanordning enligt uppfinningen, fig 17 visar blockdiagrammet för ett ytterligare utförande av den föreslagna anordningen, försedd med ett stroboskop enligt uppfinningen.

Det föreslagna sättet att övervaka funktionen hos mekanismer för förbränningsmotorer enligt uppfinningen kan användas för att utföra provning av dieselmotorer för varjehanda ändamål. I det allmänna fallet kan över- vakning utföras av godtycklig mekanism för motorer, som har rörliga element i kinetiska par, t ex en cylinder- kolv-grupp, injektorn i ett bränslesystem, en bränsle- pump osv. Såsom övervakad mekanism i en dieselmotor är det mycket lämpligt och informativt att använda injek- torn för ett bränslesystem för denna motor, varvid det- ta exempel väljes för att beskriva det väsentliga i det uppfunna sättet. En sådan injektor hänför sig till nål- injektorer och är försedd med flera sprutmunstycken så- som visas i fig l.

Före genomförandet av det första steget vid prov- ning av motorn anordnas på injektorns stomme l ett or- gan 2 med förmåga att generera mekaniska svängningar med en frekvens inom ultraljudomrádet och ett elektro- mekaniskt organ 3 anordnat att mottaga och omvandla des- sa svängningar till en motsvarande elektrisk signal. Or- 10 15 20 25 30 35 455 644 19 ganet 2 och organet 3 är exempelvis anordnade vid den nivå "b“, som visas i ritningen och som sträcker sig tvärs över området för det inre hàlrummet 4 i injektorn, vari den övre änden av en stång 5 med en ringformigt ut- språng 6 kan utföra sin rörelse. Efter start av maski- nen sättes organet 2 och organet 3 1 funktion och som ett resultat härav appliceras mekaniska ultraljudsväng- ningar av organet 2 pà utsprànget 6 och stången 5.

Under motorns drift utför nålen 7 i injektorn och stången 5, som är stelt förbunden därtill, fram- och återgående rörelser under inverkan av periodiska för- ändringar i trycket hos det bränsle, som matas till in- jektorn längs en passage 8 genom en koppling 9.

Tillsammans med nålen 7 och stången 5 rör sig un- der hoptryckning och utvidgning en tryckfjäder 10, som är anordnad i hålrummet 4 mellan det ringformiga ut- sprànget 6 på stången 5 och en skruv ll, som är avsedd för justering av fjäderns förspänning. Nålen 7 rör sig fràn sitt undre (enligt ritningen) läge, vid viket nâ- lens 7 spets är belägen helt inuti en spridare l2 och dess sidohàl 13 är helt stängda, upp till sitt övre (en- ligt ritningen) läge, vid vilket nálens 7 spets har läm- nat spridaren l2 under påverkan av bränsletrycket i pas- sagen 8 och dess sidohål 13 är helt öppna och tillför- säkrar därigenom insprutning av bränsle till cylindern (icke visad på ritningen). Till följd av de rörelser som utföres av nålen 7 tillsammans med stàngen 5, undergàr förhållandena för de mekaniska ultraljudvibrationernas utbredning förändringar i riktning från organet 2, som genererar dessa svängningar, mot organet 3 som mottar de mekaniska ultraljudsvängningar, som passerar genom stom- mens l väggar och den övre delen av stången 5. Förhål- landet är sådant att de mekaniska-ultraljudsvängningar- na på känt sätt utbreder sig i ett homogent material på ett lineärt sätt och med konstant dämpning och bredden 10 15 20 25 30 35 455 644 20 hos ett diagram av dessa svängningars riktningsverkan är bestämd av förhållandet mellan arean (eller diametern) hos strålningskällan och våglängden i ifrågavarande me- dium och ju större det nämnda förhållandet är, desto smalare är diagrammet för riktningsverkan. När emeller- tid ultraljudsvängningarna passerar gränslinjen mellan två media, vilket i detta fall exempelvis är gränsen mellan stommens l vägg i injektorn och bränslefilmen, eller mellan bränslefilmen och ytan på nàlens 7 stång 5, äger en störning rum i olika grad i svängningarnas lineära utbredning och en ändring i deras nivå och fas beroende av tjockleken hos omgivande material. Vid fram- och återgång hos det ringformiga utsprånget 6 kommer, där detta utsprång korsar utbredningsvägen för de meka- niska ultraljudsvängningarna, periodiskt att inträffa förändringar i tiden för reflektionsgraden, dämpningen och brytningen av de mekaniska svängningarnas utbred- ning. Dessa förändringar ger upphov till en fas-ampli- tud-modulering av de mekaniska ultraljudsvängningarnas utbredning varvid moduleringen inträffar strikt enligt lagen för förändringarna i ovannämnda förhållanden vid deras utbredning.

Vid sättet enligt uppfinningen är det de modulera- de mekaniska svängningarna inom ultraljudområdet som kommer från det valda rörliga elementet, dvs i detta fall från injektorns stång 5, och som uppstår till följd av växelverkan mellan det rörliga elementet och den ar- tificiella mekaniska svängning som appliceras därtill under tiden för dess rörelse, som mottages och omvandlas till en elektrisk signal medelst det elektromagnetiska organet 3.

Efter mottagande och omvandling av den modulerade ultraljudsvängningen till en elektrisk signal med hjälp av godtyckligt lämpligt organ utföres isolering av det frekvensband från den elektriska signalen, som har en medelbärfrekvens lika med frekvensen för de applicerade 10 15 20 25 30 35 455 644 21 ultraljudsvängningarna. Denna isolering krävs för att från hela det elektriska signalspektret borttaga de låg- frekvenskomponenter, som orsakas av vibrationen hos in- jektorns element och elementen för andra mekanismer i motorn, vilka orsakas av motorns drift och som betraktas som en störning. Det isolerade frekvensbandet motsvarar A = Fc + Fm, där Fc är den nominella bärfrekvensen och Fm är moduleringens väntade maximifrekvens. Förfarandet att isolera den modulerade bärfrekvensen, vars värde ligger i området från ett till nâgra 10-tal megahertz, från den elektriska signalens hela spektrum genom filt- rering av dess làgfrekvensområde, som orsakas av vibra- tioner och ligger i ett frekvensområde, som ungefär upp- går till några lO-tal kilohertz, ökar förhållandet mel- lan signal och störningar och förbättrar störningsmot- ståndet hos mottagningsvägen.

Efter denna åtgärd utföres detektering av den iso- lerade bärfrekvensen av den elektriska signalen för att erhålla dess lågfrekventa, modulerade komponent, som re- presenterar en informationssignal och all information om karaktären hos stàngens 5 rörelse i det område, där de artificiella ultraljudssvängningarna har applicerats.

Efter detektering underkastas den erhållna infor- mationssignalen lämpliga behandlingsorgan för mätning av dess spektrum- och tidparametrar och därigenom fast- ställa spektral-tidparametrar för de mekaniska ultra- ljudsvängningar, som mottagits från injektorstångens 5 övre parti. Analysen av de erhållna informationssignal- parametrarna medger bestämning av de väsentliga para- metrarna för bränsleinsprutning och att fastställa in- jektorns funktion.

Sålunda har här ovan heskrivits ett utförande av sättet enligt uppfinningen, vilket innefattar stegen att mottaga och till en elektrisk signal omvandla de module- rade, mekaniska ultraljudsvängningar, som passerat genom den övervakade mekanismen, dvs genom injektorn med de 10 15 20 25 30 35 455 644 22 inuti denna rörliga elementen och i egenskap av ett så- dant har stången 5 med det ringformiga utsprânget 6 valts.

Vid detta utförande äger huvudsakligen en amplítudmodu- lering rum av de artificiella mekaniska ultraljudsväng- ningar, som appliceras pà stången 5, vilket resulterar i en skuggeffekt.

Det föreslagna sättet att övervaka funktionen hos motorns mekanismer kan beskrivas genom de tiddiagram, som visas i fig 2, och det spektrumdiagram av den er- hållna elektriska signalen, som visas i fig 3. I fig 2 är i samtliga tiddiagram som abskissa avsatt tiden t och också värdet på vinkeln Q för rotationen hos motorns vevaxel, vilket har gjorts såsom lämpligt för beskriv- ning av vissa sidor av uppfinningen, som kommer att dis-' kuteras närmare nedan, och utefter ordinatan har i god- tyckliga enheter avsatts resp: i tiddiagrammet 2a den elektriska spänningen UA, i tiddiagrammet 2b trycket P hos det till injektorns förda bränslet och i tiddiagram- men 2c, 2d och 2e de elektriska spänningarna UM, UD och UP satt frekvensen F hos de mottagna ultraljudsvängningar- . I det i fig 3 visade diagrammet är på abskissan av- na och utefter ordinatan är intensiteten UT för den er- hållna elektriska signalen avsatt.

I tiddiagrammet 2a visas formen hos kontinuerliga mekaniska svängningar, som erhålles från det valda rör- liga elementet i den övervakade mekanismen. Tiddiagram- met 2b visar kurvan över förändringar i bränsletrycket till injektorn. I det visade tiddiagrammet 2c är ultra- ljudsvängningarna omvandlade till en elektrisk signal, som mottages från stàngens 5 övre del och är modulerad heroende av rörelsen hos stången 5. I det visade tid- diagrammet 2d' visas formen hos den informationssignal, som erhållits efter detektering av den i diagram 2c vi- sade signalen och som i detalj visar funktionen hos stångens 5 rörelse respektive den därmed förbundna nå- len 7. I tiddiagrammet Ze visas indikationerna från kol- 10 15 20 25 30 35 455 644 23 vens läge vid övre dödpunkten. Dessa indikationer kom- mer att användas i följande avsnitt av beskrivningen av uppfinningen.

Av de i fig 2 visade diagrammen framgår att, efter det att trycket hos det bränsle som föres till injek- torn (fig 2b) har börjat öka, börjar gruppnivàn hos de mottagna ultraljudsvängningarna (fig 2c) också att öka pà'grund av initialrörelsen hos nålen 7 och den därmed förbundna stången 5. ökningshastigheten i modulerings- gruppen eller med andra ord längden pà pulsens A front (fig 2d) för informationssignalen motsvarar exakt has- tigheten för rörelsen hos nålen 7 med stången 5 från det läge, i vilket spridaren 12 är stängd till det läge i vilket spridaren 12 är helt öppen. När_spridaren 12 är öppen kan det system, som består av de med varandra förbundna nålen 7, stången 5'och fjädern 10 utföra låg- frekventa svängningar med liten amplitud av olika skäl. Mot dessa svängningar svarar små svängningar, som finns vid toppen av pulsen A för informationssigna- len. När spridaren l2 är stängd kan emellertid nålen 7 öppna den i vissa fall under ett kort intervall och till följd härav kan ytterligare parasitinsprutningar inträf- fa eller med andra ord sekundära insprutningar av små mängder bränsle. Förekomsten av sekundära bränsleinsprut- ningar beror på de transienta processer, som äger rum i motorns bränslesystem. I tiddiagrammet i fig 2d motsva- rar de sekundära bränsleinsprutningarna pulserna B och C.

