SU1079875A1 - Устройство измерени угла опережени впрыска топлива дизел - Google Patents

Abstract

УСТРОЙСТВО ИЗМЕРЕНИЯ УГЛА ОПЕРЕЖЕНИЯ ВПРБ1СКА ТОНЛИВА ДИЗЕЛЯ, содержащее датчики исследуемых процессов, первый и второй формирователи импульсов, первую, вторую и третью схемы И, датчик верхней мертвой точки (ВМТ), генератор импульсов, первый и второй регистры, блок индикации и триггер, причем датчик ВМТ через первый формирователь импульсов и счетный вход триггера параллельно соединен с первыми входами первой и второй схем И, выходы которых соединены с входами первого и второго регистров соответственно, второй вход первой схемы И св зан с вторым входом третьей схемы И, с которым соединен блок индикации, а датчики исследуемых процессов соединены с вторым формирователем, отличаю-изщеес  тем, что, с целью повышени  точности при переходных режимах работы дизел , в устройство введены делитель частоты, схе- .\ia ИЛИ. дополнительные схемы И, число которых равно числу цилиндров, и преобразователь частоты в напр жение, причем генератор импульсов выполнен управл емым, схема ИЛИ включена в св зь датчиков исследуемых процессов с вторым формирователем, св занным с вторы.м входом второй схемы И, к которой подключен через преобразователь частоты в напр жение управл ющий вход генератора импульсов, выход которого соединен с вторым входом первой схе- .мы И, инверсный выход триггера соединен с шинами сброса в нулевое состо ние первого и второго регистров, делитель частоты включен в св зь первой схемы И с первым регистром, первые входы третьей схемы И и дополнительных схем И соединены с пр - мы.ми выходами второго регистра, вторые входы дополнительных схем И подключены к второму входу третьей схемы И, третьи входы третьей схемы И и дополнительных схем И соединены с соответствующи.ми инверсными выходами первого регистра, а выходы дополнительных схем И подключены к входам блока индикации.со«Ло ^со00^СПсриг.1

