SU789660A1 - Устройство дл определени угла опережени зажигани - Google Patents

Description

1

, Изобретение относитс  к измерительной технике и может быть исполь. зовано дл  определени  угла опере- жени  зажигани  в МногоцилИ дровых двигател х внутреннего сгорани . 5

Известно несколько типов устройств дл  определени  угла опережени  зажигани . Одно из таких устройств содержит датчик дл  определени  верхней мертвой точки, формиро- 10 ватели импульсов свечи зажигани  и датчика верхней мертвой точки, генератор импульсов времени, регистраторы угла опережени  зажигани  и скорости вращени  коленчатого вала, со- 15 ответствуюадей измеренному углу, кнопку, управл ющие триггеры и элементы совпадени  1).

Недостатком указанного устройства  вл етс  невозможность одновременно- 20 го измерени  им угла опережени  зажигани  в каждом цилиндре многоцилиндрового двигател .

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности  вл етс  25 устройство, содержащее датчики верхней мертвой точки и скорости вргицени  коленчатого вала, формирователи импульсов обоих датчиков, входы которых соединены с выходами coot- )0

ветствующих датчи1 ов, формирователь импульсов зажигани , подключенный к низковольтной клемме прерыват  распределител , триггеры, делитель частоты импульсов и измерители скорости вращени  коленчатого вала и угла опережени  зешигани  2,

Недостатки этого устройства - . низка  точность и больша  трудоемкость определени  угла опережени  зажигани  в каждом цилиндре многоцилиндрового двигател  вследствие примен ни  в нем шлейфового осциллографа , что св зано с большой трудоемкостью по расшифровке осциллограмм и потерей точности, обусловленной как ошибками в процессе обработки полученных результатов,, так и невозможностью поддержани  посто нной скорости перемещени  светочувствительной бумаги.

Цель изобретени  - повышение точности и уменьшение.трудоемкости определени  угла опережени  зажигани  в каждом цилиндре двигател .

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в известное устройство дл  определени  угла опережени  зажигани , содержащее датчики верхней мертвой точки и скорости вращени  коленчатого вала, формирователи импульсов обоих датчиков, входы которых соеди eны с выходами соответствующих датчиков , формирователь импульсов зажиганий , подключенный к клемме прерывател -распределител , триггеры, делитель частоты импульсов и измерители скорости вращени  коленчатого вала и-угла опережени  зажигани , введены коммутатор импульсов зажигани , а измеритель угла опережени  зажигани  выполнен в виде блока цифровых измерителей, одни входы которы подключены к соответствующим выходам коммутатора импульсов, зажигани , а вторые - к выходу формировател  импульсов датчика верхней мертвой точки, два элемента совпадени , один вход первого из них соединен с выходом формировател  импульсов за-жигани , э выход подключен к татору импульсов зажигани , один вход второго элемента совпадени  соединен с выходом формировател  импульсов датчика скорости вращени  а выход - с делителем частоты импульсов , подключенным двум  своими выходами к цифровому измерителю скорости вращени  коленчатоговала, формирователь импульсов свечи зажигани , вход которого подключен к свече зажигани , а выход через пусковую кнопку соединен со входом пер вого триггера, причем выход первого триггера подключен к одному входу второго триггера, второй вход которого соединен с одним выходом делител  частоты импульсов, а выход со вторыми входами обоих элементов совпадени .

На фиг. 1 изображена блок-схема устройства дл  определени  угла опережени  зажигани ; на фиг. 2 принципиальна  схема датчиков верхней мертвой точки и скорости вращени  коленчатого вала.

Устройство дл  определени  угла опережени  зажигани  содержит датчи 1 верхней мертвой точки (фиг. 1) и датчик 2 скорости вращени  коленчатого вала, формирователи 3 и 4 импульсов обоих датчиков, входы котрых соединены с выходами соответствующих датчиков, формирователь 5 импульсов зажигани , подключенный к низковольтной клемме б прерывател распределител , триггеры 7 и 8, делитель 9 частоты импульсов, цифровой измеритель 10 скорости вращени  коленчатого, вала, цифровые измерители 11 угла опережени  зажигани , коммутатор 12 импульсов зажигани , выходы которого соединены с одними из входов цифровых измерителей 11 угла опережени  зажигани , вторые входы которых подключены к выходу, формировател  3 имиульсов; верхней мертвой точки, элементы 13 и- 14 совпадени , одни входы которых подключены соответственно к выходам формировател  5 импульсов зажигани  и формировател  4 скорости вращени , вторые входы - к выходу триггера 8, а выходы - соответственно -ко входу коммутатора 12 импульсов зажигани  и ко входу делител  9 частоты импульсов , подключенного двум  своими выходами к цифровому измерителю 10 скорости вращени  коленчатого вала, формирователь 15 импульсов свечи зажигани , вход которого подключен к свече 16 зажигани , а выход через пусковую кнопку 17 соединен со входом триггера 7, выход которого подключен к одному из входов триггера. 8, второй вход которого соединен с одним из выходов делител  9 частоты импульсов.