Enligt den uppfunna metoden fastställes på basis av informationssignalen, vars kurva såsom synes i fig 2 har en klart bestämd form, tidparametrarna för injek- 1 för början och tidpunkten t2 för bränsleinsprutningens slut, torns bränsleinsprutning, nämligen ögonblicket t varaktigheten Ib för den nyttiga, upprepade insprut- ningsperioden, varaktigheten zh för den nyttiga insprut- ningen, tidintervallen D för frånvaro av bränsletill- försel, tidpunkterna t3 och ts för inträffade sekundära 10 15 20 25 30 35 455 644 24 bränsleinsprutningar och tidpunkterna t4 och ts för des- sas avslutande, varaktighetern fëfl och 'fèz för se- kundära insprutningar liksom varaktigheten 2ë_för tids- intervallet mellan tidpunkten tl för början av den nyt- tiga.insprutningen och tidpunkten t3 för början av den första sekundära injektionen, varaktigheten Zfb för tidsintervallet mellan tidpunkterna tl och t5 av början av den andra sekundära insprutningen. Ur längden av de främre och bakre kanterna för den fastställda pulsen A bestämmes rörelsehastigheten hos nålen 7 vid öppning resp stängning av injektorns spridare 12. I det fall man använder indikationer E (fig 2e) för kolvens övre dödpunkt, bestämmes dessutom varaktigheten TE eller vinkeln çë för den nyttiga förinställningen, vilket kommer att beskrivas närmare nedan. övriga funktionskarakteristika hos den injektor som övervakas, kan fastställas från informationssigna- lens amplitudparametrar. Sålunda medger mätning av pul- sens A (fig 2d) amplitud för den nyttiga insprutningen att bestämma längden av nàlens 7 arbetsslag vid de tid- punkter, då spridaren 12 öppnas och stänges, vilket är en viktig funktionsparameter för injektorn, vars värde varierar för olika typer av injektorer. Från amplituden för den lilla toppen X med negativ polaritet, som finns vid initialpartiet för pulsens A topp, bestämmas läng- den av âterstuds (eller skadligt backslag) hos nålen 7 efter det att denna har gjort ett framåtgàende arbets- slag. Denna parameter påverkar lagbundenheten hos bräns- letillförseln till motorcylinderns förbränningskammare.

Slutligen bestämmes ur amplituden (och med vederbörlig hänsyn till längden) för pulserna B och C, som motsva- rar de sekundära bränsleinsprutningarna, volymen av det bränsle som i onödan tillföres vid tidpunkten för dessa sekundära insprutningar i cylindern och därigenom in- jektorns mängd överförbrukat bränsle.

Tydligheten och formen hos den isolerade informa- tionssignalen och sålunda pàlitligheten av utvärderingen « 5 10 l5 20 25 30 35 ' 455 644 25 av injektorns funktionsparametrar, som utförts på basis därav och fastställts ur förhållandet mellan nyttig sig- nal och störsignaler (dvs från signal-stör-förhållandet) i kretsarna för mottagning och behandling av informa- tionssignalen. Ju högre förhållandet signal-störning är desto högre är noggrannheten vid bearbetningen av infor- mationssignalen och följaktligen desto högre är pålit- ligheten i den gjorda utvärderingen. Värdena pà förhål- landet signal-störning, såsom det användes vid det upp- funna sättet, beror på nivån hos vibrationsstörningar- na, nivån hos den nyttiga, modulerade signalen och ni- vån hos moduleringen för de applicerade ultraljudsväng- ningarna.

Med hänvisning till fig 3 som visar spektrum för den erhållna elektriska signalen, synes att de sväng- ningar, som mottagits av organet 3, representerar hela den nyttiga signal som upptager området F av spektrum och av den störsignal som upptager området G. Den nyt- tiga signalen representeras av ultraljudsvängningarna med en central bärfrekvens Fc modulerad i beroende av den rörelse som utförs avdet rörliga element hos den 'mekanism som övervakas och som har ett modulationsspek- trum i frekvensintervallet från FC - Fm upp till Fc + Pm, _ tusen kilohertz. Störsignalen utgöres av lågfrekventa där FC har ett värde på ungefär några hundra eller svängningar, som uppstår genom vibrationer i stommen hos den mekanism som övervakas och vars aktiva område exempelvis för motorer ligger inom gränserna O - 25 Kz.

Från det som sagts ovan och ur diagrammet i fig 3 föl- jer att området G för störningen och området F för den -nyttiga signalen är vitt skilda i frekvens och av denna anledning påverkar störningen inte i någon väsentlig utsträckning förhållandet signal-störning. Å andra sidan beror nivån för den nyttiga signalen på karaktären hos och det ömsesidiga anordnandet av källan för de applicerade ultraljudsvängningarna och på mottagaren för de svängningar, som passerat genom l0 15 20 25 30 35 455 644 26 det valda rörliga elementet och modultationsnivân beror på graden av variationer i utbredningsförhâllandena för de applicerade ultraljudsvängningarna under rörelsen hos injektorns rörliga element. Det är fullständigt upp- enbart att den nyttiga signalen är vid sin högsta nivå när den ovannämnda källan och mottagaren, dvs organet 2 (fig l) och organet 3, är anordnade på diametralt mot- satta sidor av injektorn och på en linje, som sträcker sig vinkelrätt mot injektorns längsaxel, medan de största variationerna i de applicerade ultraljudsvängningarnas utbredningsförhållande och följaktligen den högsta mo- dulationsnivàn äger rum i det fall, där dessa svängningar appliceras till den del av det valda rörliga elementet, som har ett komplext geometriskt utförande.

I fig l betecknas med bokstäverna a, b, c, d, e, f och g linjer för möjliga nivåer att på stommen l anord- na organet 2, som genererar mekaniska ultraljudsväng- ningar, och organet 3, som mottager dessa svängningar.

I det allmänna fallet kan det ena eller det andra valda rörliga elementet hos injektorn utsättas för applice- ring av mekaniska ultraljudsvängningar utefter någon av dessa linjer. Från undersökning av de partier av injek- torns rörliga element, tvärs vilka nivålinjerna är drag- na, kan man se att hästan samtliga uppvisar en komplex form med undantag av stångens 5 mellersta parti, tvärs vilket linjen "c" är dragen, och som kan betraktas ha en enkel form och därför inte säkerställer en tillräck- ligt hög modulationsnivå.

Trots att nålens 7 spets och dess mellersta parti med ett ringformigt spàr 14, tvärs vilket i tur och ord- ning dragits linjerna "g" och "f“, uppvisar en tillräck- ligt komplex form innebär applicering av ultraljudsväng- ningar till dessa partier av nålen 7 svårigheter på grund av omöjligheten att anordna organen 2 och 3 på dessa nivåer av injektorn på många nu existerande typer. Den- na omöjlighet beror på att den undre (sett på ritningen) änden av injektorn vanligen är anordnad djupt inuti in- jektorns stomme l. I några fall innebär även applice- 10 15 20 25 30 35 455 644 27 rande av mekaniska ultraljudsvängningar på det övre änd- partiet hos nålen 7 och stångens 5 därmed förbundna undre ändparti, tvärs vilka linjerna "e" resp "d" är dragna, vissa svàrigheter..Det mellersta partiet av stom- men l, inom vars gränser stångens 5 övre ändparti med dess ringformiga utsprång 6 är anordnat, är vanligen be- läget utanför motorblocket och tillgång till dessa par- tier av stommen l förhindras vanligen inte. I detta ut- förande av det uppfunna sättet är det följaktligen till det övre ändpartiet av stången 5, som är beläget på lin- jen “b", som de mekaniska ultraljudsvängningarna bör appliceras, vilket ändparti tillsammans med nålen 7 ut- gör ett enda sammansatt element som öppnar och stänger injektorns spridare 12. Den ökade modulationsnivàn för de mekaniska ultraljudsvängningar, som appliceras på stångens 5 övre ändparti, beror inte bara av detta par- tis komplexitet och utformning utan också av det för- hållandet att vid det område, där detta ringformiga ut- språng är beläget, äger=maflkerade förändringar rum i vågmotståndet hos det medium, genom vilket dessa sväng- ningariutbreder sig. Detta vågmotstånd Q är bestämt som 9 = p.c, där "p" är tätheten hos mediet och "c" är ljud- hastigheten i detsamma. En sådan förändring i vågmot- ståndet orsakas genom att stången 5 är förbunden med stommen l och injektorns fjäder 10 via bränsleskikt, vilkas tjocklek varierar periodiskt under den rörelse som utförs av nålen 7 och stången 5. Beroende på allt detta tillförsäkrar appliceringen av de mekaniska ul- traljudsvängningarna till stångens 5 övre ändparti (ni- vån av linjen “b") ett högt signal-störförhållande ef- ter mottagning och behandling av informationssignalen.

Emellertid kan vid diagnos av motorns bränslesys- tem uppstå en sådan situation under bearbetning av den övervakade funktionen hos injektorn eller någon annan mekanism, att det visar sig nödvändigt att fastställa den rörelse som utförts av ett element, som är anordnat i det parti av mekanismen, SOm är belägen djupt inuti motorns stomme och på vilken det på grund av detta är lÛ l5 20 25 30 35 455 644 28 omöjligt att montera organet 2 och organet 3. Exempel- vis kan det under den tid funktionen hos den ovan be- skrivna injektorn övervakas bli nödvändigt att bestämma insprutningsparametrarna på basis av den direkta appli- ceringen av mekaniska ultraljudsignaler på nålen 7, vars rörelse medger mätning av några av dessa parametrar på det mest noggranna sätt som är möjligt. Den ökade nog- grannheten hos sådana mätningar beror i detta fall av att nålens 7 yta från konstruktionssynpunkt har en myc- ket god passning med väggarna hos det genomgående hålet 15 i stommen l och som följd härav nålen 7 inte har möj- lighet att röra sig i andra riktningar än den längsgå- ende, medan stången 5 och fjädern 10 fritt kan röra sig i hålrummet 4 och inte endast arbeta i längsgående rikt- ning utan också utföra svängningsrörelser i andra rikt- av vibratio- Detta mekaniska ul- ningar, t ex transversalt, vilket orsakas ner från andra mekanismer i den arbetande motorn. är skälet till att vid applicerande av de traljudsvängningarna på nålen 7, en avsevärt mindre mängd störningar överlagras informationssignalen och noggrann- heten vid behandling av denna signal ökar i detta fall markant. Den ökade noggrannheten hos informationen om karaktären hos den rörelse, som utförs av själva nålen 7, gör det möjligt att exempelvis framhäva noggrannhe- ten hos utvärderingen av kvaliteten hos injektorns bräns- leinsprutning, vilket kommer att diskuteras mera detal- jerat nedan.

