Устройство для диагностирования трансмиссий транспортных средств

Классификация по МПК: G01M

Патентная информация
Патент на изобретение №: 
2070316
Дата публикации: 
Вторник, Декабрь 10, 1996


Изобретение относится к устройствам для диагностирования трансмиссии транспортных средств и может быть использовано для контроля и диагностирования автомобилей и других колесных транспортных средств с карбюраторными двигателями в процессе их изготовления, технического обслуживания и ремонта. Цель изобретения - упрощение устройства, уменьшение его стоимости и сокращение трудоемкости диагностирования. Устройство для диагностирования трансмиссии транспортных средств содержит датчик углового положения коленчатого вала двигателя, формирователь импульсов, блок делителей частоты импульсов, выключатель, переключатели, триггеры, блоки совпадения, счетчики импульсов, блоки сравнения, задатчики и генератор опорной частоты. Использование этого устройства позволяет оперативно производить контроль и диагностирование трансмиссии транспортных средств. 1 ил.


ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ

Изобретение относится к технической диагностики транспортных средств, в частности к устройствам для диагностирования трансмиссии, и может быть использовано для контроля и диагностирования автомобилей и других колесных транспортных средств с карбюраторными двигателями в процессе их изготовления, технического обслуживания и ремонта.

Известно устройство для диагностирования трансмиссий транспортных средств, содержащее датчик углового положения коленчатого вала двигателя, подключенный входом к его выходу формирователь импульсов, блоки совпадения, триггеры, выход первого из которых соединен с одним из входов первого блока совпадения, подключенный выходом к другому входу этого блока совпадения генератор опорной частоты и соединенные входами с выходами блоков совпадения счетчики импульсов.

Недостатками известного устройства являются его сложность, высокая стоимость и сравнительно большая трудоемкость диагностирования вследствие невозможности представления результатов измерений в общепринятых единицах.

Целью изобретения является сокращение трудоемкости диагностирования.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для диагностирования трансмиссий транспортных средств, содержащее датчик углового положения коленчатого вала двигателя, подключенный входом к его выходу формирователь импульсов, блоки совпадения, триггеры, выход первого из которых соединен с одним из входов первого блока совпадения, подключенный выходом к другому входу этого блока совпадения генератор опорной частоты и соединенные входами с выходами блоков совпадения счетчики импульсов, снабжено блоком делителей частоты импульсов, выключателем, переключателями, задатчиками числа импульсов и соединенными с их выходами одними из входов блоками сравнения, другие входы которых соединены с выходами соответствующих счетчиков импульсов, а выходы с входами первого переключателя, при этом выход формирователя импульсов подключен к входу блока делителей частоты импульсов и через выключатель к входу второго триггера, выход которого соединен с одним из входов первого триггера подключенного другим входом к выходу первого переключателя, а выходом к одному из входов второго блока совпадения, другой вход которого соединен с выходом второго переключателя, подключенного входом к соответствующим выходам блока делителей частоты импульсов.

На чертеже представлена функциональная (структурная схема устройства).

Устройство для диагностирования трансмиссии транспортных средств содержит датчик 1 углового положения коленчатого вала двигателя, формирователь 2 импульсов, блок 3 делителей частоты импульсов, выключатель 4, переключатели 5 и 6, триггеры 7 и 8, блоки 9 и 10 совпадения, счетчики 11 и 12 импульсов, блоки 13 и 14 сравнения, задатчики 15 и 16 числа импульсов и генератор 17 опорной частоты.

Выход датчика 1 углового положения коленчатого вала двигателя подключен к входу формирователя 2 импульсов, выход которого соединен с входом блока 3 делителей частоты импульсов и через выключатель 4 с входом триггера 7. Выход триггера 7 подключен к первому входу триггера 8, выход которого соединен с первыми входами блоков 9 и 10 совпадения. Второй вход блока 9 совпадения подключен к выходу переключателя 5, входы которого соединены с соответствующими выходами блока 3 делителей частоты импульсов, а второй вход блока 10 совпадения подключен к выходу генератора 17 опорной частоты. Выходы блоков 9 и 10 совпадения соединены с входами соответственно счетчиков 11 и 12 импульсов. Первые входы блоков 13 и 14 сравнения соединены с выходами соответственно задатчиков 15 и 16 числа импульсов, вторые входы с выходами соответственно счетчиков 11 и 12, а выходы подключены к входа переключателя 6, выход которого соединен с вторым входом триггера 8.

