SU817504A1 - Устройство дл определени угловогопОлОжЕНи КОлЕНчАТОгО ВАлА - Google Patents

Description

Изобретение относится к испытаниям машин, в частности к измерению параметров двигателей, а именно к определению углового положения коленчатого вала двигателя внутреннего сго-5 рания (ДВС) в момент начала впрыска топлива.

Известно устройство для измерения углового положения вала, содержащее источник счетных импульсов, подклю- Ю ченный через последовательно соединенные Формирователь импульсов, преобразователь частоты в напряжение, управляемый генератор и селектор импульсов к отсчетному устройству, при 15 этом вторые входы генератора и селектора подключены к выходу формирователя импульсов, а второй вход отсчетного устройства - к выходу генератора L1]. 20

Недостатками известного устройства являются большая погрешность измерения и невозможность определения с его помощью углового положения коленчатого вала.в момент начала впрыска 25 топлива из-за отсутствия сигнала, определяющего начало этого впрыска.

Известно также устройство для определения углового положения коленчатого вала, содержащее блок информа- 30 ционных сигналов, связанный через блок усилителей с блоком счетчиков и блоком управления, причем блок информационных сигналов выполнен в виде отметчика угловых меток, датчика меток, отметчика верхней мертвой точки (вмт), датчика вмт и датчика начала процесса, блок усилителей содержит первый, второй и третий усилители, блок счетчиков выполнен в виде первого и второго счетчиков, первой и второй схем совпадения, триггера управления и выходных вентилей, а блок управления выполнен в виде первого и второго триггеров и входного вентиля, так что датчик меток через первый усилитель подключен параллельно к входам схем совпадения, связанным соответственно, с первым и вторым счетчиками, выходы первого из которых через выходные вентили подключены к шинам цифровой вычислительной машины (ЦВМ), датчик вмт через третий усилитель связан последовательно с установочными входами второго и первого триггеров и первого счетчика, датчик начала процесса через второй усилитель и триггер управления связан параллельно с другим входом второй схема совпадения, входами второ3 го счетчика и входными вентилями, соединенными одним входом с шиной ЦВМ и единичным входом первого триггера, а выходом - с единичным входом второго триггера, связанного с другим входом первой схемы совпадения [2], Основном недостатком указанного устройства является небольшая точность измерения углового положения коленчатого вала, особенно в момент начала впрыска топлива при неравномерности углФвой скорости вращения коленчатого вала двигателя в пределах одного оборота, а также невозможность осуществления измерений в пределах каждого оборота двигателя.

Цель изобретения - повышение точности определения углового положения вала.

Указанная цель достигается тем, что в блок счетчиков дополнительно включен дешифратор, а в блок управления - третий триггер, причем дешифратор включен на выходах второго счетчика и соединен параллельно с входнйм вентилем и установочным входом триггера управления, а третий триггер выходом подключен к выходным вентилям и шине ЦВМ установочным входом - к выходу первого триггера, а единичным - к выходу второго триггера· зо

На чертеже приведена схема устройства дЛя определения углового положения коленчатого вала.

Устройство содержит размещенный в блоке 1 информационных сигналов источник счетных импульсов, включающий зуб-55 чатый диск 2, жестко связанный с коленчатым валом 3 двигателя, и датчик 4 угловых меток, через усилитель 5 и схемы 6 и 7 совпадения подключенный к счетчику 8 выработки кода углового положения вала и счетчику 9 выработки кода синхронизирующего сигнала блока 10 счетчиков, источник сигнала начала счета, включающий датчик 11 начала подъема клапана форсунки, подключенный через усилитель 12 к единичному входу триггера 13 управления, выход которого подсоединен· ко второму входу схемы 7 совпадения, к установочным входам счетчика 9 и входному вентилю 14 блока 15 управления; источник сигнала окончания счета, включающий командный лепесток 16, жестко связанный с коленчатым валом 3, и датчик 17 верхней мертвой точки, через усилитель 18 подключенный к установочному входу триггера 19 управления, выход которого подключен ко второму- входу схемы 6 совпадения, и счетному входу триггера 20 управления, а единичный вход триггера 19 подключен к входному вентилю 14, триг гер 21 управления, единичным входом подключенный к шине 22 ЦВМ и входному вентилю 14, и. установочным входом соединенный со вторым выходом триггера

