Устройство для определения углов поворота вала двигателя внутреннего сгорания

(50 6 01 М 15/00 ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ЕЛЬСТВУ АВТОРСКОМУ СВ(72) И.И.Бабинский, И.НВ.Б.Бойчук, О,С.КаганскГ.Е.Климов и В.Т.Толмач1711 Локомотивное депоЮжной ордена Ленина жел531 621,43.0385 (088.ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРо делАм изОБРетений и ОткРытий(561 1.Авторское свидетельство СССР по заявке У 3334340, кл. й 01 М 15/00 1981,54) 57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯУГЛОВ ПОВОРОТА ВАЛА ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ, содержащее датчикфиксированной точки и исследуемыхсигналов, усилитель-формирователь,первый и второй счетчики, счетчикимпульсов, схемы сравнения, кторы-переключатели, формирователвыходных импульсов, смеситель, катодный осциллограф, первую схему И,первую схему ИЛИ, триггер, генератор стабильных импульсов, делитель,первое запоминающее устройство, схему эквивалентности, Формировательсигнала переписи и формирователисигналов установки нуля счетчиков,причем генератор стабильных импульсов подключен к смесителю через параллельные первую цепочку, содержащую последовательно соединенные делитель, первую схему И, первый счетчик, первое запоминающее устройствои схему эквивалентности, к которойподключен второй счетчик, и вторуюцепочку, содержащую последовательносоединенные второй счетчик, первуюсхему ИЛИ.и формирователь сигналаустановки нуля второго счетчика,при этом датчик Фиксированной точкичерез усилитель-Формирователь сое.динен с входами триггера и счетчикаимпульсов, к входу которого подключен смеситель, а к выходу - параллельно цепочки, каждая из которых содержит последовательно соединенные коммутатор- переключатель, схему сравнения и формирователь выходных импульсов, выходы цепочек связаны параллельно с осциллографом и смесителем, связанным с датчиком исследуемых сигналов и осциллографом, триггер соединен параллельно с первой схемой И и формирователем сигнала переписи, связанным через формирователь установки нуля первого и второго счетчиков с первым счетчиком, первой схемой ИЛИ и триггером, вход Формирователя установки нуля с первого и второго счетчиков соединен с первым запоминающим устройст- уев вом, о т л и ч а ю щ е е с л тем, что, с целью повышения точности, оно дополнительно содержит вторую, ффффф третью и четвертую схемы И, первый и второй счетные триггеры, второе запоминающее устройство, устройство индикации, первый и второй переключатели, причем первый переключатель )файф соединен с входом синхронизации осциллографа и служит для переключения аю входа на выход третьей схемы И или выход Формирователей выходных импуль сов, с которыми связан один из вхо.дов третьей схемы И, выход схемы эквивалентности связан через второй переключатель в одном его положении с установкой нуля первого и второго счетных триггеров, а выход формирова теля установки нуля второго счетчика через второй переключатель в другом его положении связан с входом четвертой схемы И, с вторым входом которой связан выход второго счетного триггера, а с выходом - счетный вход первого счетного триггера, выход которого параллельно связан со счетным входом второго счетного триггера и с входами второй и третьей схем И, вто1071936 рой вход второй схемы И подключен квыходу формирователя сигнала переписи, а выход - к второму запоминающе 1Изобретение относится к измерению и технической диагностике двигателей внутреннего сгорания и может быть использовано для измерения углов опережения подачи топлива или зажигания, исследования вибрацион ных характеристик и управления механизмами в зависимости от углов поворота вала.Известно устройство для определения углов пов эрота вала двигателя 10 внутреннего сгорания, содержащее датчики фиксированной точки и исследуемых сигналов, усилитель-формиро; ватель, первый и второй счетчики, счетчик импульсов, схемы сравнения, коммутаторы-переключатели, формирователи выходных импульсов, смеситель катодный осциллограф, первую схему И, первую схему ИЛИ, триггер, генератор стабильных импульсов, делитель, первое запоминающее уст ойство, схему эквивалентности, формирователь сигнала переписи и формирователи сигналов установки л ля счетчиков, причем генератор стабильных импульсов подключен к смесителю параллельно через первую цепочку, содержащую последовательно соединенные делитель, первую схему И, первый счетчик, первое запоминающее устройство и схему эквивалентности, к которой подключен второй счетчик, и через вторую цепочку, содержащую последовательно соеди. ненные второй счет.