Устройство для определения давления начала впрыска топлива в двигателях внутреннего сгорания

11 600406 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Сока Советских Социалистических Республик(23) Приоритет Государственный коми ета М истров СССРизобретении 53) УДК 531,787,"(088,8) 3.78. В 10 ллстсп12 ублпкова ю по дел крытин 0) Дата Опуолисовапи 5 описания 11.04.8(72) Авторы изобретен шев и Г. Ф, Морозов рмолов, Р(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛ НАЧАЛА ВПРЫСКА ТОПЛИВА ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИ ЕНИЯ ДАВЛЕНИ В ДВИГАТЕЛЯХ Изобретение относится к области технической диагностики машин, в частности дизельных двигателей внутреннего сгорания, и может быть использовано как в качестве автономного устройства, так и в составе диагностической измерительной системы.Техническое состояние дизельной топливной аппаратуры в значительной мсре определяется величиной давления начала впрыска топлива форсункой в камеру сгорания двигателя. В процессе эксплуатации давление начала впрыска топлива отклоняется от номинальной величины обычно в сторону умепыпсния, что приводит к спикени 0 мощностных и экономических показателей дизельных двигателей.Известно устройство для определения давления начала впрыска топлива в дизельных двигателях внутреннего сгорания, содержащее датчик давления, подключенный к усилителю, установленный на форсунке датчик вибраций, фиксирующий шум при впрыске топлива, формирователь импульсов и измеритель.Принцип действия этого устройства основан на непосредственном измерении давления топлива в топливопроводе высокого давления в момент впрыска топлива форсункой в камеру сгорания двигатсля. Момент впрыска топлива определяется по началу шума, возникающего при впрыске топлива и фиксируемого датчиком вибраций, устзповленнь 1 нз исслс- ;Р смой форсупке.Однако такое устройство имеет огрзничснпую область прюененпя, а пмешо - спсцп альпыс стенды для проверки топливной аппаратуры, трсбуюпцс се демонтажа па двигателях.Невозх 05 кность примспсппя устройства дляопредслсия давления ачалз впрыскз топлп О вз форсункой непосрсдственно па двпгзтсляхоб 5 ьяспяется тсм, что датчик вибрзций, устаповленныи на форсунке, фиксирует шум, возникающий пстолько при впрыск топлива форсункой, но и шум прп ог сечке подачи топлива от ударов поршпсй остснки цилиндров, от удара клананов гззораспредслитсльного кеханпзма о гнезда прп их посадкс, от впрыска топлива другими форсункамп, от ударов в зазорах кривопи;пно-шз тупного механизма и от ударов и других со 1 ряжеппях дв 1 гзтсля. Момснты возшкповсппя этих мдаров опрсдсляются кшгсмзтпкои работы узлов двигателя и нс совпадают с моментом начала впрыска топлива. В этик ус ловиях устройство срзбзтывзст по началу шума от всех ударов, в том чпслс и от у 5 аров, нс связзппх с и рыском топлива. Прп этом пз вхо; пзъсрптсл 5 Приходит нс Од 1111 пмилье с з:1 Плит дОй пропорцп 011 зль 110 п всли 1 п 1 сдавления внрыска топлива а последовательность нпульсов с саымн различными 1 мнлитудами сигнала с выхода датчика давления, В этих условиях среднее значение сигнала с выхода измерителя известного устройства не связано с величиной давления впрыскя топлива, т. е. устройство неработоспособно.Кроме того, для этого устройства ярактерня методическая погрешность измерения. Например, сигнал, пропорциональный давлению, продолжает измсняпся на входе измерителя и после момента начала впрыска топлива в те ение времени, определяемого длительностью импульса формирователя. В то же время возможность уменьшения постоянной времени формирователя ограничивается пределом чувствительности измерителя. Другая составляОщая погрешности вызывается зависимостью резмльтатов изс 11 сн 1111 0 т скоростного режима, устанавливаемого при испытаниях, строгое поддержание которого возмо 1 кно лишь в определенных конечных пределах. Зависимость результатов измерения от фазовых характеристик шумовых колебаний, возникающих при вирыске топлива, вносит третью составляющую погрешности.