Способ определения технического состояния двигателей внутреннего сгорания и экспертная система для его осуществления

Способ определения технического состояния двигателей внутреннего сгорания и экспертная система для его осуществления

Реферат

 

Техническое решение относится к измерительной технике, в частности к определению технического состояния поршневых двигателей путем измерения параметров, отражающих давление в цилиндрах, в эксплуатационных условиях. Изобретение позволяет упростить, снизить трудоемкость и повысить точность классификации при экспертизе технического состояния двигателей в эксплуатационных условиях. Способ основан на непрерывном измерении при многократных разгонах без нагрузки, а также динамической мощности, измерении амплитудного спектра динамической мощности, получении зависимости этих спектров от частоты вращения, сравнении полученных зависимостей с эталонными, а также с зависимостями изменения этих величин при изменении состояния двигателя и классификации его состояний по степени их близости; сравнении амплитуд гармоник спектра динамической мощности, кратных частотам переколебаний регулятора, измеренного при частоте начала срабатывания регулятора скорости с эталонными, присущими исправному регулятору, и значениями этих амплитуд при изменении состояния регулятора и классификации его состояний по степени их близости. По изменению формы зависимости спектров от частоты вращения судят об изменении угла опережения подачи топлива, по изменению амплитуд гармоник этих спектров судят о различных неисправностях двигателя и регулятора скорости. Экспертная система включает систему для регистрации и обработки индикаторных диаграмм, а также дополнительно введенные измеритель динамической мощности, блок инерционных констант, анализатор спектра, алгебраический сумматор-усреднитель, регистратор скоростных характеристик, датчик угловых меток ротора турбокомпрессора, формирователь импульсов ротора, селектор частоты вращения. 2 с. и 7 з.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к определению технического состояния путем измерения параметров, отражающих давление в цилиндрах поршневых двигателей внутреннего сгорания (ДВС) в эксплуатационных условиях.

Известен способ определения технического состояния ДВС [1] путем определения индикаторной диаграммы, заключающийся в том, что измеряют изменение кинетической энергии коленчатого вала в зависимости от изменения мгновенных значений скорости вращения в течение такта сжатия и сравнивают ее с эталонной зависимостью для исправного нормального двигателя. По известному уравнению связи определяют давление в цилиндре.

Недостатками известного способа являются сложность, вызванная необходимостью установки в разрыв силовой цепи измерителей энергии, низкая точность классификации технического состояния ввиду невозможности оперативного использования знаний об изменении измеряемого процесса в зонах нормального, допустимого и предельного состояний двигателя.

Известен способ определения технического состояния ДВС [2], выбранный прототипом предлагаемого способа, и заключающийся в том, что прокручивают двигатель на частоте вращения ниже минимальной холостого хода, непрерывно измеряют угловое ускорение коленчатого вала, определяют моменты перехода этого ускорения через ноль с минуса на плюс, находят угловые метки, ближайшие к указанным моментам перехода, которые принимают за условные верхние мертвые точки цилиндров, затем на частоте вращения, при которой предполагается определение индикаторных диаграмм цилиндров, прокручивают двигатель и измеряют амплитуду неуравновешенной инерционной составляющей углового ускорения коленчатого вала, полностью нагружают двигатель на этой частоте и непрерывно измеряют угловое ускорение коленчатого вала, идентифицируют один из цилиндров по моменту впрыскивания топлива, генерируют с привязкой по углу поворота коленчатого вала первую функцию неуравновешенной инерционной составляющей углового ускорения с амплитудой, равной измеренной, а также вторую функцию, связывающую силы, действующие в кривошипно-шатунной механизме, с крутящим моментом двигателя и в угловом интервале, равном или меньшем такта двигателя до и после условной верхней мертвой точки контролируемого цилиндра, непрерывно в фазе вычитают из измеренного ускорения его значение в условной мертвой точке, аналогично вычитают первую функцию, находят отношение полученной разности и второй функции, полученную зависимость от угла поворота или от времени принимают за косвенную индикаторную диаграмму цилиндра двигателя, сравнивают эту диаграмму и ее числовые показатели с эталонными, измеренными предварительно и соотнесенными с аналогичными величинами для давлений в цилиндре исправного нормального двигателя, а также с предварительно полученными зависимостями изменения этих величин при изменении состояния двигателя от нормального до допустимого и предельного и по степени их близости классифицируют состояние двигателя.