ик, первую схему ИЛИ и формирователь сигнала установки нуля второго счетчика, при этом датчик фиксированной точки через усилитель-Формирователь соединен параллельно с входами триггера и счетчика импульсов, к входу которого подключен смеситель, а к выходу - 40 параллельно цепочки, каждая из которых содержит последовательно соединенные коммутатор-перключатсль, схему сравнения и формирователь выходных импульсов, выходы цепочек связаны параллельно осциллографом и смесителем, связанным с датчиком исследуемых сигналов и с осциллографом, триггер соединен параллельно с первой схемой И и формирователем сигнала переписи, связанным через формирователь установки нуля первого и второго счетчиков с первым счетчиком, первой схемой ИЛИ и триггером,му устройству, вход которого подключен к счетчику импульсов, а выходк устройству индикации,2вход формирователястановки нуляпервого и второго счетчиков соединен с первым запоминающим устройством ПОднако известное устройство имеет недостаточную точность при нестабильных оборотах вала двигателявнутреннего сгорания (при измененииоборотов вала двигателя на 1 об/минмаксимальная ошибка достигает 0,9 ф,при 3 об/мин - 2,7 С,Целью изобретения является повышение точности измерений независимоот нестабильности вращения вала двигателя внутреннего сгорания.Указанная цель достигается тем,что устройство для определения угловповорота вала двигателя внутреннего сгорания, содержащее датчикификсированной точки и исследуемыхсигналов, усилитель-формирователь,первый и второй счетчики, счетчикимпульсов, схемы сравнения, коммутаторы-переключатели, формирователи выходных импульсов, смеситель,катодный осциллограф, первую схему И, первую схему ИЛИ, триггер,генератор стабильных импульсов, делитель, первое запоминающее устройство схему эквивалентности формирователь сигнала переписи и формирователи сигналов установки нулясчетчиков, причем генератор стабильных импульсов подключен к смесителючерез параллельные первую цепочку,содержащую последовательно соединенные делитель, первую схему И,первый счетчик, первое запоминающееустройство и схему эквивалентности,к которой подключен второй счетчик,и вторую цепочку, содержащую последовательно соединенные второй счетчик, первую схему ИЛИ и формирователь сигнала установки нуля второгосчетчика, при этом, датчик фиксиро-.ванной точки через усилитель-формирователь соединен параллельно с входами триггера и счетчика импульсов,к входу которого подключен смесительа к выходу - параллельно цепочки,каждая из которых содержит последовательно соединенные коммутатор-переключатель, схему сравнения: и формирователь выходных импульсов, выходы цепочек связаны параллельно сосциллографом и смесителем, связан5 0 453 50 55 60 65 ным с датчиком исследуемых сигналов и с осциллографом, триггер соединен параллельно с первой схемой И и фор. мирователем сигнала переписи, связан ным через формирователь установки нуля первого и второго счетчиков с первым счетчиком, первой схемой ИЛИ и триггером, вход формирователя установки нуля первого и второго счетчиков соединен с первым запоминающим устройством, дополнительно содержит вторую, третью и четвертую схемы И, первый и второй счетные триггеры, второе запоминающее устройство, устройство индикации, первый и второй переключатели, причем первый переключатель соединен с входом синхронизации осциллографа и служит для переключения входа на выход третьей схемы И или выход формирователей выходных импульсов, с которыми связан один из входов третьей схемы И, второй переключатель связывает выход схемы эквива.