Датчик 1 верхней мертвой точки предназначен дл  выдачи импульсов, соответствующих положению поримней в цилиндрах двигател  в верхней мертвой точке конца такта сжати , и выполнен в виде вала 18 (фиг. 2) с укрепленным на нем диском 19 с отверсти ми 20, по одну сторону которого расположены источники 21 света а по другую - чувствительные элементы 22, в качестве которых применны фотодиоды типа ФД-2. Выходы чувствительных элементов 22, соответствующих определенному числу цилиндров испытуемого двигател , подключены ко входам переключател  23, имеющего четыре входа и один выход.

Отверсти  ia диске, расположены дл  восьмицилиндрового двигател  через 90 , дл  шестицилиндрового через 120, дл  четырехцилиндрового через 180 , дл  двухцилиндрового через 360° .

Корпус датчика с расположенными на нем чувствительными элементами 2 и источниками 21 света может свободно перемещатьс  относительно оси диска 19, что необходимо дл  совмещени  отверстий 20 диска 19 с источниками 21 света и чувствительными элементами 22 в процессе установки датчика.

Датчик 2 скорости вращени  коленчатого вала конструктивно совмещен с датчиком 1 верхней мертвой точки и имеет на диске 19 одно отверстие 24, источник 25 света и чувствительный элемент 26. При этом отверстие 24 размещаетс  на одном радиусе с отверсти ми О датчика 1 верхней мертвой точки, соответствующими положени м поршн  первого цилиндра двигател  в верхней мертвой точке конца такта сжати . Датчик 2 служит дл  выдачи в процессе вращени  коленчатого вала двигател  импульсов, частота которых пропорциональна угловой скорости. За один оборот коленчатого вала датчик выдает по одному импульсу точно в одной и той же фазе поворота. Формирователи 3 и 4 предназначены дл  усилени , ограничени  по амплиту де и формировани , по длительности поступающих на их входы сигналов соответственно датчика 1 верхней точки и датчика 2 скорости вращени  коленчатого вала. Оба формировател  выполнены аналогично и каждый из них представл ет собой однокаскад ный электронный усилитель, снабженный эмиттерными повторител ми на вхо де и выходе. Формирователь 5 импульсов зажиган служит дл  формировани  сигналов,соо ветствующих моментам размыкани  контактов прерывател -распределител , и представл ет собой двухкаскадный электронный усилитель, на входе первого каскада которого установлен емкостно-реостатный фильтр дл  устране ни  высокочастотной составл ющей разр да. Триггеры 7 и 8 предназначены дл  запуска устройства и его остановки после окончани  цикла измерени , равного двум оборотам коленчатого вала двигател . Кроме того, оба триг гера вместе позвол ют пропускать только один импульс от свечи зажигани  независимо от продолжительности нажати  пусковой кнопки 17. Делитель 9 частоты импульсов служит дл  ограничени  цикла работы устройства дл  определени  угла опережени  зажигани  двум  оборотами ко ленчатого вала двигйтел . Он состоит из двух последовательно соединенных между собой триггеров со счетными входами, причем вход второго триггера соединен с единичным выходом первого триггера. Цифровой измеритель 10 скорости вращени  коленчатого вала -предназначен дл  измерени  длительности двух оборотов коленчатого вала двигател , составл ющих цикл его работы, в период которого производитс  измерение углов опережени  зажигани . Он выполнен в виде шестиразр дного электронного пересчетного устройства и ге нератора импульсов времени, причем на входе пересчетного устройства установлен элемент совпадени , управл  емый триггером с раздельными входами . Цифровые измерители 11 угла опере жени  зажигани  служат дл  измерени  промежутков времени, пропорциональны углам опережени  зажигани  в соответствующих цилиндрах двигател , от момента по влени  импульсов зажигаНИН до моментов по влени  импульсов датчика 1 верхней мертвой точки. Все измерители - четырехразр дные и по конструкции аналогичны измерителю 10 скорости вращени  коленчатого вала. Дл  индикации результатов измерений цифровые измерители 10 и 11 снабжены одним дешифратором и подключенным к его выходу одним шестиразр дным индицирующим устройством, выполненным на базе цифровых индикаторов. Выходы триггеров пересчетных устройств обоих измерителей через одни из входов элементов совпадени  подключены к соответствующим входам дешифратора, а вторые входы элементов совпадени  через кнопки соединены с источником управл ющего положительного напр жени  плюс 1,5 В. При наличии на входах элементов совпадени  указанного напр жени  пересчетное устройство разобщаетс  с дешифратором , а при отсутствии его - соедин етс , индициру  свое состо ние на цифровЕЛХ индикаторах. Коммутатор 12 импульсов зажигани  предназначен дл  распределени  поступающих на его вход импульсов прерывател -распределител  по соответствующим входам измерителей 11 угла опережени  зажигани . Он имеет один . . вход и восемь выходов (дл  восьмицилиндрового двигател ) и выполнен в виде двоичного электронного Счетчика с дешифратором. Элементы 13 и 14 совпадени  служат дл  сообщени  и разобщени  соответственно формировател  5 импульсов прерывател -распределител  с коммутатором 12 импульсов зажигани  и формировател  4 скорости вращени  с делителем частоты 9 импульсов. Оба они управл ютс  триггером 8 и выполнены в виде транзисторной схемы совпадени  на два входа, выдающей на выходе положительные сигналы при наличии на ее входах oтpицaтeль ыx сигналов. Формирователь 15 импульсов зажигани  служит дл  формировани  сигналов , соответствующих разр дному процессу в свече первого цилиндра двигател , и выполнен в виде двухкаскадного электронного усилител , на входе первого каскада которого установлены последовательно соединенные гас щее сопротивление и неонова  лампа. Устройство дл  определени  угла опережени  зажигани  работает следующим образом. .