Недостатками известного способа является сложность, вызванная необходимостью генерирования функций, выполнения ряда изменений и вычислительных операций при различных режимах работы ДВС и связанная с этим низкая точность классификации технического состояния ввиду накопления погрешностей при получении косвенной индикаторной диаграммы.

Известна система для регистрации и обработки индикаторных диаграмм [3], содержащая датчики давления в цилиндрах с усилителями и аналого-цифровыми преобразователями, датчик угловых меток с отметчиком оборота, блок управления, пороговый триггер, блок ручного управления, генератор тактовых импульсов, распределитель тактов, задатчик алгоритмов обработки, формирователь команд обработки, коммутатор, вычислительный блок, схему формирования импульсов коррекции, приемник, электронно-вычислительную машину, цифровой индикатор и блок вывода, причем выходы датчика угловых меток подключены соответственно к первому и второму входам блока управления, третий вход которого соединен через пороговый триггер с выходом одного из усилителей, четвертый вход блока управления соединен с блоком ручного управления, пятый вход подключен через приемник к электронно-вычислительной машине.

Первый выход блока управления подключен к первому входу цифрового индикатора и первому входу блока вывода, выход которого связан с электронно-вычислительной машиной, а второй выход блока управления соединен с управляющими входами аналого-цифровых преобразователей, третий выход блока управления соединен с первым входом вычислительного блока, четвертый выход подключен к корректирующим входам усилителей через схему формирования импульсов коррекции и к первому входу формирователя команд обработки, второй вход которого соединен через задатчик алгоритмов обработки с выходом приемника, а третий вход - с первым выходом вычислительного блока.

Второй выход блока управления соединен с первым входом распределителя тактов, второй вход которого подключен к генератору тактовых импульсов, а выход распределителя тактов соединен с четвертым входом формирователя команд обработки и управляющим входом коммутатора, остальные входы которого подключены к выходам аналого-цифровым преобразователей, выход коммутатора соединен с вторыми входами блока вывода и вычислительного блока, третий вход которого подключен к выходу формирователя команд обработки, а четвертый вход - к первому выходу блока управления, второй выход вычислительного блока соединен с вторым входом цифрового индикатора и третьим входом блока вывода.

Недостатком указанной системы является сложность ее применения в условиях эксплуатации, обусловленная необходимость использования датчиков давления в цилиндрах двигателя. Это возможно осуществить только установкой взамен штатной специальной головки блока цилиндров с каналами для установки датчиков давления. Кроме того, для известной системы характерна низкая точность и высокая трудоемкость при идентификации измеренных данных и отнесении двигателя к определенному классу состояний, так как эти операции осуществляются вручную.

Известна экспертная система для определения технического состояния двигателей внутреннего сгорания [2], являющаяся прототипом, содержащая датчики давления в цилиндрах с усилителями и аналого-цифровыми преобразователями, датчик угловых меток с отметчиком оборота, блок управления, пороговый триггер, блок ручного управления, приемник, электронно-вычислительную машину, цифровой индикатор, блок вывода, генератор тактовых импульсов, распределитель тактов, задатчик алгоритмов обработки, формирователь команд обработки, коммутатор, вычислительный блок, схему формирования импульсов коррекции, причем выходы датчика угловых меток подключены соответственно к первому и второму входам блока управления, третий вход которого соединен через пороговый триггер с выходом одного из усилителей.