I det fall den situation som just beskrivits ovan eller en liknande situation inträffar, innefattar det uppfunna sättet enligt ytterligare ett utförande stegen att mottaga och omvandla de modulerade mekaniska ultra- ljudsvängningar, som reflekteras från det valda rörliga elementet i den motormekanism som övervakas. Såsom det tillämpas för injektorn för motorns bränslesystem ut- föres appliceringen av de mekaniska ultraljudsvängningar- na i detta fall med hjälp av organen 2a (fig l), som genererar dessa svängningar och är anordnad inte direkt 10 15 20 25 30 35 455 644 29 pà stommen l utan pà ett organ 16 som är fäst till stom- men l och anordnat att förändra riktningen av svängningar- nas utbredning. Det mottagande organet 3a är också an- ordnat på ett identiskt organ 17, som är fäst till stom- men l och anordnat att mottaga de mekaniska ultraljud- svängningar, som erhålles från en bestämd riktning. Or- ganet 2a och organet 3a är anordnade på det parti av stommen l som är beläget utanför motorns stomme, exem- pelvis utefter linjen "c". I detta speciella fall är or- ganet 16 valt så att de mekaniska ultraljudsvängningar, som genereras av organet 2a, utbreder sig tvärs genom stommen l i form av ett knippe i riktning mot nàlens 7 övre ände, Organet 17 är valt så att det därpå anordna- de organet 3a endast mottager de mekaniska ultraljud- svängningar, som reflekteras från nàlens 7 övre ände.

De mekaniska ultraljudsvängningar, som i detta fall mot- tages av organet 3a just så som i det fall som beskri- vits ovan, kommer också att vara modulerade men modula- tionen hos dessa svängningar kommerlemellertid primärt att vara av fastyp. Fasmoduleringen hos de mekaniska ultraljudsvängningarna beror av en periodisk ändring un- rörelse i avståndet mellan nàlens 7 övre mottagande Organet 3a. De efterföljande ope- detta utförande av det uppfunna sättet skil- der nålens 7 ända och det rationerna i väsentligt från dem, som beskrivits ovan, av detekteringssättet, vilket i det betrak- jer sig inte med undantag tade fallet skall vara en fasdetektering. Tid- och spek- traldiagram, som visar detta utförande, kommer att se likadana ut som dem, vilka visas i fig 2 och 3.

Ytterligare ett annat utförande av det uppfunna sättet avser att under processen att övervaka funktio- nen hos motormekanismer genomföra stegen att mottaga och omvandla de mekaniska ultraljudsvängningar, som app- liceras på något valt rörligt element och modulerats i beroende av en förändring av den mekaniska impedansen hos den mekanism som övervakas, med ovannämnda element beläget inuti. Detta utförande baseras på det förhål- 10 l5 20 25 30 35 455 644 30 landet att godtycklig mekanism eller, i det enklaste fallet, något organ på vilket mekaniska svängningar app- liceras, har ett visst spektrum för naturliga resonans- frekvenser bestämt av organets form och storlek. En för- ändring av ett eller annat skäl, exempelvis av organets tjocklek, resulterar i en motsvarande förändring i spek- trum för dess resonansfrekvenser eller, uttryckt med andra ord, i en motsvarande förändring i dess mekaniska impedans. Om man betraktar någon specifik frekvens i detta spektrum, kommer förändringarna i tjocklek att taga sig uttryck i en förändring i den valda resonans- frekvensens amplitud. Karaktären och storleken hos en förändring i amplituden bär därigenom information om karaktär och storlek hos en förändring i organets tjock- lek. De mekanismer i en motor, vilkas funktion överva- kas av det uppfunna sättet, har sådana dimensioner som hos dem säkerställer ett skarpt uttryckt spektrum av naturliga resonansfrekvenser. De rörliga elementen hos den arbetande mekanismen vid det ställe där mekaniska ultraljudsvängningar appliceras, förändrar sàväl vägen som hastigheten vid dessa svängningars passage, och där- igenom sin konventionella tjocklek. Detta leder såsom ovan angivits till en förändring i den mekaniska impe- dansen för den mekanism som övervakas vid det ställe där de mekaniska ultraljudsvängningarna appliceras och följaktligen till en förändring av amplituden för dessa svängningar om deras frekvens ligger nära den valda re- sonansfrekvensen hos mekanismen. När en signal är till- gänglig vid början av någon process, med vilken process- förlopp är samordnade i den övervakade mekanismen i den arbetande motorn, så blir det också möjligt att bestäm- ma fasen i uppträdande förändringar i den mekaniska im- pedansen.

De efterföljande operationerna enligt det ovan be- skrivna utförandet av det uppfunna sättet skiljer sig inte väsentligt fràn de operationer, som utförs vid det första utförandet av sättet. Emellertid bör här noteras 10 15 20 25 30 35 455 644 31 att vid detta utförande, som använder resonansegenskaper hos den mekanism som övervakas, är det möjligt att ute- lämna ett separat organ för att generera mekaniska ultra- ljudsvängningar och ett separat organ för deras motta- gande, anordnade på olika sidor av den övervakade meka- nismen. Vid detta utförande kan ett enda elektromeka- niskt organ användas, som i sig kombinerar funktionerna av de båda ovannämnda organen. Men detta utförande av uppfinningen kommer att diskuteras närmare nedan.

Det uppfunna sättet medger att man utför utvärde- ringen av kvaliteten hos bränsleinsprutningen av motorns injektor. Denna utvärdering utföres såsom beskrivits härovan på basis av den information, som erhållits om de svängningsrörelser som utföres av injektorns nål 7 (fig l), vilken rörelse detta rörliga element utför vid öpp- nande och stängande av spridaren 12 under bränsleinsprut- ningen. Enligt uppfiningen är nålen 7 utsatt för app- licering av mekaniska ultraljudsvängningar vid maski- nens uppstartning.

Under motorns drift vid uppstartningsförhàllanden, när injektorn sprutar in bränsle i cylindern med en fre- kvens av ca 40 - 80 insprutningar per minut och när has- tigheten hos bränsletryckökningen i passagen 8 är jäm- förelsevis liten och uppgår till mindre än 20 kgf/cmz under 5 till 15 sekunder, utför injektorns nål 7 på känt sätt periodiska svängningar under varje tidsintervall.

Nålen 7 utför dessa svängningar i förhållande till sitt läge i det genomgående hålet 15, vilket representerar ett mellanläge mellan det läge i vilket spridaren 12 är helt öppen (uppåt på ritningen) och det läge när spri- daren 12 är helt stängd (nedåt på ritningen). Så som är känt har den primära effekten av bränsleinsprutningens kvalitet faktorer, som är förbundna med rörligheten hos nålen 7. Injektorns konstruktiva och tillverkningspara- metrar (exempelvis dimensionerna av hålen 13 i sprida- ren 12, de hydrauliska karakteristika hOS Spridaren 12, öppningstrycket för injektorn, styvheten hos fjädern 10 10 15 20 25 30 35 455 644 32 och liknande) har i själva verket inget väsentligt in- flytande på bränsleinsprutningens kvalitet, om de är inom omrâdet för tillåtna avvikelser. Därför kan kva- liteten hos bränsleinsprutningen utvärderas med hög på- litlighetsgrad från frekvenser och amplituder hos sväng- 'ningarna i nålen 7, som karakteriserar den rörlighet som utvecklas av nålen 7. Sålunda uppgår exempelvis vid en dieselmotor av typ D-50 frekvensen hos nàlens 7 fun- damentala harmoniska svängningar, som uppvisar god rör- lighet, till ca 1000 Hz. I det fall när nålen 7 har dä- lig rörlighet och injektorn på grund av detta inte sä- kerställer adekvat kvalitet hos bränsleinsprutningen, är frekvensen hos nàlens 7 svängningar mycket lägre än ovannämnda eller också utför nålen 7 inte nâgra som helst svängningar under insprutningen.

I de tiddiagram som visas i fig 4 och som erhål- lits under provning av injektorn med användning av det- ta utförande av det uppfunna sättet, är exempel på två kurvor som representerar de svängningar hos nålen 7, som den utfört under injektorns bränsleinsprutning. Pig 4a visar härvid den kurva som representerar nàlens 7 svängningar vid god rörlighet och följaktligen säker- ställer adekvat kvalitetför bränsleinsprutningen, me- dan fig 4b visar den kurva som representerar nàlens 7 svängningar vid otillfredsställande rörlighet och inte säkerställer adekvat kvalitet för bränsleinsprutningen.

Beroende på att det uppfunna sättet erbjuder möj- lighet att praktiskt erhålla omfattande information om karaktären hos den rörelse, som utförs av injektorns element och medelst vilka öppning och slutning av dess spridare l2 åstadkommes (fig l), erbjuder denna metod således att utföra utvärdering av kvaliteten hos bräns- leinsprutningen med hög grad av pålitlighet och noggrann- het. Genom att använda det uppfunna sättet kan denna ut- värdering utföras såväl under provning av motorns funk- tion som under provning av injektorns funktion i en spe- ciell provningsanordning. Beroende på möjligheten att 10 15 20 25 30 35 455 644 33 erhålla omfattande information om den rörelse som ut- förs av nålen 7, kan i det senare fallet matning av bränsle till injektorns passage 8 utföras med hjälp av lämpliga manuellt eller mekaniskt styrda organ, vil- ket också kan göras såväl vid kontinuerliga som inter- mittenta förhållanden. Det bör här noteras att under utvärdering av kvaliteten i bränsleinsprutningen kan nålens 7 rörelse beskrivas medan den mottager de modu- lerade ultraljudsvängningar, som passerar både genom stommen l och injektorns nål 7, om de aktuella fysiska förhållandena medger detta och även reflekteras från nålen 7. Dessutom kan denna beskrivning göras medan de modulerade ultraljudsvängningarna mottages beroende på en förändring av injektorns mekaniska impedans under den av nålen 7 utförda rörelsen. De återstående opera- tionerna för det ovan beskrivna utförandet av det upp- funna sättet skiljer sig inte väsentligt fràn operatio- nerna enligt det första utförandet av sättet.

Det uppfunna sättet gör det också möjligt att ut- föra utvärdering av injektorfjäderns 10 (fig 1) elasti- citet, vilotillstànd och grad av förspänning. Fjäderns 10 grad av förspänning är en viktig funktionskaraktä- ristika för injektorn förbunden med den angivna lag- bundenheten för förändring av trycket hos det bränsle, som tillförs injektorn. Utvärderingen av föregående ka- raktäristika utföres på basis av den information som erhålles beträffande den svängningsrörelse, som utföres av fjädern 10, vilket orsakas av den av nålen 7 utförda rörelsen och som göres efter avslutande av ett arbets- slag hos nålen 7. För att fastställa karaktären hos så- dana naturliga svängningar hos fjädern 10 appliceras ultraljudsvängningar till denna vid en nivå som anges av linjen "a". De naturliga svängningar, som utförs av fjädern 10, bestämmes vanligen medan de modulerade me- kaniska ultraljudsvängningar som passerar genom stom- men l och injektorfjädern 10 mottages och omvandlas till en elektrisk signal. I vissa fall kan emellertid denna l0 15 20 25 30 35 455 644 34 bestämning göras medan man mottar de reflekterade modu- lerade svängningarna eller de svängningar som module- rats till följd av förändringar i den mekaniska impe- dansen hos injektorn, som inträffar samtidigt som fjä- derns 10 naturliga svängningar. De återstående opera- tioner, som är förbundna med behandlingen av den erhåll- na elektriska signalen, är väsentligen identiska med dem för det första utförandet av det uppfunna sättet.