Перед началом измерений поршень первого цилиндра двигател  устанавливаетс  в положение, соответствующее верхней мертвой точке конца такта сжати . После этого устанавливаютс  датчик 1 верхней мертвой точки и датчик 2 скорости вращени  коленчатого йала, а корпус датчиков перемещаетс  относительно его оси с расположенными на нем чувствительными элементами 22 и источниками 21 света до совпадени  их с соответствующими , отверсти ми 20, расположенными вмес .те с другими отверсти ми диска 19 на одном радиусе. Устройство подключаетс  к выводу свечи 16 зажигани  первого цилиндра лвигател ,-датчику 1 верхней мертво) точки и датчику 21 скорости вращени  коленчатого вала и низковольтной клемме 6 прерывател -распределител  Переключатель 23 устанавливаетс  в положение, соответствующее числу цилиндров провер емого двигател  (на фиг. 2 положение переключател  соответствует восьмицилиндровому двигателю ) . После подачи питающих устройство напр жений на входы формирователей 3,4,5 и 15 непрерывно поступают при работающем двигателе импульсы, где они усиливаютс , ограничиваютс  по амплитуде и формируютс  по длительности . . Импульсом гашени  (на чертеже не показано) узлы устройства привод тс в исходное состо ние, изображенное на фиг. 1, при котором все триггеры наход тс  в положении , элемен ты 13 и 14 совпадени  закрыты и . импульсы от формирователей 5 и 4 через них не проход т. Импульсы с выхода формировател  3 импульсов верхней мертвой точки поступают на входы цифровых- измерителей 11 угла опережени  зажигани  и поддерживают их в закрытом состо нии. При нажатии пусковой кнопки 17 импульс от свечи зажигани  первого цилиндра, пройд  формирователь 15, поступает на вход триггера 7 и пере ворачивает его в состо ние . По вл ющийс  на его выходе сигнал поступает на вход второго триггера и также переводит его в состо ние . В результате этого элементы 13 и 14 совпадени  огкрываютс . Поскольку триггер -7 мен ет свое состо ние только один раз независимо от продолжительности нажати  кнопки 17, то триггер 8 сохран ет свое новое положение до тех пор, по ка не подаетс  сигнал на его второй вход. Таким образом, триггеры 7 и 8 позвол ют пропускать только один си «ал от свечи зажигани , а остальные задерживать триггером 7. Импульс с выхода формировател  5 пройд  открытый элемент 13 совпаден поступает на вход коммутатора 12 им пульсов зажигани , который на своем выходе выдает сигнал, открывающий первый цифровой измеритель 11 угла ойережени  зажигани , который начинает суммировать импульсы времени. По мере поворота коленчатого вал двигател  наступает момент, когда поршень первого цилиндра двигател  оказываетс  в положении верхней мер вой точки конца такта сжати . При этом соответствующее отверстие 20 на диске 19 датчика верхней мертвой точки оказываетс  расположенным напротив соответствующего источника 21 света. Происходит освещение соответствующего чувствительного элемента 22, сигнал с выхода которого поступает на вход формировател  3 импульсов верхней мертвой точки и закрывает первый цифровой измеритель 11 угла опережени  зажигани . Одновременно с этим через отверстие 24 на диске 19 источником 25 света освещаетс  чувствительный элемент 26. Выдел ющийс  на его выходе сигнал поступаетна вход формировател . 4 импульсов скорости вращени , проходит открытый элемент 14 совпадени  и открывает цифровой измеритель 10 скорости вращени . С приходом от формировател  5 импульсов зажигани  следующего сигнала , соответствующего моменту зажигани  в следующем по пор дку работы двигател  цилиндре (в данном случае в п том) , он проходит открытый элемент 13 совпадени  и поступает на вход коммутатора 12 импульсов зажигани . Коммутатор выдает сигнал, который открывает второй цифровой измеритель 11 угла опережени  зажигани . В момент по влени  с выхода формировател  3 импульсов верхней мертвой точки следующего сигнала второй цифровой измеритель 11 угла опережени  зажигани  также закрываетс . Описанный процесс работы устройства дл  определени  угла опережени  зажигани  проходит аналогично и по другим цилиндрам двигател  в последовательности , определ емой пор дком его работы (дл  восьмицилиндрового двигател  - в последовательности 1-5-4-2-6-3-7-8). По окончании цикла работы двигател , равного двум оборотам коленчатого вала, импульсом с выхода формировател  3 импульсов верхней мертвой точки закрываетс  последний цифровой измеритель 11 угла опережени  зажигани , а импульсом с выхода формировател  4 импулксов скорости вращени  закрываетс  цифровой измеритель 10 скорости вращени . При этом сигнал с выхода делител  9 частоты импульсов поступает на вход триггера 8 и переводит его в исходное состо ние , в результате чего элементы 13 .и 14 совпадени  закрываютс , предотвраща  да; ьнейшее прохождение через них импульсов с выхода формирователей 4 и 5. На этом цикл измерений иаканчиваетс . Нажатием соответствующих кнопок поочередно соедин ют пересчетные устройства измерителей 10 и 11 с дешифратором , в результате чего их состо ние индицируетс  на цифровых