Четвертый вход блока управления соединен с блоком ручного управления, пятый вход подключен через приемник к электронно-вычислительной машине, первый выход блока управления подключен к первому входу цифрового индикатора и первому входу блока вывода, выход которого связан с электронно-вычислительной машиной, а второй выход блока управления соединен с управляющими входами аналого-цифровых преобразователей.

Третий выход блока управления соединен с первым входом вычислительного блока, четвертый выход подключен к корректирующим входам усилителей через схему формирования импульсов коррекции и к первому входу формирователя команд обработки, второй вход которого соединен через задатчик алгоритмов обработки с выходом приемника, а третий вход - с первым входом вычислительного блока, второй выход блока управления соединен с первым входом распределителя тактов, второй вход которого подключен к выходу генератора тактовых импульсов, а выход распределителя тактов соединен с четвертым входом формирователя команд обработки и управляющим входом коммутатора, остальные входы которого подключены к выходам аналого-цифровых преобразователей, причем выход коммутатора соединен с вторыми входами блока вывода и вычислительного блока, третий вход которого подключен к выходу формирователя команд обработки, а четвертый вход - к первому выходу блока управления, второй выход вычислительного блока соединен с вторым входом блока цифрового индикатора и третьим входом блока вывода.

Кроме того, вычислительный блок содержит схему выбора экстремума, измеритель периода, цифровой дифференциатор, блок вычислений среднего индикаторного давления и блок регистров параметров, причем третий вход вычислительного блока является первым управляющим входом блока регистров и первым входом схемы выбора экстремума, цифрового дифференциатора, измерителя периода и блока вычисления среднего индикаторного давления, выходы которых, а также первый и второй входы вычислительного блока подсоединены к информационным входам блока регистров, при этом второй вход вычислительного блока является вторым входом схемы выбора экстремума, цифрового дифференциатора и блока вычисления среднего индикаторного давления, третьим входом которых является выход блоков регистров, четвертый вход блока вычисления среднего индикаторного давления является первым входом вычислительного блока, а выход цифрового дифференциатора соединен с четвертым входом схемы выбора экстремума, второй выход которой является первым выходом вычислительного блока, второй выход и четвертый вход которого являются соответственно выходом и вторым управляющим входом блока регистров.

Кроме того система содержит датчик угловых меток-зубьев, формирователь импульсов зубьев, элемент ИЛИ цикла, датчик впрыска топлива, усилитель впрыска, второй пороговый триггер, двойной цифровой дифференциатор, цифровой дискриминатор знака, измеритель экстремума ускорений, запоминающее устройство ускорений, арифметическое устройство, генератор функций, блок идентификации, задатчик моделей процессов, блок классификации состояний, задатчик функций изменения параметров, причем выход первого порогового триггера соединен с первым входом элемента ИЛИ цикла, выход которого соединен с третьим входом блока управления.

Датчик впрыска через последовательно соединенные усилитель впрыска и второй пороговый триггер подключен к второму входу элемента ИЛИ цикла, а датчик угловых меток-зубьев через формирователь импульсов зубьев соединен с шестым входом блока управления, пятый выход которого соединен с входом двойного цифрового дифференциатора, выход которого связан с первыми входами цифрового дискриминатора знака, измерителя экстремума ускорений и запоминающего устройства ускорений, выход цифрового дискриминатора знака подключен к седьмому входу блока управления, а выходы измерителя экстремума ускорений и запоминающегося устройства ускорений соединены соответственно с первым и вторым входами арифметического устройства, вторые входы цифрового дискриминатора знака, измерителя экстремума ускорений, запоминающего устройства ускорений, третий вход арифметического устройства, первые входы генератора функций, блоков идентификации и классификации состояний соединены с первым выходом блока управления, а третьи входы измерителя экстремумов ускорений, запоминающего устройства ускорений, четвертый вход арифметического устройства, вторые входы генератора функций, блоков идентификации и классификации состояний, а также первые входы задатчика моделей процессов и задатчика функций изменения параметров соединены с выходом формирователя команд обработки, причем пятый вход арифметического устройства соединен с выходом генератора функций, а выход -- с вторыми входами вычислительного блока и блока вывода.