Utvärderingen av fjäderns 10 vilotillstànd, elasticitet och utmattningsförändringar i elasticitet liksom gra- den av förspänning hos fjädern under de intervaller när bränsleinsprutning inte sker, utföres på basis av värdena för frekvens och graden av dämpning av fjäderns 10 na- turliga svängningar, vilket bestämmes vid behandlingen av den isolerade informationssignalen.

En ytterligare mekanism i en förbränningsmotor vars funktion kan övervakas genom det uppfunna sättet är cy- linder-kolvgruppen. Under övervakning av funktionen hos denna mekanism genom det uppfunna sättet kan man fast- ställa läget av kolven 18 (fig 5) i cylindern 19 och också funktionsförhàllandena hos kolvringarna 20. För att fastställa den av kolven 18 i cylindern 19 utförda rörelsen appliceras enligt uppfinningen de mekaniska ultraljudsvängningarna på bottnen 2l av denna kolv. App- liceringen av de mekaniska ultraljudsvängningarna ut- föres med hjälp av organ 2b, anordnade på cylinderns 19 topp. Ett knippe mekaniska ultraljudsvängningar från organet 2b passerar genom cylinderns 19 huvud och dess gasrum 22 och reflekteras från bottnen Zl till mottagan- de organ 2b.

Under den av kolven l8 utförda translationsrörel- sen från det undre dödläget till det övre dödläget kom- mer på samma sätt som i de ovan beskrivna fallen för- hållandena för utbredningen av ultraljudsvängningarna att variera med tiden såsom t ex förhållandena beträf- fande reflektionen av svängningarna och längden av de- ras väg. På grund av detta undergàr de ultraljudsväng- ningar, som mottages av organet 3b, en modulation som 10 15 20 25 30 35 455 644 35 är av fastyp, varvid djupet hos denna modulering beror pà hastigheten hos den rörelse som kolven l8 utför och frekvensen hos de mekaniska ultraljudsvängningar som appliceras till denna. Vid kolvens 18 övre dödpunkt är förändringen i frekvens eller fas hos de mottagna ultraljudsvängningarna lika med noll. Härigenom kan ge- nom mätning under en cykel av den av kolven 18 utförda rörelsen skillnaden i fas hos de svängningar, som app- liceras pà kolvbottnen 21, och de svängningar, som mot- tages av organet 3b, otvetydligt fastställa läget av den övre dödpunkten, varvid kolvens 18 uppnàende av den övre dödpunkten motsvarar den maximala perioden av en förändring i denna skillnad.

Det bör noteras att läget av den övre dödpunkten kan fastställas inte enbart genom att applicera meka- niska ultraljudsvängningar till kolvens l8 botten 21 utan också genom att applicera dessa svängningar utef- ter cylinderns 19 sidovägg till den övre kolvringen 20 (enligt ritningen). De reflekterade svängningar, som mottages från denna ring, kommer att undergà en module- ring av fasfrekvenstyp.

Förfarandet att övervaka den av kolven 18 i cylin- dern 19 utförda rörelsen visas av tiddiagrammen i fig 6.

I alla dessa diagram är på abskissan avsatt, pà samma sätt som i tiddiagrammen i fig 2, tiden t och värdena på rotationsvinkeln fß för motorns vevaxel medan på or- U och A' M I diagrammet 6a visas de kontinuerliga mekaniska dinatan avsatts de elektriska spänningarna U UD. ultraljudsvängningar, som appliceras på kolvens 18 bot- ten 21, i diagrammet Gb visas de frekvensmodulerade ultraljudsvängningar, som mottages, och i diagram 6c vi- sas en kurva över förändringen i fasdifferens för de mekaniska ultraljudsvängningar, som appliceras och mot- tages. Som framgår av diagrammet i fig 6c är läget av den övre dödpunkten i detta diagram betecknad med bok- stäverna UDP och kan bestämmmas genom att finna ut sym- metricentrum för den visade kurvan över förändringen i fasskillnad. lO 15 20 25 30 35 455 644 36 För att bestämma funktionsdugligheten hos kolvrin- garna 20 (fig 5) appliceras de mekaniska ultraljudsväng- ningarna enligt uppfinningen till en perifer sidovägg på kolven l8. Denna applicering kan åstadkommas genom att anordna de organ 2c, som genererar mekaniska ultra- ljudsvängningar, och mottagningsorganet 3c på motsatta sidor om cylindern 19 på det sätt som visats på ritningen.

De mekaniska ultraljudsvängningar, som mottages av or- ganet 3c,har i detta fall primärt en amplitudmodulation som uppstår genom en skuggeffekt, vars periodiska upp- trädande orsakas av kolvens 18 passage när den rör sig fram och åter i utbredningsvägen för de mekaniska ultra- ljudsvängningar som appliceras. Under förfarandet för övervakning fastställes karaktären hos den rörelse, som utföres av kolven l8 och dess kolvringar 20 i förhål- lande till cvlinderns l9 väggar, och från de observera- de enskildheterna i denna fastställda rörelse bestämmes karaktären av kolvringarnas 20 passning till cylinderns l9 inre sidoväggvta och därigenom graden av slitage hos kolven 18 och dess ringar 20. Det är självklart att fast- ställande av kolvens 18 rörelse i cylindern 19 kan gö- nas genom att använda förfarandet med skuggeffekt men också genom att anvanda reflektionsförfarandet och im- pedansförfarandet, vilka redan har beskrivits ovan. De återstående operationerna vid detta utförande skiljer sig inte väsentligt från operationerna vid det första utförandet av sättet.

I fig 7 visas ett tiddiagram av den informations- signal som erhållits vid fastställande av den rörelse som utförs av en kolv 18 med tre kolvringar 20. I detta diagram har som abskissa avsatts tiden t och värdet på rotationsvinkeln ç>hos motorns vevaxel medan utefter ordinatan är avsatt den elektriska spänningen UD. Be- lägenheten av pulserna H på detta diagrams tidsaxel sva- rar mot de ögonblick då kolvringarna 20 passerar det knippe mekaniska ultraljudsvängningar, som applicerats därtill. Amplituden hos dessa pulser karakteriserar gra- 10 15 20 25 30 35 455 644 37 den av passning mellan kolvringarna 20 och cylinderns 19 vägg, ju mindre amplituden är desto sämre är dessa ringars passning och desto högre deras slitagegrad. Som framgår av diagrammet observeras den minsta amplituden för pulsen H3 och fölfiaktligen har den kolvring 20, som ligger först nedifrån (enligt ritningen) den sämsta pass- ningen. Tidpunkter för pulserna H i diagrammet karakte- riserar också det aktuella läget för kolven l8 i cylin- dern 19 vid dessa tidpunkter och medger ocksà att man bestämmer tiden för kolvens 18 ankomst till sitt övre dödläge eftersom dessa pulser är anordnade i diagrammet svmmetriskt i förhållande till föregående centrum.

Det föreslagna sättet kan också användas för att diagnosticera rullningslager hos en bränslepump, som re- presenterar en komponent i motorns bränslesystem. vid rotation av axeln 23 (fig 8), som är anordnad inuti ett rullningslager 23 vars ytterring 25 är fäst inuti stom- men l på en bränslepump 26 och vars innerring 27 är fäst till axeln 23, sker alltid någon kastning hos axeln 23 och oregelbundenheter i den rörelse, som utföres av ele- menten i denna lagring, t ex dess rullkroppar, repre- senterade av kulor 28. För att bestämma kastningsgraden hos axeln 23 liksom graden av oregelbundenhet i den rö- relse som utföres av kulorna 28, är de mekaniska ultra- ljudsvängningar som enligt detta utförande av uppfin- ningen appliceras till lagret 24 med axeln 23 anordnad därinuti. Appliceringen av de mekaniska ultraljudsväng- ningarna utföres genom organet 2d, som är fäst till bränslepumpens 26 stomme l på en av dettas väggar medan de svängningar, som passerar genom denna stomme och lag- ringen 24, mottages av organ 3d, fästa på stommens mot- satta vägg. Under axelns 23 rotation kommer förhållan- dena för utbredningen av de mekaniska ultraljudsväng- ningar som applicerats, t ex förhållandena för deras re- flektion och dämpning, att variera på grund av dess kast- ning och också till följd av rörelsen, rotationen och vibrationen hos kulorna 28 och de andra elementen i lag- 10 15 20 25 30 35 455 644 38 ringen 24. Förändringar i dessa förhållanden för utbred- ningen av de mekaniska ultraljudsvängningarna medför i detta fall, precis som i alla ovan beskrivna fall, att dessa svängningar moduleras. Som följd av detta kommer formen av den informaionssignal som mottages efter de- tektering av moduleringsgruppen att tillräckligt nog- grannt karakterisera alla enskildheter hos de rörelser, som resulterar i modulationen av de applicerade meka- niska ultraljudsvängningarna.

I fig 9 visas tiddiagrammet för en informations- signal, som erhållits vid applicering av mekaniska ultraljudsvängningar på rullagret 4, med axeln 23 för bränslepumpen 26 anordnad däri. I detta diagram är ut- efter abskissan avsatt tiden t medan på ordinatan den elektriska spänningen UD är avsatt. I detta fall anger den lágfrekventa komponenten av den informationssignal, som visas i ritningen, graden och enskildheterna i den av axeln 23 utförda kastningen och konditionen hos lag- ringens 24 rullningsbanor medan signalens högfrekvens- komponenter karakteriserar konditionen hos kulorna 28 i lagringen, varvid den kastning som utövas av elemen- ten i rullningslagret 24 och axeln 23 är större ju stör- re amplituden är. Dessutom medger analysen av högfre- kvenskomponenten att man gör en slutledning beträffande omfattningen och avvikelserna från önskad storlek och från verklig rundhet hos kulorna 28.