Description

Изобретение относитс  к диагностированию двигателе внутреннего сгор;1ни  и может быть иенользовано дл  измерени  угла опережени  г нрыска тонлива дизелей. Известны устройства измерени  угла онережер|и  впрыска топлива дизел , содержаiiUie датчики исследуемых ироцеееов, первий и второй формирователи импульсов, пер вук), вторую и третью схемы И, датчик верхней мертвой точки (ВМТ), геиератор импуль еов, первый и второй регистры, блок индикации и триггер, причем датчик ВМТ через иервый формирователь имиульеов и счет1 ый вход триггера параллельно соединен с ие|)вьгми входами первой и второй схем И, вьгходы которых соединены с входами первого и второго регистров соответственно, вто рой вход первой схемы И св зан с вторым входом третьей схемы И, с которым соединен блок иидикации, а датчики исследуемых процессов соединены с вторым формирователем I. Известное устройство характеризуетс  повьпненной достоверностью оценки технического состо ни  двигател  внутреннего сгорани  в установившихс  режимах его рабоTbi . В устройстве-прототипе угол опережени  впрыска вычисл етс  как отношение двух цифровых кодов, один из которых образуетс  путем заполнени  импульсами интервала времени от момента начала сигнала датчика исследуемого процесса до момента прихода поршн  в ВМТ, а другой иредетавл ет собой цифровой эквивалент угла 720°, образующийс  путем заполнени  удвоенного периода вращени  вала теми же имиульсами посто нной частоты. Однако полученное значение угла опережени  соответствует действительному лишь тогда, когда указанные коды фор.мируютс  при одной и той же угловой скорости вала двигател . В противном случае вычисленное значение угла опережени  отличаетс  от фактического, поскольку при из.менении угловой скорости вала измен ютс  вышеупом нутый интервал вре.мени и цифровой эквивалент угла 720° (так как при другом периоде вращени  одному обороту вала соответствует другое число импульсов посто нной частоты) и отноHieinie цифровых кодов отличаетс  от отно1 1СШ1  углов, соответствующих этим кодам. В св зи с этим точность измерени  угла опережени  впрыска топлива дизел , работающего в переходном скоростном режиме, оказываетс  низкой. Цель изобретени  - повыщение точности измерени  угла опережени  впрыска топлива в переходных скоростных режимах работы дизел . Указанна  цель достигаетс  тем, что в устройство измерени  угла опережени  впрыска топлива дизел , содержащее датчики исследуемых процессов, первый и второй формирователи импульсов, первую, вторую и третью схемы И, датчик ВМТ, генератор импульсов, первый и второй регистры, блок индикации и триггер, причем датчик ВМТ через первый формирователь импульсов и счетный вход три11ера параллельно соединен с первыми входами первой и второй схем И, выходы которых соединены с входами первого и второго регистров соответственно , второй вход первой схемы И св зан с вторым входом третьей схемы И, с которым соединен блок индикации, а датчики исследуемых процессов соединены с вторым формирователем, введены делитель частоты, схема ИЛИ, дополнительные схемы И, число которых равно числу цилиндров, и преобразователь частоты в напр жение, причем генератор импульсов выполнен управл емым , схема ИЛИ включена в св зь датчиков исследуемых процессов с вторым формирователем , св занным с вторым входом второй схемы И, к которой подключен через преобразователь частоты в напр жение управл ющий вход генератора импульсов, вы ход которого соединен е вторым входом первой схемы И, инверсный выход триггера соединен с шинами сброса в нулевое состо ние первого и второго регистров, делитель частоты включен в св зь первой схемы И е первым регистром, первые входы третьей схемы И и дополнительных схем И соединены с пр мыми выходами второго регистра, вторые входы дополнительных схем И подключены к второму входу третьей схемы И, третьи входы третьей схемы И и дополнительных схем И соединены с соответствующими инверсными выходами первого регистра, а выходы дополнительных схем И подключены ко входам блока индикации. На фиг. 1 представлена блок-схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - временные диаграммы входных и выходных сигналов элементов устройства в случае использовани  его дл  измерени  угла опережени  впрыска топлива трехцилиндрового двухтактного дизел . Устройство содержит датчик 1 (ВМТ) одного из цилиндров, например первого, выход которого через первый формирователь 2 импульсов св зан со счетным входо.м триггера 3. Пр омй выход триггера 3 соединен с первыми входами первой и второй схем И 4 и 5. Датчики 6-8 исследуемого процесса впрыска топлива, например перемещени  иглы форсунки, подключены к входам схе.