Устройство измерения угла опережения впрыска топлива дизеля

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК М 6510 САНИЕ ИЗОБРЕТЕ т рг ,"й/ .-1 ч иееся тем, что, с целью повыгненця точности прц переходных режимах работы дизеля, в устройство введены делитель частоты, схема ИЛИ. дополнительные схемы И, число которых равно числу цилиндров, ц преобразователь частоты в напряжение, причем генератор импульсов вьполнсн 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 гцинами сброса в пулевое состояние первого и второго регистров, делитель частоты включен в связь первой схемы И с первым регистром, первые входы третьец схемы И и дополнительных схем И соединены с прямымц выходами второго регистра, вторые входы дополнительных схем И подключены и втором 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. ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕПЬСТ(54) (57) УСТРОИСТВО ИЗМЕРЕНИЯ УТЛА ОПЕРЕЖЕНИЯ ВПРЫСКА ТОПЛИВАДИЗЕЛЯ, содержащее датчики исследуемых процессов, первый и второй формирователи импульсов, первую, вторую и третьюсхемы 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 триггерапараллельно соединен с первыми входамипервой и второй схем И, выходы которыхсоединены с входами первого и второго регистров соответственно, второи вход первойсхемы И связан с вторым входом третьейсхемы И, с которым соединен блок индикации, а датчики исследуемых процессов соединены с вторым формирователем, отличаю 10798751 О вого и второго регистров соответственно, вто 20 25 30 35 Изобретспи:.;л носится к лиагностировапик двигатслсп внутреннего сгорания ч можсг быть испо,1 ьзовыно,1 л 51 измсрсни 51 ъглы опережения впрыскы т 1 плива дизелей.Известны устройства измерения угла опер(жсния впрыскы топлива дизеля, содержа 1 цпс датчики исследуемых процессов, первый и нпрой формирователи импульсов, пер в 1 о, вторуо и третью схемы И, датчик верхнсй мертвой точки (ВМТ), генератор импульсов, первый и второй регистры, блок индикации и триггер, причем датчик ВМТ через 1 к рвый формирователь импульсов и счетпь 1 й вход триггера параллельно соединен с первыми входами первой и второй схем И, выходы которых соединены с входами перрой вход первой схемы И связан с вторым входом третьей схемы И, с которым соединен блок индикации, а датчики исследуемых процессов соединены с вторым формировате.Известное устройство характеризуется повыпенной достоверностью оценки технического состояния двигателя внутреннего сгорания в установившихся режимах его работы. В устройстве-прототипе угол опережения впрыска вычисляется как отношение двух цифровых кодов, один из которых образуется путем заполнения импульсами интсрвала времени от момента начала сигныла датчика исследуемого процесса до моменты прихода поршня в ВМТ, а другой представляет собой цифровой эквивалент угла 720, образующийся путем заполнения удвоенного периода вращения вала теми же импульсами постоянной частоты. Однако полученное значение угла опережения соответствует действительному лишь тогда, когда указаннле коды формируются при одной и той же угловой скорости вала двигателя. В противном случае вычисленное значение углы опережения отличается от фактического, поскольку при изменении угловой скорости выла изменяются вышеупомянутый интервал времени и цифровой эквивалент угла 720 (так кык при другом периоде вращения одному обороту вала соответствует другое число импульсов постоянной частоты) и отношение цифровых кодов отличается от отнопсипя углов, соответствующих этим кодам, В связи с этим точность измерения угла опережения впрыска топлива дизеля, работаюпего в переходном скоростном режиме, оказывается низкой.