Den anordning (fig l0), som innefattar det uppfun- na sättet för övervakning av funktionen hos mekanismer för förbränningsmotorer och som beskrivits ovan, kan betraktas.på samma sätt som det första utförandet av sättet och med samma användningsexempel av anordningen för att övervaka funktionen hos injektorn i en diesel- motors bränslesystem. Den injektor 29, som delvis visas i fig ll och mera fullständigt visas i fig l, tillhör den typ injektorer som användes i bränslesystem för en fyrcylindrig dieselmotor som är monterad pà en "Belarus"- traktor med en angiven effekt på ca 80 hkr. 10 15 20 25 30 35 455 644 39 Den föreslagna anordningen för övervakning av funk- tionen hos mekanismer innefattar en generator 30 för ultraljudsfrekvenser och som genererar kontinuerliga svängningar med sinusform eller fyrkantform med en fre- kvens från 100 kilohertz och uppåt. Val av speciellt frekvensvärde för generatorn 30 dikteras huvudsakligen av dimensionerna hos den särskilda mekanism, som skall övervakas och dess rörliga element och värdet på denna frekvens kan för mekanismer med liten storlek uppgå till ungefär några få megahertz eller mera. Generatorn 30 är liksom de andra anordningarna sammansatt med användande av konventionella standardelement som kan erhållas inom modern elektronik. Generatorns 30 utgång 31 är förbun- den med ingången på en transmitterande elektromekanisk omvandlare 32 som är anordnad på injektorns 29 stomme l så att knippet kontinuerliga, mekaniska ultraljud- svängningar, som genereras därav passerar genom den (en- ligt ritningen) övre delen av stången 5 med det ring- formiga utsprànget 6. På motsatt sida av stommen l och anordnad i linje med den transmitterande elektromeka- niska omvandlaren 32, är en mottagande elektromekanisk omvandlare 33 anordnad att mottaga knippet mekaniska ultraljudsvängningar, som kommer från stångens 5 övre parti och modulerats till följd av den av stången 5 ut- förda rörelsen och att avge motsvarande elektriska svängningar inom ultraljudområdet, innefattande en in- formationssignal som karakteriserar den rörelse som ut- förs av stångens 5 övre parti. Den transmitterande elek- tromekaniska omvandlaren 32 och den mottagande elektro- mekaniska omvandlaren 33 representerar konventionella omvandlare med liten storlek av piezoelektrisk typ, uppvisar tillräcklig känslighet och är konstruerade för drift vid de ultraljudfrekvenser, som användes i den beskrivna anordningen. Diametern hos dessa omvandlare överstiger icke 8 till lO mm.

Utgàngen hos den mottagande elektromekaniska omvand- laren 33 är förbunden med ingången på ett elektriskt 10 l5 20 25 30 35 455 644 40 bandpassfilter 34, som är konstruerat för att, från det kompletta spektrat av elektriska svängningar som gene- rerats av den mottagande elektromekaniska omvandlaren 33, isolera ett område av detta spektrum som upptages av informationssignalen med en central bärfrekvens som är lika med generatorns 30 frekvens. Bandpassfiltret 34 representerar ett passivt (eller aktivt) resonansöver- förande filter, som är anpassat till generatorns 30 frekvens. Anordningen innefattar vidare en detektor 35, vars ingång 36 är förbunden med bandpassfiltrets 34 ut- gång. Detektorn 35 utgöres i detta fall av en amplitud- detektor och är konstruerad för isolering av den modu- lerade gruppen av bärfrekvensen, som transmitterats av bandpassfilret 34, dvs för isolering av informations- signalen. Utgången från detektorn 35 är förbunden med en lågfrekvensförstärkare 37, som utgör ett aktivt ele- ment med ett transmissionsband inom området från 10 till 20,000 Hz och som är konstruerad för förstärkning av den informationssignal, som isolerats i detektorn 35. Det ovan angivna omrâdet för frekvenstransmissions- bandet är dikterat av det förhållandet att modulerings- .spektrum för informationssignalen vanligen innefattar frekvenser inom ljudområdet och den speciella bredden hos denna signals spektrum fastställes av de geomet- riska dimensionerna och rörelsehastigheten hos det val- da rörliga elementet i den övervakade mekanismen.

Den beskrivna anordningen innefattar vidare en mä- tare 38 för amplitud- och tidparametrar hos informations- signalen och har sin ingång 39 förbunden med utgången från làgfrekvensförstärkaren 37. Mätaren 38 utför mät- ning av de föregående parametrarna och åstadkommer mät- data i sådan form, som är mest lämplig för lösning av ett speciellt mål, uppställt vid bearbetning av över- vakning av funktionen hos injektorn 29. Mätaren 38 kan utgöras av en anordning av analog, digital eller annan typ motsvarande varje speciellt fall för övervakningen.

Ett annat utförande av den uppfunna anordningen, 10 15 20 25 30 35 455 644 4l visad i fig ll,innefattar en givare 40 för vinkelläget hos motorns vevaxel. Givaren 40 utgöres av en elektro- mekanisk eller elektrisk anordning, som genererar en elektrisk signal som representerar vevaxelns vinkelläge, nämligen läget av motorkolvens övre dödpunkt. Utgàngen från givaren 40 är förbunden med ingången 4l på mätaren 38. Anordnandet av givaren 40 i den uppfunna anordningen gör det möjligt att utföra tidsynkronisering av mätaren 38. I detta fall kan utgången 42 på mätaren 38 förbin- das med en elektromekanisk bränslematningsregulator 43, som ingår i motorns bränslesystem. Den eventuella för- bindningen av mätaren 38 med regulatorn 43 visas i rit- ningen genom en streckad linje.

Ytterligare ett annat utförande av den uppfunna an- ordningen visas i fig 12 och innefattar ett resistivt don 44 och en enkel mottagande-transmitterande elektro- mekanisk omvandlare 45, som kombinerar den transmitte- rande elektromekaniska omvandlaren 32 och den mottagan- de elektromekaniska omvandlaren 33, som visats i fig 10 och fig ll och som samtidigt utför funktionerna hos båda nämnda omvandlare. Den mottagande-transmitterande elektromekaniska omvandlaren 45 (fig 12) utgöres av en enkel elektromekanisk omvandlare, som avkänner föränd- ring i den mekaniska impedans hos injektorn 29, som äger rum under den rörelse som utförs av stången 5. I detta utförande är generatorns 30 utgång 31 förbunden med den mottagande-transmitterande elektromekaniska omvandlaren 45 genom det tidigare nämnda resistiva donet 44, som utgöres av en konventionell resistans med ohmskt mot- stånd. Samtidigt är den mottagande-transmitterande elektromekaniska omvandlaren 45, på samma sätt som gjorts i alla tidigare utföranden av den uppfunna anordningen, förbunden med bandpassfiltrets 34 ingång. I detta ut- förande kan också mätarens 38 utgång 42 förbindas, så- som visats i utförandet i fig ll, med den elektromeka- niska regulatorn 43 för bränslematning till injektorn 29. 10 15 20 25 30 35 455 644 42 I ett annat utförande av den uppfunna anordningen, som visas i fig l3, har detektorn 35 en ytterligare in; gång 46 och generatorns 30 utgång 3l är förbunden med ingången 46 hos detektorn 35, vilken i detta fall är uppbyggd som en fasdetektor. I detta utförande säker- ställer den uppfunna anordningen övervakning av funk- tionskarakteristika hos injektorn 29 när exempelvis fast- ställande av rörelsen hos nålens 7 övre ände utföres med hjälp av de mekaniska ultraljudsvängningar, som re- flekteras från nålen 7 och när fasmodulering av dessa äger rum. I detta fall är den transmitterande elektro- mekaniska omvandlaren 32 och den mottagande elektrome- kaniska omvandlaren 33 anordnade på injektorn 29 via akustiska prismor 47, varvid prisman 47a säkerställer utbredningen av de mekaniska ultraljudsvängningarna i riktning mot nâlens 7 övre ände och prisman 47b säker- ställer mottagandet av dessa från nàlen 7 reflekterade svängningar.

Såsom visas i ritningen är generatorns 30 utgång 3l förbunden med detektorns 35 ingång 46 genom en omkopp- lare 48, där i omkopplarens 48 läge "s" generatorn 30 är förbunden direkt med detektorn 35 och med omkoppla- ren 48 i läget "p" är generatorn 30 förbunden med de- tektorn 35 genom en fasomkopplare 49 som utgör en an- nan utveckling av uppfinningen. Fasomkopplaren 49 sä- kerställer optimal koordinering av fasen hos genera- torns 30 signal med den växlande fasen för den signal, som matas till detektorn 35 från mottagningskretsen.

Fasomkopplaren 49 representerar ett reaktivt element med justerbara parametrar och som kan växla fas för sig- nalen från generatorn 30 inom området i 900 vid denna signals frekvens. I detta utförande av den uppfunna an- ordningen kan mätarens 38 utgång 42 också förbindas med den elektromekaniska regulatorn för matning av bränsle till injektorn 29 så, som visas i utförandena enligt fig ll och l2. vid ett annat utförande av den uppfunna anordningen, ! 10 15 20 25 30 35 455 644 43 visad i fig 14, är utgången från lågfrekvensförstärka- ren 37 förbunden med mätarens 38 ingång genom ett låg- frekvent bandpass-transmitterande filter 50 för att från informationssignalens spektrum isolera några separata områden från detta spektrum, som upptages av frekven- serna för exempelvis några särskilda svängningar hos det valda rörliga elementet. Bandpassfiltret 50 utgöres av I det- ta utförande kan mätarens 38 utgång 42 också förbindas ett resonansfilter, vars frekvens är omställbar. med den elektromekaniska bränslematningsregulatorn 43.

Vid vart och ett av ovan beskrivna utföranden av den uppfunna anordningen för övervakning av mekanismers funktion kan mätaren 38 var konstruerad som ett organ för att mäta nivån hos informationssignalen. I det enk- laste fallet kan man såsom en sådan mätanordning använ- da en konventionell elektromätande anordning av visar- typ som reagerar för amplitudvärdet hos informations- signalen såsom visas i fig 15. Det är tydligt att man i detta fall också kan använda lämpligt mätorgan av an- nan typ.

Såsom mätare 38 kan man också använda en oscillo- grafanordning såsom visas i fig 16. Den i detta fall an- vända oscillografen säkerställer indikering av informa- tionssignalens form på sin skärm liksom mätning av amp- litud-tidparametrarna för denna signal på basis av vil- ka alla huvudparametrar för injektorns 29 bränsleinsprut- ning kan fastläggas.

Dessutom kan såsom mätare 38 användas en strobo- skopanordning såsom visas i fig l7 och vilken säkerstäl- ler visuell bestämning av förinställningsvinkeln hos in- jektorns 29 bränsleinsprutning. Denna anordning inne- fattar en pulsformare 5l, vars ingång är förbunden med lågfrekvensfiltrets 37 utgång och vars utgång är för- bunden med motsvarande elektroder hos en stroboskoplam- pa 52 försedd med en reflektor 53. På motorns svänghjul 54 är anbragt ett rörligt märke 55, som roterar till- sammans med svänghjulet, medan på motorns stomme 56 är 10 15 20 25 30 35 455 644 44 utfört ett stationärt märke 57, beläget i mitten pà en skala 58, som är kalibrerad i rotationsvinkel hos mo- torns vevaxel 59. Det rörliga märket 55 är gjort pá kan- ten av svänghjulet 54 vid en sådan punkt att när kolven 18 uppnår den övre dödpunkten är detta märke beläget mittför det stationära märket 57.

Användningen av den uppfunna anordningen för över- vakning av funktionen hos mekanismer vid förhrännings- motorer enligt uppfinningen genomföres på följande sätt.

Efter att ha försett anordningen (fig 10) med mat- ningsspänning från en lämplig (icke visad) kraftkälla börjar generatorn 30 generera kontinuerliga sinusfor- made elektriska svängningar med en frekvens, som ligger i ultraljudsområdet och är lika med ungefär l megahertz.