Третий вход блока идентификации, а также вторые входы задатчика моделей процессов и задатчика функций изменения параметров соединены с выходом вычислительного блока, четвертый вход - с выходом задатчика моделей процессов, а выход - с третьим входом блока классификации состояний, четвертый вход которого соединен с выходом задатчика функций изменения параметров, а выход - с четвертый входом блока вывода, причем шестой выход блока управления соединен с вторым управляющим входом коммутатора.

Блок управления содержит формирователи сигналов угловых меток, оборота, начала цикла и команд управления, счетчик текущего угла, избирательный блок, делитель периода и первый элемент И, причем к первому входу первого элемента И подключен первый выход формирователя команд управления, третий и четвертый входы которого являются соответственно четвертым и пятым входами блока управления, первый вход которого является входом формирователя сигналов угловых меток, а второй вход является входом формирователя сигналов оборота, при этом второй вход формирователя сигналов начала цикла является третьим входом блока управления, а выход подключен через счетчик текущего угла к входу избирательного блока и первому входу формирователя команд управления, причем выход счетчика текущего угла является третьим выходом блока управления, выход делителя периода соединен с третьим входом формирователя сигналов начала цикла, вторым входом счетчика текущего угла, вторым входом формирователя команд управления и вторым входом первого элемента И, первый вход которого подсоединен к первому выходу формирователя команд управления, а выход первого элемента И является вторым выходом блока управления, первым и четвертым выходами которого являются соответственно второй выход формирователя команд управления и выход избирательного блока.

Кроме того, в блоке управления имеются два элемента ИЛИ и второй элемент И, причем выход формирователя сигналов угловых меток соединен с первым входом первого элемента ИЛИ, выход которого подключен к входу делителя периода и первому входу второго элемента И, второй вход которого соединен с третьим выходом формирователя команд управления, причем выход формирователя сигналов оборота связан с первым входом второго элемента ИЛИ, выход которого подключен к первому входу формирователя сигналов начала цикла, выход второго элемента И и третий выход формирователя команд обработки являются соответственно пятым и шестым выходами блока управления, а вторые входы первого и второго элемента ИЛИ являются соответственно шестым и седьмым входами блока управления.

Недостатком известной системы является сложность и связанная с этим низкая точность при экспертизе двигателя в эксплуатационных условиях, вызванная необходимостью иметь в своем составе генератор функций с параметрами, которые должны оперативно изменяться в соответствии с изменением текущего значения частоты вращения коленчатого вала, а также иметь устройство ввода измерительной информации с датчиков в ЭВМ, управляющее, вычислительное и запоминающее устройства, которые обеспечивали бы оперативное получение информации о состоянии двигателя при проведении ряда измерений, осуществляемых на различных режимах его работы.

Цель заявляемого технического решения - упрощение, снижение трудоемкости и повышение точности классификации при определении технического состояния двигателей внутреннего сгорания в эксплуатационных условиях.

Предложенное техническое решение по сравнению с прототипом позволяет в эксплуатационных условиях упростить и значительно снизить трудоемкость экспертизы технического состояния двигателя путем косвенного определения параметров индикаторных диаграмм цилиндров и других показателей технического состояния ДВС за счет исключения необходимости генерирования функций, выполнения ряда измерений и вычислительных операций при различных режимах работы ДВС.

Кроме того, предложенное техническое решение позволяет увеличить глубину экспертизы (расширить поиск мест неисправностей) за счет более полного использования косвенных признаков технического состояния. По сравнению с базовым объектом - индицированием цилиндров по косвенным индикаторным диаграммам трудоемкость определения технического состояния двигателя снижается в 3-5 раз.