Цель изобретения -- расширение области применения устройства и повышение точности измерения давления,Это достигается тем, что предлагаемое устро 1 сво снабжено устройством выборки и запоминания сигналов датчика давления синхронизатором, состоящим из порогового устройства и одновибратора, детектором, вторым пороговым устроиством, схемой совпадения и схемой запуска, а измеритель Выпоп нен в виде цифрового вольтметра постоянного тока, причем выход усилителя подключен через последовательно соединенные пороговое устройство и одновибратор синхронизатора к одному из входов схемы запуска, а через устройство выборки и запоминания - к сигнальному входу цифрового вольтметра, управляющий вход которого подсоединен к 11 ыходу формирователя импульсов. При этом датчик вибраций подключен через последовательно соединснныс детектор, второе пороговое устройство и схему совпадения к второму входу схемы зяигскя, а се выход соединен с входом формирователя импульсов, управляющим входом устройства выборки и запоминания и вторым входом схемы совпадения.На фиг. 1 показана блок-схема предлагаемого устройства; па фиг. 2 а - й представлены эпюры напряжений на выходе отдельных блоков устройства.Устройство содержит датчик 1 давления, например, тензометрического типа, встраиваемый в топливопровод высокого давления перед форсункой, усилитель 2 сигналов датчика давления 1, устройство 3 выборки и запоминания, работающее при сигнале 1 на управляющем входе - в режиме выборки входного сигнала, а при сигнале О на управляю 1 цем входе - в режиме запоминания уровня 10 15 20 ЗО 35 40 45 50 55 60 65 входного сигнала с 1 ня .О, цифровой вольтметр 4 постоянного тока; дчик 5 вибраций, установленный ня форсунке и фиксирующий шум при впрыске тон 1 нва; детектор 6, осуществляощий двухнолунериодное детектирование сигналов датчик; 5 вибраций, пороговое устройство 7, вы и 1 лисиное, например, по схеме триггера Шмидта с порогом срабатывания, прсвышаюц 1 им уровень внутренних шумов детектора 6, схему 8 совпадения; синхронизатор 9, состоящии из порогового устройства 10, выполненного, например, по схеме триггера Шмидта с порогом срабатывания, превышающим уровень сигнала с выхода усилителя 2, соответствующего остаточному давлению в топливопроводс, и Одповибратора 11 длительность т импульса которого превышает время подачи топлива и продолжительность колебательного процесса и топливопроводе, формирователь 12 импульсов, формирующий импульс при изменении сип 1 ала 1 а его входе с 1 на О; схему запуска 13, снабженну 1 о синхронизирующим входо:1, подключенным к выходу синхрониза 1 ора 9, установочным входом, подключенным к выходу схемы 8 совпадения, и входом запуска 14.Работа устройства происходит следующим образом.Датчик 1 давления прсобразуст давление в топливопроводе в электрические сигналы, которые усилива 1 отся усилителем 2 (фиг. 2, а). Перед началом подачи топлива сип 1 ал Ьна выходе последнего соответствует установившемуся уровню давления в трубопроводе. После момента начала пода ш топлива сигнал на выходе усилителя 2 увеличивается и по достижении величины С срабатывает пороговое устройство 10, и одновибратор 11 формирует импульс длительностью т (фиг. 2, б). При этом передний фронт импульса одновибратора 11 всегда соответствует участку начала подачи топлива, поскольку длительность импульса т превышает длительность впрыска топлива и колебательного процесса в топливопроводе. Сигнал с выходя датчика 5 вибраций (фиг. 2,в) детектируется двухполупериодным детектором б (фиг. 2,г), благодаря чему пороговое устройство 7 формирует импульсы (фиг. 2,д) независимо от полярности сигнала датчика.Сигналы с выхода порогового устройства поступа 1 от на один из выходов схемы 8 совпадения, которая в исходном состоянии устройства заблокирована по другому входу сигналом О с выхода схемы запуска 13.