Dessa svängningar från generatorns 30 utgång 31 matas till ingången på den elektromekaniska transmissionsom- vandlaren 32, som är stelt fäst till injektorns 29 stom- me l pà den arbetande dieselmotorn, vilken endast del- vis visas pà ritningen. Den elektromekaniska transmit- terande omvandlaren 32 genererar mekaniska ultraljud- svängningar, som utbreder sig i riktningen för stången 5, som utför fram- och àtergàende rörelser, nämligen i riktning mot dess övre ändparti med det ringformiga ut- sprànget 6, vilket har en komplex geometrisk form. De mekaniska ultraljudsvängingar, som sändes genom injek- torns 29 stomme l och genom den rörliga stångens 5 änd- parti, mottages av den elektromekaniska omvandlaren 33 och omvandlas av denna till en elektrisk signal. Den av stången 5 utförda rörelsen medför en fas-amplitud- modulering av de mekaniska ultraljudsvängningar, som passerar genom injektorn 29, eftersom under den av stången 5 utförda rörelsen dessa svängningar utsätts för olika dämpning och till följd av skuggeffekten och går runt stången 5 pà olika sätt. I detta fall äger emel- lertid huvudsakligen en amplitudmodulering rum. På mot- svarande sätt utsätts den elektriska signal, som gene- reras av den mottagande elektromekaniska omvandlaren 33 10 15 20 25 30 35 455 644 45 samma modulering.

Spektrum för den erhållna elektriska signalen inne- fattar såsom nämnts ovan, inte endast området F (se även fig 3) med den centrala bärfrekvensen Fc, som är lika med frekvensen hos generatorns 30 elektriska svängningar, utan även det område G, som är upptaget av frekvenserna för de svängningar, som orsakas genom injektorns 29 vib- ration och överförda till dess stomme 1 genom vibratio- nen hos andra mekanismer i den arbetande motorn och som representerar en störning. Av denna anledning och för eliminering av dessa störfrekvenser, ledes den erhållna elektriska signalen från den elektromekaniska mottagar- omvandlarens 33 utgång till det elektriska bandpassfilt- rets 34 ingång. Det transmitterande bandpassfiltret 34 är inställt på den centrala frekvensen på en megahertz (dvs till generatorns 30 frekvens) och har en bredd på transmissionsbandet motsvarande 40 kilohertz, vilket motsvarar bredden hos spektrum för moduleringen av den centrala frekvensen hos den erhållna elektriska signa- len, och isolerar denna bärfrekvens tillsammans med spektrum för moduleringen och undertrycker alla övriga frekvenser i denna signals spektrum.

Signalen för den isolerade bärfrekvensen från band- Kpassfiltrets 34 utgång ledes till ingången 36 på detek- torn 35, som i detta fall utgör en amplituddetektor.

Amplituddetektorn 35 isolerar från den inmatade signa- len dess lågfrekvensgrupp, som utgör en informations- signal, vars form bär all samhörande information om dyna- miken hos den av stången 5 utförda rörelsen. Från de- tektorns 35 utgång matas informationssignalen till in- gången hos lågfrekvensförstärkaren 37, som utför för- stärkning enbart av de variabla komponenterna i denna signal. Från lågfrekvensförstärkarens 37 utgång ledes informationssignalen till ingången 39 pà mätaren 38 för amplitud- och tidparametrar i informationssignalen, dvs amplituden av pulsen A (se också fig 2d) hos den nytti- ga insprutningen och amplituderna hos pulserna B och C lO l5 20 25 30 35 455 644 46 för de sekundära insprutningarna likaväl som längden av dessa pulser och tidsintervallen däremellan.

Från de parametrar hos informationssignalen, som uppmätes av mätaren 38 med hjälp av den uppfunna anord- ningen, bestämmes såsom beskrivits ovan huvudparametrar- na för injektorns 29 bränsleinsprutning och på basis därav utvärderas insprutningens kvalitet, dvs den tota- la volymen av insprutat bränsle, fördelningen av det in- sprutade bränslet över tiden, kvaliteten hos insprut- ningen osv. Med hjälp av detta utförande av den uppfun- na anordningen kan man också genomföra övervakning av funktionen hos cylinder-kolv-gruppen, inklusive över- vakning av funktionsdugligheten hos kolven, kolvringar- na och innerytorna av cylinderns sidoväggar. Det bör observeras att i detta fall den uppfunna anordningen kan användas i egenskap av givare för vinkelläget hos motorns vevaxel och särskilt som givare för kolvens övre dödpunkt och ersätta en särskild givare, som är förbun- den direkt med motorns vevaxel. Såsom givare för övre dödpunkten kan den uppfunna anordningen mäta tiden för kolvens ankomst till detta centrum med en hög noggrann- hetsgrad eftersom mätningarna här göres direkt på kol- ven och mätresultaten inte påverkas av olika fel som förefinnes vid den vanliga mätningen av denna parameter och härstammar från oregelbundenheter hos vevaxeln och andra mekaniska fenomen. Dessutom kan detta utförande finna användning för övervakning av funktion och funk- tionsduglighet hos rullningslager, i vilka axeln för en bränslepump är lagrade.

Användningen av ett annat utförande av den uppfun- na anordningen, visad i fig ll, avviker inte väsentligt från användningen av det just beskrivna utförandet av anordningen härovan. Den enda skillnaden består däri att begynnelsetiden för injektorns 29 insprutning av bränsle är relaterad till den tidpunkt då kolven när det övre dödläget eller till den tidpunkt då kolven när ett annat godtyckligt vinkelläge. Detta uppnås genom att 10 15 20 25 30 35 455 644 47 mata signalen från utgången hos givaren 40 för vinkel- läget hos motorns vevaxel till mätarens 38 ingàng 41.

En sådan tidsynkronisering av mätarens 38 drift gör det möjligt att bestämma förinställningsvinkeln för bräns- leinsprutningen under övervakning av injektorns funk- tion. Den nämna vinkeln bestämmes medelst mätning av tidsintervallet (fig 2e) eller vinkelskillnaden mellan den främre kanten av puls A och den indikering E, som motsvarar denna.

Utförandet hos den uppfunna anordning, som visas i fig 12, finner användning i sådant fall när faststäl- lande av karaktären hos den rörelse som utförs av det valda rörliga elementet hos den övervakade mekanismen utföres med användning av resonansegenskaperna hos nämn- da mekanism. I detta utförande har de elektriska sväng- ningarna en konstant frekvens och genereras av genera- torn 30 samt matas fràn dess utgång 31 till en mottagande- transmitterande elektromekanisk omvandlare 45 via ett resistivt don 44. Under de periodiska rörelser,som ut- förs av injektorns 29 stång 5 äger, såsom angivits ovan, förändringar rum i den mekaniska impedansen hos denna injektor över ett tämligen brett_omràde,vilket resulte- rar i förändringar i.den till generatorn 30 anslutna belastningen, dvs förändringar i dess belastningsström leder till en förändring av spänningsfallet över det resistiva donet 44. Sådana spänningsförändringar över det resistiva donet 44 medför en modulering av genera- torns 30 elektriska svängningar. Generatorns 30 på det- ta sätt modulerade elektriska svängningar ledes så, precis som vid alla andra utföranden av den uppfunna an- ordningen, till ingången på bandpassfiltret 34 och le- des vidare till anordningens övriga element.

Man bör observera att möjligheten att använda endast en elektromekanisk omvandlare avsevärt underlättar va- let av potentiella anslutningspunkter för omvandlaren på injektorn 29 på motorn, på vars stomme vanligen ett flertal olika hindrande utsprång och andra mekanismer 10 15 20 25 30 35 455 644 48 och deras därpå anordnade delar finnes. I detta fall förenklas även uppbyggnaden av övervakningsanordningen och den blir dessutom mera lämplig för användning, sär- skilt vid provning av dieselmotorer med en effekt under 50 hkr. Emellertid är den erhållna känsligheten med en anordning enligt nämnda utförande något lägre jämfört med den känslighet, som kan uppnås vid andra utföranden av den uppfunna anordningen.

Utförandet av den uppfunna anordningen, visad i fig l3, kan finna användning i det fall när de meka- niska ultraljudsvängningar, som mottages av den elektro- mekaniska omvandlaren 33, huvudsakligen undergår fas- modulering. I detta fall matas den av generatorn 30 ge- nererade signalen inte endast till den elektromekaniska transmissionsomvandlaren 32 utan också från dess utgång 31 av omkopplaren 48 till detektorns 35 ingång 46. De- tektorn 35 fungerar i detta fall som en fasdetektor och signalen från generatorn 30, som ledes till dess ingång 46, fungerar som referenssignal för en sådan detektor.

I omkopplarens läge "s" matas referenssignalen från generatorn 30 direkt till detektorns 35 ingång 46 och i ømkopplarens läge "p" till fasomkopplaren 49. Genom att leda referenssignalen till detektorn 35 av fasomkopp- laren 49 säkerställes möjligheten att skifta fasen för denna signal i förhållande till fasen hos den modulera- de signal, som matas till detektorns 35 ingång 36. Möj- ligheten att skifta fas på referenssignalen säkerstäl- ler i sin tur möjligheten att ur arbetsområdet för fas- detektorns karakteristika avskilja området för denna karakteristika med maximal lutning. Användning av de- tektorn 35 i området för karakteristika med maximal lut- ning möjliggör att förbättra anordningens känslighet för att öka förhållandet signal-störning och att däri- genom förbättra mätnoggrannheten.

Användning av fasomkopplaren 49 i den uppfunna an- ordningens kopplingsschema för övervakning synes vara särskilt lämplig i de fall när denna anordning skall 10 15 20 25 30 35 455 644 49 användas för övervakning av funktionen hos injektorer 29 av olika typer liksom injektorer 29, monterade på motorer av olika slag och när, pà grund av att place- ringen av omvandlarna 32 och 33 varje gång kan ske på olika platser, detektorn 35 i ett visst fall kan arbeta inom området för dess karakteristika med liten lutning, vilket kan resultera i minskning av mätnoggrannheten.

Det bör noteras att man vid detta utförande av den uppfunna anordningen kan använda två separata elektro- mekaniska omvandlare 32 och 33 lika väl som en elektro- mekanisk omvandlare, som i sig kombinerar funktionerna hos de båda omvandlarna. Sålunda gör inlemmandet av fas- omkopplaren 49 i kretsen för att leda referenssignalen till fasdetektorn 35 det möjligt att minska de krav, som ställes på anslutningspunkten för den elektromeka- niska transmissionsomvandlaren 32 och den elektromeka- niska mottagaromvandlaren 33 lika väl som de krav som ställes pà dessa omvandlare själva.