мы ИЛИ 9, выход которой через второй формирователь 10 импульсов св зан с вторым входом второй схемы И 5 и входом иреобразовател  11 частоты в напр жение. Выход преобразовател  11 частоты в напр жени  соединен с входом управл емого генератора 12 импульсов, выход которого подключен к вторым входам второй схемы И 4, третьей схемы И 13, дополнительных схем И 14 и 15. Выходы схем И 13-15 соединены с входами блока индикации 16. Выход первой схемы И 4 через делитель 17 частоты св зан с входом первого регистра 18, а выход второй схемы И 5 подключен к входу второго регистра 19. Шины сброса регистров 18 и 19 в нулевое состо ние соединены с инверсным выходом триггера 3. Первые входы третьей И 13, дополнительной И 14 и дополнительной И 15 схем соединены соответственно с первым, вторым и третьим пр мыми выходами второго регистра 19, а третьи входы указанных схем подключены соответственно к первому, второму и третьему инверсным выходам первого регистра 18. Устройство работает следующим образом . Если в исходном состо нии триггер 3 сброшен, тогда сброшенными оказываютс  первый 18 и второй 19 регистры, а прохождение импульсов на их входы невозможно вследствие закрытого состо ни  первой И 4 и второй И 5 схем. При это.м на первых входах схе.м И 13-15 действуют нулевые сигналы, вследствие чего на блоке 16 индикации показани  отсутствуют. При прохождении поршн  первого цилиндра через ВМТ датчик 1 вырабатывает сигнал, вследствие чего на выходе первого формировател  2 импульсов возникает единичный импульс Uj (см. фиг. 2), устанавливаюш ,ий триггер 3 в единичное состо ние и отпираюший схемы И 4 и 5. Частота следовани  выходных и.мпульсов второго формировател  10 импульсов вначале преобразуетс  в посто нное (по знаку) напр жение с помошью преобразовател  11 частоты в напр жение, а затем в высокую частоту ft2 с помошью управл емого генератора 12, т. е. f|2 floKllKii,(1) где Kji - коэффициент передачи преобразовател  11, KIJ-коэффициент передачи управл емого Генератора. Поскольку в трехцилиндровом двухтактном дизеле внрыск топлива происходит три раза за один оборот вала, частота следовани  f втрое выше частоты врашени  вала fjp, и выражение (1) можно записать следуюш ,им образом f -f -1/ V( - 3 К (1 Kji hi Jisp l. (2.) где wJpp - углова  скорость вала дизел . С.тедовательно, на вторыхх входах схе.м И 4, 13, 14 и 15 всегда поступают и.мпульсы Uu , частота следовани  которых определ етс  выражением (2). Так как перва  схема совпадени  И 4 открыта, на вход делител  17 частоты поступают выходные импульсы генератора 12. Делитель 17 частоты коэффициент передачи (KnKii) , благодар  чему на его выходе по вл ютс  импульсы с частотой следовани  1ю , и за-один оборот вала этих импульсов будет столько, сколько цилиндров имеет дизель. Поскольку момент отпирани  схемы И 4 и начала работы делител  17 частоты совпадает с моменто .м захода iiopniHH первогг) ци/шндра в верхнюю мертвую точку, моменты формировани  импульсов IJj соответств от моментам захода iiopniHefi остальных цилиндров в ВМТ. Таким образом, на входе второго регистра 19 по вл ютс  и.мпульсы, соответствую шие .моментам начала впрыска топлива в цилиндры дизел , а на входе первого-|1егистра 18 - импульеы, соответствуюшие-регисттам захода поршней в верхние мертвые точки . Если пор док работы цилиндров 1-2-3, то перВЕзШ по пор дку на фиг. 2 (при счете слева направо) импульс Llo соответствует подъему иглы второго цилиндра, второй импульс lJ(, - подъему иглы третьего цилиндра , третий импульс Uioi - подъему иглы первого цилиндра. При этом первый В1,1ходной импульс делител  частоты Uir соответствует заходу в ВМТ поршн  BTOpoio ци.линдра , второй импульс Llr - заходу в B.viT поршн  третьего цилиндра, третий nMFiy.iijC lJi7 - мо.менту захода в ВМТ первого цилиндра. При поступлении на вход второ ч регистра 19 первого импульса (см. фиг. 2) на первом выходе последнего возникает единичньп 1 сигнал, поступающий на первый вход третьего схемы и 13. Поскольку в этот момент и ранее на в.чод первого-регистра 18 импульсы еше не поступали, он сброп1ен, и на всех его инверсных выходах, в т. ч. и на первом, присутствует единичный стенал. Поэто-лу по вление единичного сигпа.-ia на первом входе схемы И 13 приводит к се отпиранию и поступлению на блок 16 индикации импульсов частотой следовани  . При поступлении на вход первого регистра 18 Т ервого и.мг1у.-1ьса Ui7 с выхода де.-щтел  17 частоты (см. фиг. 2) на первом инверсном выходе этого регистра единичный сигнал исчезает , треть  ехе.ма совпадени  П 13 закрываетс , и прохождение импу.-|ьсов на блок 16 индикации прекрашаетс . Следовательно , передний фронт импульса 1; формируетс  в момент начала впрыска топлива во второй цилиндр, а задний - - в момент захода поршн  второго цилиндра в В.ИТ. Это означает, что длительность указанного импульса tii представл ет собой вре.м  опережени  впрыска топлива во второй цилиндр , а ЧИС.-10 импульсов, поступивших на блок 16 - индикации, определ етс  выражение .м n-ti3 или с учетом формулы (2) еледуюшим образом W - 3KitKiz-u3|.,ptii ,,, ,х „ 2i -КиКивп/гТ, (3) где Qi3 - угол опережени  HiipiiicKa топлива во второй цилиндр. Таким образом, показани  блока 16 индикаци -; пропорциональны измеренно.му углу опережени  впрыска, а при соответствующем выборе ве.-1ичнн Kj, и Кц выражают его значение или в радианах , или в градусах, ил1 в и т. д.