Поставленная цель в способе достигается за счет того, что многократно разгоняют двигатель без нагрузки от минимальной частоты вращения холостого хода до максимальной, непрерывно измеряют средние значения в цикле работы двигателя угловой скорости, углового ускорения и динамической мощности, при достижении двигателем заданной заранее частоты вращения измеряют амплитудный спектр динамической мощности, находят среднее значение этого спектра мощности по множеству разгонов, аналогично измеряют амплитудные спектры динамической мощности при достижении двигателем частот вращения максимального крутящего момента, номинальной, начала срабатывания регулятора скорости, максимальной холостого хода и промежуточных, получают зависимость этих спектров от частоты вращения, аналогично получают зависимость амплитудных спектров динамической мощности при многократных выбегах двигателя без подачи топлива от максимальной частоты вращения до минимальной.

Сравнивают полученные зависимости спектров динамической мощности в разгоне и выбеге и их числовые показатели с эталонными, измеренными предварительно и соотнесенными с давлением в цилиндрах исправного нормального двигателя, а также с предварительно полученными зависимостями изменения этих величин при изменении состояния двигателя от нормального до допустимого и предельного и по степени их близости классифицируют состояние двигателя, сравнивают амплитуды гармоник амплитудного спектра динамической мощности, кратные частотам переколебаний регулятора (0,2 - 0,3 - гармоникам частоты вращения), измеренного при частоте начала срабатывания регулятора, с предварительно полученными эталонным значением и значениями этих амплитуд при изменении состояния регулятора скорости от нормального до допустимого и предельного и по степени их близости классифицируют состояние регулятора скорости, в стационарном режиме полной нагрузки при заданной заранее частоте вращения коленчатого вала, непрерывно измеряют угловые скорость, ускорение и амплитудные спектры мгновенных значений углового ускорения коленчатого вала, усредняют спектры по множеству циклов работы двигателя, измеряют под нагрузкой эти спектры при частотах вращения максимального крутящего момента, номинальной, начала срабатывания регулятора скорости и промежуточных, получают зависимость спектров от частоты вращения, прокручивают двигатель.

Аналогично получают зависимость спектров мгновенных значений ускорений от частоты вращения, сравнивают полученные зависимости амплитудных спектров с эталонными, измеренными предварительно и соотнесенными с давлениями в цилиндрах исправного нормального двигателя, а также с предварительно полученными зависимостями изменения этих величин при изменении состояния двигателя от нормального до допустимого и предельного и по степени их близости классифицируют состояние двигателя, причем по изменению формы зависимости спектров от частоты вращения судят об изменении угла опережения подачи топлива, по изменению амплитуд гармоник этих спектров судят о различных неисправностях: по амплитуде гармоники, кратной первой гармонике частоты вращения, - о дисбалансе, по амплитуде гармоники, кратной второй гармонике частоты вращения, - о неуравновешенных силах второго порядка, по амплитудам гармоник, кратных третьей и четвертой гармоникам частоты вращения, под нагрузкой, - о средней по цилиндрам индикаторной диаграмме, при прокрутке - о степени герметичности цилиндров; по разности амплитуд гармоник, кратных частотам f_k = f_цц/_чв (где k - номера гармонических составляющих, f_ц - частота цикла работы двигателя, _ц- угол поворота коленчатого вала за цикл работы двигателя, _чв- угол чередования вспышек между соседними группами из двух и более цилиндров, причем число таких групп в цикле четное), измеренных при полной нагрузке и прокрутке, - о неравномерности работы цилиндров, по амплитудам гармоник, кратных пятой-восьмой гармоникам частоты вращения, - о механических потерях в цилиндропоршневых группах, по амплитудам гармоник спектров, кратных частотам переколебаний регулятора, измеренных на регуляторной ветви, - о состоянии регулятора и системы автоматического регулирования скорости в целом.