индикаторах индицирующего устройства . .

Таким образом, по окончании двух оборотов коленчатого вала двигател  в течение которых происходит один полный цикл его работы, на цифровых измерител х 11 фиксируютс  в соответствии с пор дком работы двигател  числа импульсов времени, соответствующие промежуткам времени от моментов зажигани  в соответствую1цих цилиндрах до моментов достижени  поршн ми этих же цилиндров верхних мертвых тоточек конца такта сжати  и пропс« ционгшьные углам опережени  зажигани , а на цифровом измерителе 10 - число импульсов времени, соответствующее длительности двух оборотов коленчатого вала двигател  и пропорциональное скорости вращени .

Введение в предлагаемое устройство коммутатора импульсов зажигани , двух элементов совпадени , формировател  импульсов свечи зажигани , пусковой кнопки а также шлполнение измерител  угла опережени  зажигани  в виде блока цифровых измерителей и применение ци4ф1ового измерител  скорости вращени  коленчатого вала , соединенных соответствующим образом между собой и с другими узлами устройства, позвол ет за один . цикл работы двигател  произвести измерение в цифровом виде углов one режени  зажигани  во всех цилинJф ax многоцилиндрового двигател  с одновременным измерением скорости враще НИН коленчатого вала, которую можно считать величиной посто нной. Это приводит к уменьшению трудоемкости и повышению точности определени  угла опережени  зажигани .

Знание углов опережени  .зажигани  в каждом цилиндре двигател  позвол ет определить асинхронизм чередовани  искр и бесперебойность искрообразовани , оказывающих существенное вли ние на эффективность работы системы зажигани .

Кроме того, более точное определение угла опережени  зажигани  позвол ет производить его более точную установку на двигателе и тем самым уменьшить расход топлива, увеличить мощность двигател  и повысить производител:Е ность автомобил .

Claims (2)

1.Авторское свидетельство СССР 544118, кл. F 02 Р 17/00, 1975.

2.Авторское свидетельство СССР 144625, кл. F 02 Р 17/00, 1960

5 ( прототип)..