När den situation inträffar, då de artificiella mekaniska ultraljudsvängningar, som genereras av trans- missionsomvandlaren 32, appliceras samtidigt - exempel- vis p g a egenheterna i konstruktionen hos den enda och hos den övervakade mekanismen - till dess två rörliga element, blir de mekaniska ultraljudsvänqningar, som mottages av omvandlaren 33 modulerade som följd av den rörelse som utföres av båda nämnda element. Om rörel- sernas karaktärer, eller med andra ord frekvenserna hos de svängningar, som utföres av sådana element, är olika, så är det nödvändigt att från spektrum av den modulerade informationssignalen isolera det omrâde, som karakteriserar den rörelse, som utföres av något en- En sådan situation skilt element som är av intresse. motsvarar det fall, som visas av fig 14, i vilken visas att knippet artificiella mekaniska ultraljudsvängningar i injektorn 29 är riktade mot kontaktpunkten mellan den ringformiga utskjutande ansatsen 26 pà stången 5 och fjädern 10. Vid motorns driftsförhållanden är spektrum 4 10 15 20 25 30 35 455 644 , 50 för fjäderns l0 svängningsrörelser olika spektrum för motsvarande rörelse hos stången 5, och upptager exem- pelvis vid den ovan nämnda D-50 motorn det område, som ligger under 100 Hz, medan spektrum för rörelserna hos stången 5, som är förbunden med nålen 7, omfattar om- rådet som ligger ovanför 100 Hz. Om i det beskrivna fal- let behovet skulle uppstå att erhålla information, som hänför sig endast till den rörelse som utförs av stången 5 (t ex för att fastställa parametrarna för injektorns 29 bränslein- sprutning), inställes bandpassfiltret 50 med hjälp av lämpliga organ för transmission av enbart sådana frekvenser som överstiger 100 Hz, varvid fre- kvenser under 100 Hz inklusive làgfrekventa harmoniska svängningar hos signalerna, som förstör kantlutningen hos informationspulssignalerna, undertrycks i önskad grad. Sålunda rensar det làgfrekventa bandpassfiltret 50 informationssignalen från de komponenter, som bär den oönskade informationen och förbättrar därigenom vär- det på förhållandet signal-störning. Den komponent, som isoleras av filtret 50, karakteriserar enbart den rö- relse, som utföres av stången 5, och ledes från dess utgång till mätarens 38 ingång 39.

Det omställbara làgfrekventa bandpassfiltret 50 kan också användas under ovan beskrivna övervakning av injektorns 29 funktion, där man efter uppstartning av motorn bestämmer den rörlighet, som utvecklas av nålen 7, vilket fall visas av tiddiagrammen i fig 4. I det betraktade fallet, såsom angivits ovan, har de sväng- ningar med god rörlighet, som utförs av nålen 7 (fig l4), en frekvens på ca lO00 Hz eller något högre och av detta skäl inställes det làgfrekventa transmissionsfilt- ret 50 på ett visst frekvensband med en låg frekvens lika med 1000 Hz. Om den av nålen 7 uppvisade rörlig- heten är otillfredsställande och följaktligen frekven- sen hos dess svängningar ligger under làgfrekvensen hos transmissionsbandet för filtret 50, så är på grund härav denna signal frånvarande vid filtrets utgång medan, om 10 15 20 25 30 35 455 644 51 den rörlighet som uppvisas av nålen 7 är tillfredsstäl- lande, så finnes signalen vid filtrets 50 utgång och ledes sedan till mätarens 38 ingång 39 för att utföra vederbörande mätningar.

Dessutom kan det lágfrekventa bandpassfiltret 50 också användas för en mera omfattande analys av enskild- heterna hos den ena eller andra komponenten av infor-f mationssignalen under den ovan beskrivna övervakningen av funktionsdugligheten hos rullningslagret 24 (fig 8) liksom hos bränslepumpens 26 axel 23, som är anordnad i detta. I detta fall, såsom framgår av det i fig 9 vi- sade tiddiagrammet, har informationssignalen komponen- ter, som skarpt skiljer sig i frekvens från varandra och på grund av detta uppvisar isolering av någon av dessa komponenter inte några särskilda svårigheter.

Tillämpningen av det lågfrekventa bandpassfiltret 50 (fig 14) gör det möjligt att i några fall med fram- gång såsom mätare 38 använda en enkel elektromätande anordning, såsom visas i fig 15, och som mäter informa- tionssignalens nivå. T ex när det gäller att bestämma den rörlighet, som injektorns 29 nål 7 uppvisar, eller när det gäller bestämning av funktionsdugligheten hos rullningslagret. Möjligheten att använda en sådan an- iordning beror i första hand av det förhållandet att fre- kvensen hos elementens svängningsrörelser i sådana fall varierar över ett ganska litet område. Av denna anled- ning har värdet på informationssignalens nivå en accep- tabel noggrannhetsgrad och bestämmer motsvarande rör- lighetsgrad, som utvecklas av nålen 7 i det först nämn- da fallet och den kastningsgrad, som erhålles från ele- menten i rullningslagret 24 (fig 8) och däri anordnad aåel 23 i det andra nämnda fallet.

Användningen av den oscillografanordning, som vi- sas i fig 16, såsom mätare 38, är tämligen effektiv vid den uppfunna anordning, som genererar en skarpt bestämd informationssignal. Oscillografen medger att man erhål- ler den mest omfattande och illustrativa informationen 10 15 20 25 30 35 455 644 52 om den rörelse, som utförs av det valda rörliga elemen- tet hos den mekanism som skall övervakas, och i tämli- gen distinkt form. I det fall, när man använder en en- stràle-oscillograf och injektorns 29 bränsleinsprutning övervakas, ledes signalen från givaren 40 för vinkel- läget hos motorns vevaxel till mätarens 38 ingång 41 och representerar i detta fall ingången för ett hori- sontellt sveporgan hos oscillografen medan informations- signalen lämnas från lågfrekvensförstärkaren 37 till mätarens 38 ingång 39 och utgör ingången för en verti- kal avböjningsförstärkare för oscillografen. Med en så- dan extern start av oscillografets svepning represen- terar tidsintervallet mellan början på svepet och den främre kanten på pulsen för informationssignalen, bräns- leinsprutningens förinställning.

I det fall när det är nödvändigt att i detalj un- dersöka formen hos den ena eller den andra pulsen i in- formationssignalen, kan man använda en extern start av oscillografens svepning. I det fall då man använder en dubbelstràleoscillograf, vars skärm visas i fig 16, och när funktionen hos injektorn 29 också övervakas, ledes informationssignalen till ingången pà en kanalförstär- kare för någon av dessa strålar och signalen från gi- varen 40 ledes antingen till ingången på en förstärka- re för den andra kanalen eller till ingången för oscil- lografens sveporgan. Då åstadkommes genom bilden av in- formationssignalen på oscillografens skärm en visuell undersökning av den rörelse, som utförs av det valda rörliga elementet, och medelst en i oscillografen in- byggd mätanordning mätes amplitud- och tidparametrar för denna signal. På basis av de erhållna mätningarna, liksom av den visuella undersökningen av informations- signalen, fastställes de huvudsakliga funktionskarakte- ristika för den övervakade injektorn 29.

Om i den uppfunna anordningen såsom mätare 38 an- vändes det i fig l7 visade stroboskopet, matas informa- tionssignalen från lågfrekvensförstärkarens 37 utgång l0 15 20 25 30 35 455 644 53 till pulsformarens 51 ingång. Pulsformaren 51 styrs av den främre kanten av informationssignalens huvudpuls och genererar en rektangulär puls av en förutbestämd längd och amplitud, som ledes till stroboskoplampan 52 och periodiskt tänder denna med frekvensen för informa- tionssignalens upprepningspuls. De periodiska ljusblixt- arna fràn stroboskoplampan 52 riktas med hjälp av en reflektor 53 i en smal stråle till den plats på stommen 56 på motorn, där skalan 58 med det centrala, statio- nära märket 57 är belägen, varvid ljusstrålen också fal- ler på kanten av svänghjulet 54 med det rörliga märket 55, som roterar tillsammans med svänghjulet. Vid lampans 52 periodiska belysning av det rörliga märket 55 och det stationära märket 57, som utföres med en frekvens lika med rotationsfrekvensen hos vevaxeln 59, synes bà- da dessa märken vara stationära till följd av strobo- skopeffekten. Från vinkelavstàndet mellan det rörliga märket 55 och det stationära märket 57 bestämmes me- delst skalan 58 förinställningsvinkeln för injektorns 29 bränsleinsprutning i förhållande till kolvens 18 öv- re dödpunkt. Med hänsyn till det mätta värdet pà vin- kelavståndet utför operatören sedan den önskade tidjus- teringen för bränsleinsprutningen.

Det utförandet av den uppfunna anordningen, där såsom mätare 38 användes ett stroboskop, har en enklare uppbyggnad jämfört med de andra utförandena, eftersom i detta fall givaren 40 för vevaxelns vinkelläge kan bortfalla liksom den elektroniska enheten för bestäm- ning och indikering av förinställningsvinkeln för bräns- leinsprutningen och deras kopplingsledningar. Den an- vända effekten och anordningens dimensioner vid detta utförande är också obetydliga. Användning av anord- ningen erfordrar i detta fall icke heller någon speciell utbildning av operatörspersonalen eftersom vid arbetet att använda anordningen operatören inte utför några mani- pulationer med inställningar på elektronisk utrustning.

Därför är detta speciella utförande av den uppfunna an- 10 15 20 25 30 35 455 644 54 ordningen särskilt lämpligt för användning vid övervak- ning av funktionen hos motorns bränslesystem efter ge- nomförande av planerat underhåll och reparation direkt i processen för drivning av en transportanordning med därpå monterad motor.

Många av de ovan beskrivna utförandena av den före- slagna anordningen medger förbindning av ingången 42 (fig ll - l4) på mätaren 38 med regulatorn 43 för mat- ning av bränsle till den i motorns bränslesystem ingå- ende injektorn 29, vilket medger genomförande av auto- matisk styrning av bränsleinsprutningen och sålunda mo- torns drift under förutbestämda, optimala förhållanden.

Möjligheten till ovannämnda anslutning av mätaren 38 beror av det förhållandet, att den uppfunna anordningen säkerställer möjligheten att bestämma alla huvudpara- metrar vid bränsleinsprutningen, nämligen varaktigheten av bränsleinsprutningen, förinställningsvinkeln och fre- kvensen hos de upprepade insprutningarna liksom tidpunk- ten och varaktigheten av sekundära insprutningar.

Det ovan beskrivna sättet att övervaka funktionen hos mekanismer vid förbränningsmotorer och anordningen för utförande av nämnda sätt uppvisar följande fördelar jämfört med redan kända.

I första hand bör framhållas att det uppfunna sät- tet och den uppfunna.an0rdningen genom de möjligheter, som de erbjuder att identifiera den fullständiga karak- tären hos alla driftrörelser och oönskade rörelser, som utföres av de valda rörliga elementen hos den mekanism som skall övervakas, och utgör den funktionella drif- ten hos denna mekanism, gör det möjligt att med hög noggrannhet bestämma alla huvudsakliga prestationska- rakteristika hos mekanismen.