лентности с установкой нуля первого ,и второго счетных триггеров или выход Формирователя установки нуля второго счетчика с входом четвертой схемы И, с вторым входом которой связан выход второгосчетного триггера, а с выходом - счетный вход первого счетного триггера, выход которого параллельно связан со счетным входом второго счетного триггера и с входами второй и третьей схемы И, второй вход второй схемы И подключен к выходу формирователя сигнала переписи, а выход - к второму запоминающему устройству, вход которого подключей к счетчику импульсов, а выход - к устройству индикации.На фиг. 1 приведена блок-схема предлагаемого устройства, на фиг.2 осциллограмма сигналов.Устройство содержит датчик 1 Фиксированной точки, например, верхней мертвой точки (ПМТО одного из поршней, усилитель-формирователь 2, триггер 3 генератор 4 стабильных импульсов, делитель 5, первую схему И б, формирователь 7 сигнала переписи, форми-. рователь 8 установки нуля первого и второго счетчиков, первый счетчик 9, вторую схему И 10, устройство 11 индикации, первое запоминающее устройство 12 счетчик 13 импульсов, коммутаторы-переключатели 14, схемы 15 сравнения, формирователи 16 выходных импульсов, второе запоминаю" щее устройство 17, схему 18 эквивалентности, второй счетчик 19, первую схему ИЛИ 20, формирователь 21 установки нуля второго счетчика, первый переключатель 22, третью схему И 23, смеситель 24, осцилло граф 25 с запоминающей трубкой, дат чик 26 исследуемого сигнала, второйпереключатель 27, четвертую схемуИ 28, первый счетный триггер 29 ивторой счетный триггер 30,Устройство работает следующимобразом.Датчик 1 фиксированной точки подсоединен к усилителю-Формирователю 2,при помощи которого формируется стан.дартный импульс, подаваемый на счетный вход триггера 3 и на вход установки нуля счетчика 13 импульсов.Первым или вторым импульсом с усилителя-формирователя 2, после началавращения вала двигателя, триггер 3 15 устанавливается в положение, при котором запрещается прохождение импуль.сов с делителя 5 через первую схемуИ 6, а в счетчик 13 импульсов каждым импульсом с усилителя-Формирователя 2 записывается число "ноль".При положении триггера 3, запрещающем прохождение сигнала через первую схему И 6, с Формирователя 7сигнала переписи поступает разреше-ние на перепись в первое запоминающее устройство 17 числа, накопленного в первом счетчике 9. После этогосигнал с формировател.: 8 установкинуля первого и второго счетчиковзаписывает в первом, счетчике 9 ичерез первую схему ИЛИ 20 во второйсчетчик 19 число "ноль", а такжеустанавливает тригр 3 в положение,при котором разрешается прохождениесигнала через первую схему И 6. Приэтом сигналы с генератора 4 стабильных импульсов через делитель 5 счастотой, равной частоте генератора 4 стабильных импульсов, деленнойна коэфФициент деления делителя 5, 40 поступают через первую схему И б насчетный вход первого счетчика 9 исуммируются в нем за период между двумя импульсами с датчика 1 фиксированной точки. При каждом последующем сигнале с датчика 1 фиксированной точки сумма импульсов, накопленйая в первом счетчике 9, переписывается в первое запоминающее устройство 12, и после этога в первом счетчике 9 записывается число "ноль".На вход второго счетчика 19 поступают сигналы с выхода генератора 4 стабильных импульсов, и при совпадении переписанного в первом запоминающем устройстве 12 и во второмсчетчике 19 на выходе схемы 18 эквивалентности появляется импульс, который поступает на счетный вход счет.чика 13 импульсов, входы смесителя24 и формирователя 21 установки нуля второго счетчика, сигнал с выхода которого через первую схему ИЛИ20 записывает во втором счетчике 19число "ноль". За период между двумясигналами с датчика 1 Фиксированнойточки сумма в первом запоминающемустройстве 12 и втором счетчике 19будет совпадать столько раз, насколько делится частота генератора4 стабильных импульсов делителем 5,и на выходе схемы эквивалентности 18столько же раз появятся импульсы.