19, а выходом подключенный к установочным входам счетчика 8 и триггера

20, выходные вентили 23, связанные с шинами 24 ЦВМ, счетчиком 8 и триггером. 20, выход последнего подключен к шине 25 ЦВМ; дешифратор 26, входами подключенный к счетчику 9, а выходами - к входному вентилю 14 и установочному входу триггера '13.

Устройство работает следующим образом.

При вращении зубчатого диска 2, жестко связанного с коленчатым валом 3 двигателя, в датчике 4 угловых меток при прохождении под ним зубцов диска наводятся сигналы угловых меток. С валом 3 двигателя жестко связан командный лепесток 16, установленный таким образом, что при прохождении под датчиком 17 верхней мертвой точки поршень находится в верхней мертвой точке, а в датчике 17 наводится сигнал отметки верхней мертвой точки.

В исходном состоянии схемы б и 7, входной вентиль 14 и выходные вентили 23 заперты. Импульсы угловых меток с выхода датчика 4 на вход счетчика 8 выработки кода, углового положения вала и на вход счетчика 9 выработки кода синхронизирующего сигнала не проходят. При поступлении с выхода ЦВМ по шине 22 команды на измерение входной вентиль 14 открывается по входу, а триггер 21 управления переводится в единичное состояние и подтверждает установку в исходное состояние счетчика 8 и триггера 20 управления.

При подаче топлива в форсунку топливным насосом в момент подъема клапана форсунки происходит впрыск топлива и одновременно наводится сигнал в датчике 11 начала подъема клапана форсунки. По этому сигналу триггер 13 управления переводится в единичное состояние, в результате чего схема 7 совпадения открывается, с установочных входов счетчика 9 снимается сигнал запрета, входной вентиль 14 открывается по третьему входу и на его выходе появляется сигнал, по которому триггер 19 управления переводится в единичное состояние. При этом триггер 21 управления переводится в исходное состояние, тем самым снимая сигналы запретов с установочных вхо-> дов счетчика 8 и триггера 20, а схема 6 совпадения тоже открывается и 55 импульсы угловых меток с выхода датчика 4 начинают заполнять счетчики 8 и 9.

С переходом счетчика 9 в первое . состояние с выхода дешифратора 26 поступает сигнал запрета на вход вентиля 14.

При заполнении счетчика 9 импульсами угловых меток до состояния, несколько превышающего состояние счетчика 9 и соответствующего максималь ному углу впрыска топлива, на втором выходе дешифратора 26 появляется сигнал, по которому триггер 13 переводится в исходное состояние, входной вентиль 14 по второму входу отпирается, а по третьему запирается,.

С приходом следующего импульса от датчика 11, т. е. с началом следующего впрыска' топлива, цикл работы счетчика 9 повторяется.

С приходом сигнала от датчика 17 верхней мертвой точки триггер 19 переводится в исходное состояние. В результате снимается сигнал запрета с установочно’го входа триггера 21, схема 6 совпадения запирается, поступление импульсов угловых меток на счет- 15 чик 8 прекращается, а триггер 20 по счетному входу переводится в единичное состояние, отпирая тем самым выходные вентили 23 и посылая сигнал готовности по· шине 25 на ЦВМ. В счеТчике 8 20 фиксируется число, соответствующее количеству импульсов угловых меток, поступающих с выхода датчика 4 с момента начала впрыска топлива до момента привода сигнала с выхода датчика 17.

Таким образом, определяется угловое положение' коленчатого вала в момент начала впрыска топлива. Результаты измерения через открытые выход-’ ные вентили 23 посылаются по шинам *0 24 на вход ЦВМ. С приходом по шине 22 очередной команды цикл измерения повторяется.