Датчик 1 углового положения коленчатого вала двигателя предназначен для получения на выходе импульсов, соответствующих повороту коленчатого вала на определенный угол. Датчик магнитоиндукционного типа и устанавливается на картере маховика (сцепления) напротив зубьев венца. Число импульсов, выделяемых датчиком за один оборот коленчатого вала, определяется числом зубьев венца маховика.

Формирователь 2 импульсов служит для усиления, ограничения по амплитуде и формирования по длительности импульсов, поступающих на его вход с датчика 1 углового положения коленчатого вала. Он выполнен в виде трех последовательно соединенных операционных усилителей, второй из которых выполнен по схеме триггера Шмитта, а третий по схеме компаратора.

Блок 3 делителей частоты импульсов предназначен для деления поступающей на его вход частоты импульсов с выхода формирователя 2 импульсов таким образом, чтобы на его выходе вырабатывался один импульс за одни оборот коленчатого вала. Он имеет один вход и четыре выхода и включает в себя четыре делителя частоты импульсов, соответствующие различным моделям двигателей. Все делители выполнены на основе декадных делителей и делителей с переменным коэффициентом деления.

Выключатель 4 служит для подачи импульсов с выхода формирователя 2 импульсов на вход триггера 7 в момент запуска устройства. Он выполнен в виде кнопочного нажимного выключателя с замыкающим контактом.

Переключатель 5 предназначен для подключения блока 9 совпадения к соответствующему выходу блока 3 делителей частоты импульсов в зависимости от числа зубьев венца маховика проверяемого двигателя. Он выполнен в виде однополюсного четырехпозиционного переключателя.

Переключатель 6 служит для подключения триггера 8 к выходам соответствующих блоков 13 и 14 сравнения в зависимости от режима работы устройства измерение времени, за которое коленчатый вал двигателя совершает определенное число оборотов, или измерение числа оборотов коленчатого вала двигателя за определенное время). Он выполнен в виде однополюсного переключателя на два входа.

Триггеры 7 и 8 предназначены для запуска устройства и его остановки после окончания измерений. Оба триггера вместе позволяют пропускать только один импульс с выхода формирователя 2 импульсов независимо от продолжительности нажатия кнопочного выключателя 4. Кроме того, триггер 8 управляет работой блоков 9 и 10 совпадения. Оба триггера выполнены с раздельными входами.

Блоки 9 и 10 совпадения служат для сообщения и разобщения соответственно счетчика 11 импульсов с блоком 3 делителей частоты импульсов (через переключатель 5) и счетчика 12 импульсов с генератором 17 опорной частоты. Они управляются триггером 8 и выполнены в виде транзисторных схем совпадения на два входа каждая, выдающих на выходах положительные сигналы при наличии на выходе триггера 8 отрицательного сигнала.

Счетчик 11 импульсов предназначен для подсчета числа импульсов с выхода блока 9 совпадения, соответствующих числу оборотов коленчатого вала двигателя. Счетчик 12 импульсов предназначен для измерения промежутков времени, в течение которых коленчатый вал двигателя совершает определенное число оборотов, путем подсчета импульсов времени с выхода генератора 17 опорной частоты. Они выполнены в виде электронных десятичных счетчиков, каждый разряд которых состоит из пересчетного устройства, дешифратора и цифрового индикатора. Счетчик 11 импульсов имеют пять разрядов, а счетчик 12 импульсов шесть разрядов.