После поступления команды Запуск (фиг. 2, е), подаваемой на вход 14 схемы запуска 13 либо вручную, либо автоматически от программирующего устройства диагностической измерительной системы по переднему фронту импульса одновиоратора 11, поступа 1 ощего на синхронизирующий вход схемы запуска 13, последняя формирует на выходе сигнал 1 (фиг. 2,ж), По этому сигналу разблокируется схема 8 совпадения, а устройство3 вь 1 боркц ц запоминания стацавлцвасС 51 в режим выборки сигнала с выхода усцгцеся 2, и на сигнальный в:сод цифрового вольтметра 4 поступает напряжение, процорццоцальцос нарастающему давлению в тогсливопроводе перед форсушсоц (фиг. 2, з). В момент 1 (фцг.2, а), соответствующий моменту впрь 1 ска топлцьа, по сигналу датчика 5 вибраций срабатывает пороговое устройство 7, и сигнал с выхода последнео через схему 8 совпадения (фцг.2, и) поступает ца установочный вход схемы запуска 13. 11 ри этом на выходе схемы запуска 13 формируется сигнал О, устанавливающий устройство 3 выборки и запоминания в режим запоминания, и на сигнальном входе цифрового вольтметра 4 фиксируется напряжение Уцв (фцГ. 2,3), пропорциональное давлению начала вцрыска. Одновременно формирователь 12 формирует импульс, поступающий ца управляющий вход цифрового вольтметра 4 (фиг. 2,Й), По этому сигналу последний измеряет постоянное напря)кение Узафиксированное на выходе устройства 3 выборки и запоминания. При выборе соответствующего коэффициента пропорциональности измерительного тракта устройства результат измерения численно равен давлению начала впрыска.Таким образом, предлагаемое устройство имеет более широкую область применения и позволяет определять давление начала впрыска без демонтажа топливной ат:паратуры непосредственно ца работающем двигателе. Это достигается тем, что из всех сигналов шума, воспринимаемых датчиком 5 вибрации, на запуск устройства 3 выборки ц запомшацця ц цифрового вольтметра 4 проходит только тот сигнал, который соответствует моменту начала впрыска топлива исследуемой форсуцкой. При этом Остальные сиГналы шума с дат 1 П 1 са 5 вцбрацц 1 блокируются с помощью схемы 8 совпадения, управляемой сигналами синхронизатора 9 через схему запуска 13,В отличие от известного устройства сигнал ца входе измерителя в предлагаемом устройствс. посл момента начала вцрыска топлива цс. изменяется, а фн 1 ссцр етс 51 с ПО)10 щыо 1 ст ройстца выборки и запоминания в момент начала впрыска топлива. Кроме того, благодаря 5 такому способу выделепця полезного сигналарезультат измерения практически не зависит от колебаний скоростного режима двигателя.Независимость результата измерения отзначения начальной фазы колебаний шума, 10 возццкающеГО прц Впрыскс топлива, ДостцГастся применением двухполупсрцодцого детек- ОРП 6.Формула изобретения15 Устройство для определения давления начала гирыска топлива в двигателях внутреннеГо сорацця, содержащее датчик давления, цодключеццый к усилителю, установленный ца форсуцкс датчик вибраций, фиксирующий 20 шум црц вцрыскс топлива, формирователь имцульсо 1 и измеритель, отличающееся тем, что, с цслсио р;Сшцрсцця области применения : Повышения точности измерения, оно снабжено ус)ройсвом выборки ц запоминания сигна лов датчика д 1 влсцця, синхронизатором, содсржагццм пороговое устройство и одновибратор, дстсктором, вторым пороговым устройством, схемой совпадения и схемой запуска, а измеритель выполнен в виде цифрового вольт мср 1:ОстоянцОГО тОка, причем выход усилителя подключен через последовательно соедицсццые пороговое устройство ц одновибратор сц 1 хроццзатора 1 Одном цз входо схемы запуска, а через устройство выборки и запоми нация - - к сигнальному входу цифровогсвольтметра, управляющий вход которого подсосчшсч к выходу формирователя импульсов, рц э;ом датчик вцбраццц подключен через последовательно сосдиценцые детектор, вто рос пороговое устройство ц схему совпаденияк второю входу схемы запуска, а ес выход сосдццсц с входом формирователя импульсов, управляОшцм входом устройства выборки и запом,нация ц вторым входом схемы совпа децця.600406 Редактор А, Осочников бкин сирс кк 1122Министровытийаб д. 4/5 Изд. М 328 Тира Государственного когиптета Совета по делали пзобрстснпй и откр 113035, Москва, )К, Раушская н