Снабжение устройства дополнительным установленным в блоке управления 35 триггером, подключенным одним входом к счетчику выработки кода углового положения вала и через один из триггеров блока - к выходу ЦВМ, а вторым входом через другой триггер блока к ДО входному вентилю и выходом к выходным вентилям блока счетчиков и входу ЦВМ_Г а также дешифратором, размещенным в блоке счетчиков, подключенным к счетчику выработки кода синхронизирующего ,, сигнала, входному вентилю блока управления и триггеру блока счетчиков, выход которого соединен со входами упомянутых счетчика и вентиля, и выполнение источника счетных импуль- __ сов в виде жестко связанного с валом ^эо зубчатого диска позволяет повысить точность определения углового положения коленчатого вала двигателя в момент начала впрыска топлива за счет исключения составляющей погрешности 55 определения углового положения вала, зависящей от неравномерности угловой скорости вращения вала в пределах одного оборота. Кроме того, предлагаемое устройство позволяет производить измерение на каждом обороте двигателя, что повышает его быстродействие примерно в два раза по сравнению с известным.

Claims (2)

1. Изобретение относитс  к испытани м машин, в частности к измерению парс1метров лвигателей, а именно к определению углового положени  колен чатого вала двигател  внутреннего его ранн  (две) в момент начала впрыска топлива. Известно устройство дл  измерени  углового положени  вала, содержащее источник счетных импульсов, подключенный через последовательно соединен ные формирователь импульсов, преобразователь частоты в напр жение, управл е1иый генератор и селектор импульсов к отсчетному устройству, при этом вторые входы генератора и селектора подключены к выходу формировател  импульсов, а второй вход отсчетного устройства - к выходу генератора L11. недостатками известного устройства  вл ютс  больша  погрешность измерени  и невозможность определени  с его помощью углового положени  коленчатого вала.в момент начала впрыска топлива из-за отсутстви  сигнала, определ ющего начало этого впрыска. Известно также устройство дл  определени  углового положени  коленчатого вала, содержащее блок информационных сигналов, св занный через блок усилителей с блоком счетчиков и блоком управлени , причем блок информационных сигналов выполнен в виде отметчика угловых меток, датчика меток , отметчика верхней мертвой точки (вмт), датчика вмт и датчика начала процесса, блок усилителей содержит первый, второй и третий усилители, блок счетчиков выполнен в виде первого и второго счетчиков, первой и второй схем совпадени , триггера управлени  и выходных вентилей, а блок управлени  выполнен в виде ViepBoro и второго триггеров и входного вентил , так что датчик меток через первый усилитель подключен параллельно к входам схем совпадени , св занным соответственно, с первым и вторым счетчиками, выходы первого из которых через выходные вентили подключены к шинам цифровой вычислительной машины (ЦВМ), датчик вмт через третий усилитель св зан последовательно с установочными входами второго и первого триггеров и первого счетчика, датчик начала процесса через второй усилитель и триггер управлени  св зан параллельно с другим входом второй схемл совпадени , входами второго счетчика и входными вентил ми, соединенными одним входом с шиной ЦВМ и единичным входом первого триг гера, а выходом - с единичным входом второго триггера, св занного с другим входом первой схемы совпадени  2 Основном недостатком указанного устройства  вл етс  небольша  точность измерени  углового положени  коленчатого вала, особенно в момент начала впрыска топлива при неравномерности скорости вращени  коленчатого вала двигател  в пределах Одного оборота, а также невозможность осуществлени  измерений впределах каждого оборота двигател . Цель изобретени  - повышение точности определени  углового положени  вала. Указанна  цель достигаетс  тем, что в блок счетчиков дополнительно включен дешиЛратор, а в блок управлени  - третий триггер, причем дешифратор включен на выходах второго счетчика и соединен параллельно с входнйм вентилем и установочным входом