При совпадении суммы сигналов всчетчике 13 импульсов с числами,набранными на коммутаторах-переключателях 14, на выходе схемы 15 сравнения появляются сигналы, длительность которых равна периоду междудвумя соседними сигналами, поступающими на счетный вход счетчика 13импульсов. Эти сигналы поступаютна вход Формирователей 16 выходныхимпульсов, преобразуются в нихв импульсы требуемой длительностии амплитуды и выводятся на внешнийразъем для целей управления и всмеситель 24 для просмотра на экране осциллографа 25. На входы смесителя 24 поступают импульсы О с выхода схемы 18 эквивалентности датчика 26 исследуемых сигналов О ис формирователей 16 выходных импульсов 0, которые без искажения передаются с выхода смесителя 24 на входосциллографа 25,В режиме пронерки наличия сигналов на экране осциллографа 25 и,просмотра их формы переключатель режимаработы электроннолучевой трубки наосциллографе 25 ставится н положение "Осциллографиронание", первыйпереключатель 22 переключается вположение, при котором выход Формирователя 16 выходных импульсов соединяется с входом синхронизацииосциллографа 25, а второй переключатель 27 - в положение, при которомвыход схемы 18 эквивалентности подключается к входу установки нуляпервого счетного триггера 29 и второго счетного триггера 30, При этомпервым же импульсом со схемы 18 эквивалентности первый счетный триггер 29 и второй счетный триггер. 30установятся в положения, при которых сигнал с выхода второго счетного триггера 30 открывает четвертуюсхему И 28 для прохохдения сигналапо ее второму входу, а сигнал с выхода первого счетного триггера 29запрещает прохождение сигнала черезтретью схему И 23 и вторую схемуИ 10, Развертка экрана осциллограФа 25 следует с частотой, равнойчастоте вращения вала исследуемогодвигателя. В режиме измерения вначале первый переключатель 22 перключается в положение, при котором выход третьей схемы Й 23 подключается к входу синхронизации осциллографа 25, и сигнал с выхода формиронателя 16выходных импульсов не проходит навход синхронизации осциллографа 25.Переключатель режима работы электроннолучевой трубки осциллографа 25 переключается в положение "Эапоминание"Второй переключатель 27 переключается в положение, при которомвыход Формирователя 8 установкинуля первого и второго счетчикон подсоединяется к входу четвертой схемы И 28После этого первым же сигналом с выхода Формирователя 8 уста.нонки нуля первого и второго счетчи"ков первый счетный триггер 29 пере ключается в положение, при которомсигнал с его выхода разрешает прохождение сигнала через третью схему И 23 и вторую схему И 10. Присовпадении количества импульсов, 20 записанных н счетчике 13 импульсов,с числом, набранном на коммутаторепереключателе 14 ШЛ , сигнал с выхода формирователя 16 выходных импульсов через третью схему И 23 по-, 25 ступает на вход разверткй осциллографа 25, и на его экране фиксируется количество сигналов и их форма (фиг. 2). После полного оборотавала двигателя сигнал с формирона О теля 7 сигнала переписи через вторую схему И 10 поступает на нходразрешения переписи второго запоминающего устройства 17, и и негопереписывается числа импульсов,поступивших за один оборот валасо схемы 18 эквивалентности н счетчик 13 импульсов. Это число ныснечинается на экране устройства 11индикации. Последующим сигналом с 4 О Формирователя 8 установки нуля первого и второго счетчиков первыйсчетный триггер 29 переключаетсяв положение, при котором сигнал сего выхода запрещает прохождениесигналов через третью схему И 23 45 и вторую схему И 10 и переключаетвторой счетный триггер 30 так, чтосигнал с его выхода запрещает прохождение сигнала через четвертуюсхему И 28. Сигнал на экране осцил лографа 25 и число во втором запоминающем устройстве 17 и устройстве 11 индикации сохраняются до переключения первого переключателя 22и второго переключателя 27 в перво начальное положение. Подсчитав количество сигналов 0,(чД с моментаначала развертки экрана осциллографа 25 до начала сигнала Ос датчикаисследуемого сигнала, определяетсяугол поворота вала с датчика 1 Фиксированной точки до начала появлениясигнала 4 по формуле (О, о )360"йЪ 60где -- угол между двумя соседни10719 36 Годовой экономический эффект прииспользовании изобретения составит34820 руб. Составитель Н.Патрахальцев Редактор Н,Лазаренко Техред И.Тепер корректор А.дзятко ФЗаказ 109/ филиал ППП.фПатент", г.ужгород, ул.Проектная ми имйульсами Цс выхода схемы 18эквивалентности, 0 - число оборотовдвигателя,Тираж 823 ВНИИПИ Государственн по делам изобрете 113035, Москва, Ж, Рго ком ий и ушска Подписноетета СССРкрытийнаб.; д,4/5