В стационарном режиме полной нагрузки двигателя, формированного газотурбонаддувом, при заданной заранее частоте вращения коленчатого вала непрерывно измеряют угловые скорость, ускорение и амплитудные спектры мгновенных значений углового ускорения ротора турбокомпрессора, усредняют спектры по множеству циклов работы двигателя, измеряют под нагрузкой эти спектры при частотах вращения максимального крутящего момента, номинальной и промежуточных, получают зависимость спектров от частоты вращения коленчатого вала, сравнивают полученную зависимость с эталонной, измеренной предварительно и соотнесенной с давлениями в цилиндрах исправного нормального двигателя, а также с предварительно полученными зависимостями изменения этих величин при изменении состояния двигателя от нормального до допустимого и предельного и по степени их близости классифицируют состояние двигателя.

Причем по изменению формы зависимости спектром от частоты вращения судят об изменении угла опережения подачи топлива, по изменению амплитуд гармоник этих спектров судят о различных неисправностях: по амплитудам гармоник, кратных третьей и четвертой гармоникам частоты вращения коленчатого вала, - об индикаторной диаграмме, по амплитудам гармоник, кратных частотам f_k = f_цц/_чв,, - о неравномерности работы цилиндров.

Аналогично получают зависимости средних значений амплитудных спектров динамической мощности от частоты вращения по множеству разгонов и выбегов без нагрузки на рабочем такте каждого цилиндра по отдельности, сравнивают полученные зависимости с эталонными и с предварительно полученными зависимостями изменения этих величин при изменении состояния цилиндров двигателя от нормального до допустимого и предельного и по степени их близости классифицируют состояние отдельных цилиндров, аналогично получают зависимости средних значений амплитудных спектров мгновенных значений углового ускорения коленчатого вала от частоты вращения в стационарном режиме полной нагрузки и при прокрутке по множеству циклов работы двигателя на рабочем такте каждого цилиндра по отдельности, сравнивают полученные зависимости с эталонными, измеренными предварительно, и с предварительно полученными зависимостями изменения этих величин по изменении состояния цилиндров двигателя от нормального до допустимого и предельного и по степени их близости классифицируют состояние отдельных цилиндров.

Причем по изменению амплитуд гармоник этих спектров судят о различных неисправностях: по амплитудам гармоник, кратных третьей и четвертой гармоникам частоты вращения, под нагрузкой - об индикаторной диаграмме, а при прокрутке - о степени герметичности каждого цилиндра по отдельности, по амплитудам гармоник, кратных пятой-восьмой гармоникам частоты вращения, - о механических потерях в цилиндропоршневой группе каждого цилиндра по отдельности.

Аналогично получают зависимость среднего значения амплитудных спектров мгновенных значений углового ускорения ротора турбокомпрессора от частоты вращения в стационарном режиме полной нагрузки по множеству циклов работы двигателя, форсированного газотурбонаддувом, на рабочем такте каждого цилиндра по-отдельности, сравнивают полученные зависимости с эталонными, измеренными предварительно, и с предварительно полученными зависимостями изменения этих величин при изменении состояния цилиндров двигателя от нормального до допустимого и предельного и по степени их близости классифицируют состояние отдельных цилиндров.

Поставленная цель в экспертной системе достигается тем, что в известную систему дополнительно введены измеритель динамической мощности, блок инерционных констант, анализатор спектра, алгебраический сумматор-усреднитель, регистратор скоростных характеристик, датчик угловых меток ротора турбокомпрессора, формирователь импульсов ротора, селектор частоты вращения, причем выходы датчика угловых меток с отметчиком оборота подключены соответственно к первому и второму входам блока управления, четвертый вход которого соединен с блоком ручного управления, пятый вход подключен через приемник к электронно-вычислительной машине, первый выход блока управления подключен к первому входу цифрового индикатора и первому входу блока вывода, выход которого связан с электронно-вычислительной машиной.