триггера управлени , а третий триггер выходом подключен к выходнш вентил м и шине ЦВМ установочным входом - к выходу первого триггера, а единичным - к выходу второго триггера . На чертех е приведена схема устройства дЛ  определени  углового положени  коленчатого вала. Устройство содержит размещенный в блоке 1 информационных сигналов источ ник счетных импульсов, включающий зуб чатый диск 2, жестко св занный с коленчатым валом 3 двигател , и датчик 4 угловых меток, через усилитель 5 и схемы 6 и 7 совпадени  подключенный к счетчику 8 выработки кода углового положени  вала и счетчику 9 выработки кода синхронизирующего сигнала блока 10 счетчиков, источник сигнала начала счета, включающий дат чик 11 начала подъема клапана форсунки , подключенный через усилитель 12 к едини гному входу триггера 13 управлени , выход которого подсоединен ко второму входу схемы 7 совпадени , к установочным входам счетчика 9 и входному вентилю 14 блока 15 управле ни ; источник сигнала окончани  счета , включающий командный лепесток 16 жестко св занный с коленчатым валом 3, и датчик 17 верхней мертвой точки через усилитель 18 подключенный к установочному входу триггера 19 управлени , выход которого подключен ко второму- входу схемы 6 совпадени , и счетному входу триггера 20 управлени , а единичный вход триггера 19 подключен к входному вентилю 14, три гер 21 управлени , единичным входом подключенный к шине 22 ЦВМ и входному В(энтилю 14, и. установочным входом соединенный со вторым выходом триггера 19,а выходом подключенный к установочным входам счетчика 8 и триггера 20,выходные вентили 23, св занные с шинами 24 ЦВМ, счетчиком 8 и триггером 20, выход последнего подключен к шине 25 ЦВМ; дешифратор 26, входами подключенный к счетчику 9, а выходами - к входному вентилю 14 и установочному входу три ггера 3. Устройство работает следуюг.им образом . При вращении аубчатого диска 2, жестко св занного с коленчатым валом 3 двигател , в датчике 4 угловых меток при прохождении под ним зубцов диска навод тс  сигналы .угловых меток. С валом 3 двигател  жестко св зан командный лепесток 16, установленный таким образом, что при прохождении под датчиком 17 верхней мертвой точки поршень находитс  в верхней мертвой точке, а в датчике 17 наводитс  сигнал отметки верхней мертвой точки . В исходном состо нии схемы б и 7, входной вентиль 14 и выходные вентили 23 заперты. Импульсы угловых меток с выхода датчика 4 на вход счетчика. 8 вырэботки кода, углового положени  вала и на вход счетчика 9 выработки кода синхронизирующего сигнала не проход т. При поступлении с выхода ЦВМ по шине 22 команды на измерение входной вентиль 14 открываетс  по входу, а триггер 21 управлени  переводитс  в единичное состо ние и подтверждает установку в исходное состо ние.счетчика 8 и триггера 20 управлени . При подаче топлива в форсунку топливным насосом в момент подъема клапана форсунки происходит впрыск топлива и Одновременно наводитс  сигнал в датчике 11 начала подъема клапана форсунки. По этому сигналу триггер 13 управлени  переводитс  в единичное состо ние, Б результате чего схема 7 совпадени  открываетс , с установочных входов счетчика 9 снимаетс  сигнал запрета, входной вентиль 14 открываетс  по третьему входу и на его выходе по вл етс  сигнал, по которому триггер 19 управлени  переводитс  в единичное состо ние. При этом триггер 21 управлени  переводитс  в исходное состо ние, тем самым снима  сигналы запретов с установочных дов счетчика 8 и триггера 20, а схема б совпадени  тоже открываетс  и импульсы угловых меток с выхода датчика 4 начинают заполн ть счетчики 8 и 9. С переходом счетчика 9 в первое состо ние с выхода де1 1ифратора 26 поступает сигнал з.апрета на вход вентил  14. При заполнении счетчика 9 импульсами угловых меток до состо ни , несколько прев ;1шаюгл.