Блок 13 сравнения служит для подачи на выходе сигнала в случае совпадения числа, заданного с помощью задатчика 15, числа импульсов, с числом, отсчитанным счетчиком 11 импульсов. Он выполнен в виде схемы совпадения на пять входов, соединенных с выходами соответствующих разрядов задатчика 15 и собрана на диодах, включенных параллельно общей нагрузкой. На выходе схемы совпадения установлен трехкаскадный электронный усилитель. Блок 14 сравнения служит для выдачи на выходе сигнала в случае совпадения числа, заданного с помощью задатчика 16, с числом, отсчитанным счетчиком 12 импульсов. Он выполнен в виде схемы совпадения на шесть входов и по конструкции аналогичен блоку 13 сравнения.

Задатчик 15 предназначен для предварительного задания числа импульсов, которые должны поступить на вход счетчика 11 импульсов с выхода блока 9 совпадения. Он состоит из пяти разрядов, каждый из которых выполнен в виде однодискового переключателя на одиннадцать положений с подвижным контактом, к неподвижным контактам которого присоединены выходы дешифратора одной из пересчетных декад счетчика 11 импульсов, а с подвижного контакта снимается выходной сигнал. Каждый разряд задатчика позволяет задавать значения чисел от нуля до девяти. Задатчик 16 предназначен для предварительного задания числа импульсов, которые должны поступить на вход счетчика 12 импульсов с выхода блока 10 совпадения. Он имеет шесть разрядов и по конструкции аналогичен задатчику 15.

Генератор 17 опорной частоты служит источником электрических колебаний повышенной стабильности с периодом 1 мс. Генератор выполнен в виде последовательно соединенных задающего узла, эмиттерного повторителя, импульсного усилителя и второго эмиттерного повторителя.

Устройство работает следующим образом. Предварительно на двигатель устанавливают датчик 1 углового положения коленчатого вала и подключают его к устройству. Переключатель 5 устанавливают в соответствующее положение, а переключатель 6 в положение, при котором триггер 8 подключается к выходу блока 13 сравнения. В задатчике 15 устанавливают число (например, 1000), соответствующее числу оборотов коленчатого вала двигателя, которое он совершит за определенное время. С помощью подъемного устройства вывешивают ведущий мост автомобиля и фиксируют его на определенной высоте. Запускают двигатель, соединяют его с трансмиссией и прокручиванием ее на различных передачах прогревают агрегаты автомобиля по нормального теплового состояния. Затем в коробке передач устанавливают высшую передачу и в процессе прокручивания на ней трансмиссии добиваются устойчивой работы двигателя, после чего двигатель отсоединяют от трансмиссии.

После подачи питающих устройство напряжений и сигнала "Сброс" все узлы приходят в исходное состояние, при котором блоки 9 и 10 совпадения открыты, а показания счетчиков 11 и 12 импульсов погашены на нули. При этом импульсы с выхода датчика 1 углового положения коленчатого вала двигателя, пройдя формирователь 2 импульсов, блок 3 делителей частоты импульсов и переключатель 5, поступают на вход блока 9 совпадения, который их не пропускает. Импульсы с выхода генератора 17 опорной частоты также не могут пройти на вход счетчика 12 импульсов вследствие закрытого состояния блока 10 совпадения.

При нажатии кнопочного выключателя 4 импульс с выхода формирователя 2 импульсов поступает на вход триггера 7 и перебрасывает его в противоположное состояние. Выделяющийся на его выходе сигнал поступает на вход триггера 8 и также перебрасывает его в противоположное состояние, в результате чего блоки 9 и 10 совпадения открываются. При этом импульсы с выхода переключателя 5 проходят через открытый блок 9 совпадения и поступают на вход счетчика 11 импульсов, который начинает их суммировать. Одновременно с этим импульсы времени с выхода генератора 17 опорной частоты проходят блок 10 совпадения и поступают на вход счетчика 12 импульсов, который также начинает их суммировать.