Второй выход блока управления соединен с управляющими входами аналого-цифровых преобразователей, причем выходы датчиков давлений в цилиндрах через усилители связаны с соответствующими информационными входами аналого-цифровых преобразователей, третий выход блока управления соединен с первым входом вычислительного блока, четвертый выход подключен к корректирующим входам усилителей через схему формирования импульсов коррекции и к первому входу формирователя команд обработки, второй вход которого соединен через задатчик алгоритмов обработки с выходом приемника, а третий вход - с первым выходом вычислительного блока, при этом второй выход блока управления соединен с первым входом распределителя тактов, второй вход которого подсоединен к выходу генератора тактовых импульсов, а выход распределителя тактов соединен с четвертым входом формирователя команд обработки и управляющим входом коммутатора, остальные входы которого подключены к выходам аналого-цифровых преобразователей, причем выход коммутатора соединен с вторыми входами блока вывода и вычислительного блока, третий вход которого подключен к выходу формирователя команд обработки, а четвертый вход - к первому выходу блока управления. При этом второй выход вычислительного блока соединен с вторым входом блока цифрового индикатора и третьим входом блока вывода.

Вход первого порогового триггера соединен с выходом одного из усилителей, а выход - с первым входом элемента ИЛИ цикла, выход которого соединен с третьим входом блока управления. Датчик впрыска через последовательно соединенные усилитель впрыска и второй пороговый триггер подключен к второму входу элемента ИЛИ цикла, а датчик угловых меток-зубьев через формирователь импульсов зубьев соединен с шестым входом блока управления, пятый выход которого соединен с входом двойного цифрового дифференциатора, выход которого связан с первыми входами цифрового дискриминатора знака, измерителя динамической мощности и анализатора спектра, выход цифрового дискриминатора знака подключен к седьмому входу блока управления, вторые входы измерителя динамической мощности цифрового дискриминатора знака, анализатора спектра, алгебраического сумматора-усреднителя, регистратора скоростных характеристик, первые входы блоков идентификации и классификации состояний, а также вход блока инерционных констант соединены с первым выходом блока управления, а вторые входы блоков идентификации и классификации состояний, первые входы задатчика моделей процессов и задатчика функций изменения параметров, а также третьи входы анализатора спектра, алгебраического сумматора-усреднителя, регистратора скоростных характеристик соединены с выходом формирователя команд обработки.

Третьи входы блока идентификации и цифрового индикатора, пятый вход блока вывода, а также вторые входы задатчика моделей процессов и задатчика функций изменения параметров соединены с выходом регистратора скоростных характеристик, четвертый вход - с выходом задатчика моделей процессов, а выход - с третьим входом блока классификации состояний, четвертый вход которого соединен с выходом задатчика функций изменения параметров, а выход - с четвертым входом блока вывода, причем шестой выход блока управления соединен с вторым управляющим входом коммутатора, третий вход измерителя динамической мощности связан с выходом блока инерционных констант, четвертый вход - с выходом формирователя команд обработки, а выход - с четвертым входом анализатора спектра, выход которого, в свою очередь, соединен с первым входом алгебраического сумматора-усреднителя, выход которого соединен с первым входом регистратора скоростных характеристик, четвертый вход которого связан с третьим выходом вычислительного блока, причем восьмой вход блока управления соединен через формирователь импульсов с датчиком частоты вращения ротора турбокомпрессора, а пятый вход анализатора спектра - с третьим выходом вычислительного блока.

В экспертной системе в блок управления дополнительно введены третий и четвертый элементы ИЛИ, третий элемент И, причем первый вход блока управления является входом формирователя сигналов угловых меток, выход которого соединен с первым входом первого элемента ИЛИ, второй вход которого является шестым входом блока управления, а выход соединен с входом делителя периода, второй вход блока управления является входом формирователя сигналов оборота, выход которого соединен с первым входом второго элемента ИЛИ, второй вход которого является седьмым входом блока управления, а выход соединен с первым входом формирователя сигналов начала цикла, второй вход которого является третьим входом блока управления, а выход формирователя сигналов начала цикла подключен через счетчик текущего угла к входу избирательного блока и первому входу формирователя команд управления, причем выход счетчика текущего угла является третьим выходом блока управления.