его состо ние счетчика 9 и соответствующего максимальному углу впрыска топлива, на втором выходе дешиЛратора 26 по вл етс  сиг нал, по которому триггер 13 переводитс  в исходное состо ние, входной вентиль 14 по второму входу отпираетс , а по третьему запираетс -. С приходом следующего импульса от датчика 11, т. е. с началом следующего впрыскатоплива, цикл работы счетчика 9 повтор етс . С приходом сигнала от датчика 17 верхней мертвой точки триггер 19 пе1реводитс  в исходное состо ние. В ре зультате снимаетс  сигнал запрета с установрчного входа триггера 21, схема 6 совпадени  запираетс , поступление импульсов угловых меток на счетчик 8 прекращаетс , а триггер 20 по счетному входу переводитс  в единично состо ние, отпира  тем самым выходные вентили 23 и посыла  сигнал готовности по шине 25 на ЦВМ. В 8 фиксируетс  число, соответствующее количеству импульсов угловых меток, поступающих с выхода датчика 4 с момента начала впрыска топлива до момента привода сигнала с выхода датчика 17. Таким образом, определ етс  угловое положение коленчатого вала в момент начала впрыска топлива. Результаты измерени  через открытые выходные вентили 23 посылаютс  по шинам 24 на вход ЦВМ. С приходом по шине 22 очередной команды цикл измерени  повтор етс . Снабжение устройства дополнительным установленным в блоке управлени  триггером, подключенным одним входом к счетчику выработки кода угловогЬ положени  вала и через один из триггеров блока - к выходу ЦВМ, а вторым входом через другой триггер блока к входному вентилю и выходом к выходным вентил м блока счетчиков и входу ЦВМ а также дешифратором, размещенным в блоке счетчиков, подключенным к счетчику выработки кода синхронизирующего сигнала, входному вентилю блока управлени  и триггеру блока счетчиков, выход которого соединен со входами упом нутых счетчика и вентил , и выполнение источника счетных импульсов в виде жестко св занного с валом зубчатого диска позвол ет повысить точность определени  углового положени  коленчатого вала двигател  в момент начала впрыска топлива за счет исключени  составл ющей погрешности определени  углового положени  вала, завис щей от неравномерности угловой скорости вращени  вала в пределах одного оборота. Кроме того, предлагаемое устройство позвол ет производить измерение на каждом обороте двигател  что повышает его быстродействие примерно в два раза по сравнению с известным . Формула изобретени  Устройство дл  определени  углового положени  коленчао ого вгша, сэтдержащее блок информационных сигналов, св занный через блок усилителей с блоком счетчиков и блоком управлени , . причем блок информационных С11гналов выполнен в виде отметчика угловых меток, Датчика меток, отметчика верх- ней мертвой точки (вмт), датчика вмт и датчика начала процесса, блок усилителей содержит первый, второй и тре тий усилители, блок счетчиков выполнен в виде первого и второго счетчиков , первой и второй схем совпадени , триггера управлени  и выходных вен- . тилей, а блок управлени  выполнен в виде первого и второго триггеров и входного веитил , так что датчик меток через первый усилитель подключен параллельно к входам схем совпадени , св занным, соответственно, с первши и вторым счетчиками, выходы первого из которых через выходные вентили под ключены к ши.нам цифровой вычислительной машины (ЦВМ), датчик вмт через третий усилитель .св зан последовательно с установочными входами второго и первого триггеров и первого счетчика , датчик начала процесса через второй усилитель и триггер управлени  св зан параллельно с другим входом второй схемы совп 1дени , входами второго счетчика и входным вентилем, соединенным одним входом с щиной ЦВМ и единичным входом первого триггера, а выходом - с единичным входом второго триггера, св занного с другим входом первой схеюл совпадени , о тличающеес  тем, что, с целью повышени  точности, в блок счетчиков дополнительно включен дешиФра- Стор , а в блок управлени  - третий триггер, причем дешифратор включен на выходах второго счетчика и соединен параллельно с входным вентилем и установочным входом триггера управлени , а третий триггер выходом подключен к выходным вентил м и шине цам, установочным входом - к выходу первого триггера, а единичным - к выходу второго триггера. Источники информации, прин тые во внимание при зкспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 590673, кл. G 01 Р 3/48, 1978. .
2. 2. Авторское свидетельство СССР 136098, кл. G 08 С 9/04, 1961.