Den uppfunna anordningen erbjuder en tillräckligt enkel konstruktion, som inte kräver användning av okon- ventionella specialelement och säkerställer en omfat- tande och mycket pålitlig driftlivslängd likaväl som lämpligt handhavande. Sålunda är anbringande av de lO 15 20 25 30 35 455 644 55 elektromekaniska givarna på stommen till den mekanism, som skall övervakas, tager mycket kort tid - en till två minuter - medan proceduren att exempelvis undersöka injektorer för att finna injektorer med tillfredsstäl- lande rörlighet hos nålen och injektorer med otillfreds- ställande rörlighet hos nàlen tager två till tre minu- ter för varje injektor.

Dessutom erbjuder det uppfunna sättet och den upp- funna anordningen en icke tidigare erhàllen flexibili- tet eftersom de kan användas för övervakning av funk- tionen hos godtycklig mekanism med rörliga inre element och monterade pà godtycklig motor. För olika mekanismer användes endast olika organ för att fästa de elektrome- kaniska givarna. Det uppfunna sättet och den uppfunna anordningen gör det möjligt att inte bara utföra över- vakning av en särskild mekanisms funktion utan också att utvärdera-funktionsdugligheten och göra felsökning vid mekanismer.

Det bör också noteras att det uppfunna sättet med- ger att samtidigt fastställa den utförda rörelsen hos ett fåtal rörliga element av någon mekanism, särskilt I det- ta fall användes för_varje rörligt element separata elektromekaniska givare. I det fall, när frekvenserna sådana som har olika frekvenser i sina rörelser. hos de av elementen utförda rörelserna är jämförbara, kan elektromekaniska transmissionsgivare för olika ele- ment levereras, t ex med mekaniska ultraljudsvängningar av olika frekvenser, som skiljer sig i önskad utsträck- ning och sedan kan man använda frekvensseparation av de mottagna ultraljudsvängningarna och omvandla dem till elektriska signaler. Allt detta sammantaget medger att i_stor utsträckning använda det uppfunna sättet och den uppfunna anordningen för övervakning av funktionen hos mekanismer för förbränningsmotorer både vid fabriker för tillverkning av motorer och bränsleutrustning och vid drift eller reparationsplatser för motorer.

Härovan har olika utförande av uppfinningen beskri- 455 644 56 vits, vilka medger modifieringar och tillägg som är helt uppenbara för en fackman, för vilken uppfinningen vi- sas. Följaktligen är uppfinningen inte till någon del begränsad av föregående beskrivning av det uppfunna sät- tet eller den uppfunna anordningen för övervakning av funktionen hos mekanismer vid förbränningsmotorer och godtyckliga modifieringar och tillägg kan lätt göras av sättet eller anordningen utan att avvika från upp- finningen såsom denna definierats i bifogade patentkrav.

Claims (19)

10 15 20 25 30 455 644 57 PATENTKRAV

1. Sätt för övervakning av funktionen hos mekanis- mer vid en förbränningsmotor innefattande en cylinder med en kolv, en injektor och en bränslepump, som inne- fattar stegen att mottaga och omvandla mekaniska svängningar från ett valt rörligt element hos den övervakade mekanismen till en elektrisk signal àstadkommen genom givare- och omvandlingsorgan, som är monterade på mekanismens stom- me, att fràn den elektriska signalen isolera en kompo- nent, som härrör fràn det valda rörliga elementet hos den övervakade mekanismen, att mäta spektral-tidparametrarna hos de mottagna mekaniska svängningarna medelst behandling av den iso- lerade komponenten av den elektriska signalen, och att fastställa erforderliga funktionskarakteris- tika för den övervakade mekanismen pà basis av de mätta parametrarna, k ä n n e t e c k n a t av stegen, att applicera kontinuerliga, artificiella mekanis- ka svängningar inom ultraljudomràdet till det valda rör- liga elementet genom nämnda mekanisms stomme före mät- ningen av spektral-tidparametrarna, att mottaga och till en elektrisk signal omvandla de mekaniska ultraljudsvängningar, som kommer från det valda rörliga elementet och uppstår genom växelverkan mellan de artificiella, mekaniska ultraljudsvängningar- na och det valda rörliga elementets rörelse och som är modulerade i beroende av den av nämnda element utförda rörelsen, att isolera ett frekvensband av den elektriska sig- nalen med en bärfrekvens, svarande mot den applicerade, mekaniska ultraljudsvängningen, att detektera den isolerade bärfrekvensen i den elektriska signalen för att erhålla dess lâgfrekventa 10 15 20 25 30 35 - 455 644 58 moduleringskomponent såsom en informationssignal, vil- ken kännetecknar den rörelse, som utförs av det valda rörliga elementet i förhållande till stommen hos den övervakade mekanismen och att avslutningsvis mäta spektral-tidparametrarna hos nämnda informationssignal.

2. Sätt enligt krav 1, av steget att mottaga och omvandla de modulerade ultra- k ä n n e t e c k n a t ljudsvängningar, som passerat tvärs igenom det valda rörliga elementet.

3. Sätt enligt krav 1, av steget att mottaga och omvandla de modulerade ultra- k ä n n e t e c k n a t ljudsvängningar, som reflekterats frän det valda rör- liga elementet.

4. Sätt enligt krav 1, av steget att mottaga och omvandla de ultraljudsväng- k ä n n e t e c k n a t ningar, som är modulerade i beroende av variationer i den mekaniska impedansen hos den mekanism, som överva- kas med det valda rörliga elementet beläget därinuti.

5. Sätt enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a t av steget att applicera de artificiella ultraljudsväng- ningarna till ändpartiet hos en nål eller en stång i injektorn.

6. Sätt enligt något av kraven 1 ~ 4, k ä n n e - t e c k n a t av steget att applicera de artificiella ultraljudsvängningarna till en injektors fjäder.

7. Sätt enligt något av kraven 1 - 4, k ä n n e - t e c k n a t av steget att applicera de artificiella ultraljudsvängningarna till bottnen av den inuti cylin- dern belägna kolven.

8. Sätt enligt något av kraven 1 - 4, k ä n n e - t-e c k n a t av steget att applicera de artificiella ultraljudsvängningarna till sidoväggen av den inuti cy- lindern belägna kolven. '

9. Sätt enligt något av kraven 1 - 4, k ä n n e - t e c k n a t av steget att applicera de artificiella ultraljudsvängningarna till de rullningslager, i vilka 10 15 20 25 30 35 455 644 59 bränslepumpens axel är anordnad.

10. Anordning för utförande av sätten enligt något av kraven 1 - 9, som uppvisar en mottagande elektrome- kanisk omvandlare (33), anordnad att monteras på stom- men (1) för den mekanism (19, 26, 29), som skall över- vakas och som genererar elektriska svängningar, vilka innehåller en informationssignal som kännetecknar rörel- sen hos det valda rörliga elementet (5, 7, 10, 18, 23, 24) i den övervakade mekanismen (19, 26, 29), varvid mottagarens utgång är förbunden med ingången till ett elektriskt filter (34), vilket tjänar till att från det spektrum av elektriska svängningar, som genererats av den mottagande elektromekaniska omvandlaren (33), iso- lera ett område som upptages av informationssignalen och som har sin utgång förbunden med ingången (39) hos en mätare (38) för mätning av amplitud- och tidparamet- rar för informationssignalen, k ä n n e t e c k n a d âV en generator (3) för generering av kontinuerliga elektriska svängningar inom ultraljudomràdet och som har sin utgång (31) förbunden med en elektromekanisk sändare (32) anordnad att monteras på stommen (1) av den mekanism (19, 26, 29), som skall övervakas och som kan generera mekaniska ultraljudsvängningar, vilka breder ut sig i riktning mot det valda rörliga elementet (5, 7, 10, 18, 23, 24) hos den övervakade mekanismen (19, 26, 29) medan det elektriska filtret (34) är utfört i form av ett bandpassfilter för generatorns (30) bärfrekvens och med ett transmissionsband som motsvarar bredden av spektralområdet för informationssignalen och har sin utgång förbunden med mätarens (38) ingång (39) via en detektor (35) som tjänar till att isolera informations- signalen, samt en lâgfrekvensförstärkare (37) förbunden i serie, varvid den mottagande elektromekaniska omvand- laren (33) är konstruerad så, att den mottager de me- kaniska ultraljudsvängningar, som är modulerade till följd av den rörelse som àstadkommes av det valda rörli- ga elementet (5, 7, 10, 18, 23, 24). 10 15 20 25 30 35 455 644 60

11. Anordning enligt krav 10, k ä n n e t e c k - n a d av att mätarens (38) tidsynkronisering åstadkom- mes av en givare (40) för att ange vinkelläget hos mo- torns vevaxel, varvid givarens (40) utgång är förbunden med en annan ingáng (41) hos mätaren (38).

12. Anordning enligt krav 10 och 11, k ä n n e - t e c k n a d av att transmitterande (32) och motta- gande (33) elektromekaniska omvandlare är kombinerade till en enda mottagande-transmitterande elektromekanisk omvandlare (45), som samtidigt utför funktionen hos båda nämnda omvandlare, varvid utgången (31) från generatorn (30) är förbunden med den mottagande-transmitterande elektromekaniska omvandlaren (45) genom ett resistivt element (44). g

13. Anordning enligt krav 10 - 12, t e c k n a d av att detektorn (35) som en amplituddetektor, avsedd för isolering av modu- k ä n n e - är konstruerad leringsgruppen hos den mottagna elektriska signalen.

14. Anordning enligt kraven 10 och 11, k ä n - n e t e c k n a d av att detektorn (35) är konstrue- rad som en fasdetektor och avsedd för isolering av den informationssignal, som representerar ändringar i fas- skillnaden mellan generatorns (30) signal och de erhall- na elektriska svängningarna, varvid generatorns (30) utgång (31) är förbunden med en annan ingång (46) hos detektorn (35).

15. Anordning enligt krav 14, n a d av att generatorns (30) utgång (31) är förbunden med en ytterligare ingång (46) hos detektorn (35) genom k ä n n e t e c k - en fasomkopplare (49).

16. Anordning enligt krav 10 - 15, av att utgången från làgfrekvensförstär- k ä n n e - t e c k n a d karen (37) är förbunden med ingången (39) hos mätaren (38) via ett lägfrekvent bandpassfilter (50) för att frän informationssignalens spektrum isolera ett separat område av detta spektrum. e c k -

17. Anordning enligt krav 16, k ä n n e t 10 455 644 61 n a d av att mätaren (38) utgöres av ett organ för att mäta informationssignalens niva.

18. Anordning enligt kraven 10 - 16, k ä n - n e t e c k n a d av att mätaren (38) utgöres av en oscillografanordning för att indikera informationssig- nalens form och mäta dess längd och fas.

19. Anordning enligt kraven 10 - 16, k ä n - n e t e c k n a d av att mätaren (38) utgöres av ett stroboskop, avsett att fastställa begynnelsetiden hos informationssignalen i förhållande till tidpunkten för kolvens ankomst till ett förutbestämt läge.