Выход делителя периода соединен с третьим входом формирователя сигналов начала цикла, вторым входом счетчика текущего угла и вторым входом формирователя команд управления, третий и четвертый входы которого являются соответственно четвертым и пятым входами блока управления, а первый выход формирователя команд управления подключен к первому входу первого элемента И, второй вход которого подсоединен к выходу делителя периода.

Выход первого элемента И является вторым выходом блока управления, первым и четвертым выходами которого являются соответственно второй выход формирователя команд управления и выход избирательного блока. Первый вход второго элемента И соединен с выходом первого элемента ИЛИ, выход второго элемента И соединен с первым входом третьего элемента ИЛИ, выход которого является пятым выходом блока управления, а второй вход связан с выходом третьего элемента И, первый вход которого соединен с первым входом четвертого элемента ИЛИ и с четвертым выходом формирователя команд управления, а второй вход является восьмым входом блока управления, причем вторые входы второго элемента И и четвертого элемента ИЛИ связаны с третьим выходом формирователя команд управления, выход четвертого элемента ИЛИ является шестым выходом блока управления.

Вычислительный блок содержит схему выбора экстремумов, измеритель периода, цифровой дифференциатор, блок вычисления среднего индикаторного давления, блок регистров параметров и селектор частоты вращения, при этом третий вход вычислительного блока является первым управляющим входом блока регистров и первым входом схемы выбора экстремума, цифрового дифференциатора, измерителя периода и блока вычисления среднего индикаторного давления, выходы которых, а также первый и второй входы вычислительного блока подсоединены к информационный входам блока регистров, при этом второй вход вычислительного блока является вторым входом схемы выбора экстремума, цифрового дифференциатора и блока вычисления среднего индикаторного давления, третьим входом которых является выход блока регистров, причем четвертый вход блока вычисления среднего индикаторного давления является первым входом вычислительного блока, а выход цифрового дифференциатора соединен с четвертым входом схемы выбора экстремума, второй выход которого является первым выходом вычислительного блока, второй выход и четвертый вход которого являются соответственно выходом и вторым управляющим входом блока регистров, причем выход измерителя периода связан с первым входом селектора частоты вращения, второй вход которого соединен с вторым входом блока регистров, а выход является третьим выходом вычислительного блока.

На фиг. 1 приведены диаграммы логарифмических амплитудных спектров средних за цикл значений динамической эффективной мощности, соответствующие различным тракторным двигателям при достижении ими в разгоне без нагрузки номинальных частот вращения. На фиг. 2 приведены информативные гармоники амплитудных спектров мгновенных значений углового ускорения коленчатого вала двигателя А-41 в стационарном режиме при одной и той же нагрузке (а) и при прокрутке (б) для различных частот вращения. На фиг. 3 приведены аналогичные спектры при различной мощности двигателя А-41 на номинальной частоте вращения. На фиг. 4 приведены аналогичные спектры для двигателя СМД-62 с неравномерным чередованием впрысков при его работе на номинальной частоте вращения и различной неравномерности работы цилиндров. На фиг. 5, 6 изображены функциональные схемы экспертной системы для осуществления способа, а также ее блок управления и вычислительный блок соответственно.

Заявленный способ осуществляют в следующей последовательности. Вначале проводится экспресс-экспертиза двигателя. При этом оценивается общее техническое состояние ДВС. Для этого может быть применен тестовый режим свободного разгона (т. е. режим движения при полной подаче топлива и отсутствии нагрузки). Из теории двигателей известно, что в этом случае, в силу нелинейности характеристик, динамика двигателя может быть описана линеаризованным уравнением в окрестности каждого значения углового скорости