Работа устройства в таком режиме продолжается до тех пор, пока число импульсов, подсчитанных счетчиком 11 импульсов, не станет равным числу, заданному в задатчике 15. В момент совпадения этих чисел на выходе блока 13 сравнения выделяется сигнал, который возвращает триггер 8 в исходное состояние, в результате чего блоки 9 и 10 совпадения закрываются и счетчики 11 и 12 импульсов останавливаются. При этом на счетчике 12 импульсов фиксируется время (в мс), в течение которого коленчатый вал двигателя, отсоединенного от трансмиссии, совершает 1000 оборотов.

Затем в задатчике 15 устанавливают нулевое число, а в задатчике 16 число, зафиксированное счетчиком 12 импульсов в результате предыдущего измерения. Переключатель 6 устанавливают в другое положение, при котором триггер 8 подключается к выходу блока 14 сравнения. Подачей сигнала "сброс" все узлы устройства возвращают в исходное состояние. Далее при неизменном положении органов управления двигателем в коробке передач автомобиля устанавливают одну из передач (например первую), и прокручивают на ней трансмиссию в течение некоторого времени, необходимого для стабилизации скоростного режима двигателя, после чего нажатием кнопочного выключателя 4 снова приводят в работу устройство. При этом счетчики 11 и 12 импульсов снова начинают подсчет импульсов, поступающих на их входы с выходов соответственно переключателя 5 и генератора 17 опорной частоты. При совпадении числа, подсчитанного счетчиком 12 импульсов, с числом, заданным в задатчике 16, на выходе блока 14 сравнения выделяется сигнал, который перебрасывает триггер 8 в противоположное состояние, блоки 9 и 10 совпадения закрываются и счетчики 11 и 12 останавливаются. В результате этого на счетчике 11 импульсов фиксируется число оборотов коленчатого вала двигателя за то же время, за которое он совершает 1000 оборотов с отсоединенной трансмиссией.

Последовательно устанавливая в коробке передач другие передачи, производят аналогичные измерения числа оборотов коленчатого вала двигателя на остальных передачах за то же время. Находят отношения чисел оборотов коленчатого вала двигателя за одно и то же время с присоединенной трансмиссией на различных передачах в коробке передач к числу его оборотов при работе двигателя с отсоединенной трансмиссией, сравнивают полученные результаты с нормативными значениями и делают заключение о техническом состоянии трансмиссии.

В практических условиях число оборотов коленчатого вала двигателя с отсоединенной трансмиссией целесообразно выбирать кратным 10, например 1000, 10 0000 и т.д. В этом случае с помощью предложенного устройства будет фиксироваться в долях единицы относительное падение частоты вращения коленчатого вала при включении в коробке передач различных передач.

Использование предлагаемого устройства позволяет оперативно производить контроль и диагностирование трансмиссии транспортных средств, обеспечить своевременное проведение профилактических и ремонтных воздействий и за счет этого повысить качество изготовления, технического обслуживания и ремонта транспортных средств и сократить затраты на поддержание их работоспособности в процессе эксплуатации.

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

Устройство для диагностирования трансмиссий транспортных средств, содержащее датчик углового положения коленчатого вала двигателя, подключенный входом к его выходу формирователь импульсов, блоки совпадения, триггеры, выход первого из которых соединен с одним из входов первого блока совпадения, подключенный выходом к другому входу этого блока совпадения генератор опорной частоты и соединенные входами с выходами блоков совпадения счетчики импульсов, отличающееся тем, что оно снабжено блоком делителей частоты импульсов, выключателем, переключателями, задатчиками числа импульсов и соединенными с их выходами одними из входов блоками сравнения, другие входы которых соединены с выходами соответствующих счетчиков импульсов, а выходы с входами первого переключателя, при этом выход формирователя импульсов подключен к входу блока делителей частоты импульсов и через выключатель к входу второго триггера, выход которого соединен с одним из входов первого триггера, подключенного другим входом к выходу первого переключателя, а выходом к одному из входов второго блока совпадения, другой вход которого соединен с выходом второго переключателя, подключенного входами к соответствующим выходам блока делителей частоты импульсов.