При поступлении на вход второго регистра 19 второго импульса Ujo на его втором выходе по вл етс  единичный сигнал, а на всех остальных выходах присутствуют нулевые сигналы. Поскольку к этому моменту второй импульс еще не поступал на вход первого регистра 18, на его втором инверсном выходе действует единичный сигнал, и по вление единичного уровн  на выходе регистра 19 приводит к отпиранию дополнительной схемы И 14 (см. фиг. 2) и поступлению на блок 16 индикации высокочастотных импульсов с выхода управл емого генератора 12. В момент прихода второго импульса на вход первого регистра 18 единичный сигнал на его втором инверсном выходе исчезает, вследствие чего схема И 14 закрываетс , и поступ ление импульсов на блок 16 индикации прекращаетс . Таким образом, передний фронт импульса на выходе схемы И 14 формируетс  в момент начала подъема иглы третьего цилиндра, а задний - в момент захода поршн  этого цилиндра в верхнюю мертвую точку , и длительность этого импульса представл ет собой врем  опережени  впрыска топлива в этот цилиндр. По аналогии с выражением (3) показани  блока 16 индикации определ ютс  по формуле

1М,4 ЗК„Ки014У251,U)

где - угол опережени  впрыска топлива в третий цилиндр. В промежутке между моментами по влени  третьего импульса и третьего импульса Ui7 происходит формирование показаний блока 16 индикации, соответствующих углу опережени  впрыска в первый цилиндр, аналогично вышеизложенному

Ni5 3Ku-Ku6,,

где Q -угол опережени  впрыска топлива в первый цилиндр.

В следующем обороте вала с момента захода поршн  первого цилиндра в ВМТ триггер 3 сбрасываетс , устанавлива  в нулевое состо ние оба регистра и запреща  прохождение на их входы импульсных серий - устройство подготавливаетс  дл  работы в последующем обороте. Следовательно, устройство производит измерение угла опережени  один раз за два оборота вала дизел .

Из выражени  (3) легко получить формулу дл  вычислени  количества импульсов, вырабатываемых управл емым генератором 12, за один оборот вала, подставив вместо Qij-угол поворота вала за оборот, т.е. 2У

к1 5KiiK t2« ,,. .. N- - ЗКцК,,.

Отсюда вытекает, что определенному углу поворота вала соответствует вполне определенное число импульсов генератора - независимо от угловой скорости вала. Поэтому при измерении одного и того же угла опережени  впрыска при установившемс  и переходном скоростных режимах дизел  показани  блока индикации данного устройства одинаковы , что устран ет ошибку измерени , вызванную неравномерностью вращени  вала .

Таким образом, по сравнению с известными , данное устройство обеспечивает более высокую точность измерени  угла опережени  впрыска топлива дизел  в переходных скоростных режимах его работы, так как при повороте вала на некоторый угол управл емый генератор вырабатывает вполне определенное число импульсов независимо от угловой скорости вала, и показани  блока индикации завис т только от фактического угла опережени  подачи топлива на дизеле и не завис т от скоростного режима, при котором производ тс  измерени .

D

1ППППППППППППППППППППППППППППППППП,

ПDП ,/

%/j

Г9М

%/j 0,8(1 ППП tППП II ППП , /

Claims (1)

1. УСТРОЙСТВО ИЗМЕРЕНИЯ УГЛА ОПЕРЕЖЕНИЯ ВПРЫСКА ТОПЛИВА ДИЗЕЛЯ, содержащее датчики исследуемых процессов, первый и второй формирователи импульсов, первую, вторую и третью схемы И, датчик верхней мертвой точки (ВМТ), генератор импульсов, первый и второй регистры, блок индикации и триггер, причем датчик ВМТ через первый формирователь импульсов и счетный вход триггера параллельно соединен с первыми входами первой и второй схем И, выходы которых соединены с входами первого и второго регистров соответственно, второй вход первой схемы И связан с вторым входом третьей схемы И, с которым соединен блок индикации, а датчики исследуемых процессов соединены с вторым формирователем, отличаю- щееся тем, что, с целью повышения точности при переходных режимах работы дизеля, в устройство введены делитель частоты, схема ИЛИ, дополнительные схемы И, число которых равно числу цилиндров, и преобразователь частоты в напряжение, причем генератор импульсов выполнен управляемым, схема ИЛИ включена в связь датчиков исследуемых процессов с вторым формирователем, связанным с вторым входом второй схемы И, к которой подключен через преобразователь частоты в напряжение управляющий вход генератора импульсов, выход которого соединен с вторым входом первой схемы И, инверсный выход триггера соединен с шинами сброса в нулевое состояние первого и второго регистров, делитель частоты включен в связь первой схемы И с первым регистром, первые входы третьей схемы И и дополнительных схем И соединены с прямыми выходами второго регистра, вторые входы дополнительных схем И подключены к второму входу третьей схемы И, третьи входы третьей схемы И и дополнительных схем И соединены с соответствующими инверсными выходами первого регистра, а выходы дополнительных схем И подключены к входам блока индикации.