Цель изобретения - повышение точности измерения угла опережения впрыска топ. лпва в переходных скоростных режимах работы дизеля. Указанная цель достигается тем, что в устройство измерения угла опережения впрыска топлива дизеля, содержащее датчики исследуемых процессов, первый и второй формирователи импульсов, первую, вторуо и третью схемы И, датчик ВМТ, гене 40 45 50 2ратор импульсов, первый и второи регистры, блок индикации и триггер, присм датчик ВМТ через первый формирователь импульсов и счетный вход тригера 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, 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 уп равляющий вход генератора импульсов, вы ход 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 соединень 1 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 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 использования его для измерения угла опережения впрыска топлива трехцилиндрового двухтактного дизеля.Устройство содержит датчик 1 (ВМТ) одного из цилиндров, например первого, выход которого через первый формирователь 2 импульсов связан со счетным входом триггера 3. Пряомй выход триггера 3 соединен с первыми входами первой и второй схем И 4 и 5. Датчики 6 - 8 исследуемого процесса впрыска топлива, например перемещения иглы форсунки, подключены к входам схемы ИЛИ 9, выход которой через второй формирователь 10 импульсов связан с вторым входом второй схемы И 5 и входом преобразователя 11 частоты в напряжение. Выход преобразователя 11 частоты в напряжения соединен с входом управляемого генератора 12 им пульсов, выход которого подключен к вторым входам второй схемы И 4, третьей схемы И 13, дополнительных схем И 14 и 15. Выходы схем И 13 - 5 соединены с входами блока индикации 16. Выход первой схе. мы И 4 через делитель 17 частоты связан с(с 11 з=1 г т 5 зили с учетом формуы (2) слелую 1 цим обра- зом 3входом первого регистра 18, а выход Второй схемы И 5 по;1 ключен к входу второго регистра 19. 11 ипы сброса регистров 18 и 19 в нулевое состояние соединены с инверсным выходом триггера 3. Первые входы третьей И 3, дополнительной И 14 и дополнительной И 15 схем соединены соответственно с первым, вторым и третьим прямыми выходами второго регистра 19, а третьи входы указанных схем подключены соответственно к первому, второму и третьему инверс ным выходам первого регистра 18.Устройство работает следующим образом.Если в исходном состоянии триггер 3 сброшен, тогда сброшенными оказываются первый 18 и второй 19 регистры, а прохож дение импульсов на их входы невозможно вследствие закрытого состояния первой И 4 и второй И 5 схем. 1 ри этом на первых входах схем И 13- - 15 действуют нулевые сигналы, вследствие чего на блоке 16 индикации показания отсутствуют.При прохождении поршня первого цилиндра через ВМТ датчик 1 вырабатывает сигнал, вследствие чего на выходе первого формирователя 2 импульсов возникает единичный импульс Г)г (см. фиг. 2), устанавли ваюший триггер 3 в единичное состояние и отпираюший схемы И 4 и 5. Частота следования 10 выходных импульсов второго формирователя 10 импульсов вначале преобразуется в постоянное (по знаку) напряжение с помощью преобразователя 11 частоты в 30 напряжение, а затем в высокую частоту 1,г с помошью управляемого генератора 12, т. е. г = 1 о ККО, (1)где К,1 - коэффициент передачи преобразователя 11, 35К, - коэффициент передачи управляемого енератора.Поскольку в трехцилиндровом лвухтактном дизеле впрыск топлива происходит три раза за один оборот вала, частота следованиявтрое выше частоты вращения вала (и выражение (1) можно записать следую щим образомЯ .3 К 11 КИ 1 Мгде Ф- угловая скорость вала дизеля.Следовательно, на вторыхх входах схем И 4, 13, 14 и 15 всегда поступают импульсы Цг, частота следования которых определяется выражением (2). Так как первая схема совпадения И 4 открыта, на вход делителя 17 частоты поступают выходные 1 мпуль сы генератора 12. Делитель 17 частоты имеет коэффициент передачи (К 1 К 1 г)1, благодаря чему на его выходе появляются импульсы с частоой следования 5 ф, и за один оборот вала этих импульсов будет столько, сколько цилиндров имеет дизель. Поскольку момент отпирания схемы И 4 и начала работы делителя 17 частоты совпадает с момснтох 311 ходя пдрц 1 н 5 Иепвс Иил ин 1 р 11 В верхнюю мертвую тчку. моменты фрмироВяния импмльсов Ер 11 тсзстств 51 ст мом 11 ЗЯХОЛЯ ПОРПНЕЙ 01 ЯГ 1 ЬНЬХ ЦИ,1 ИНЛРОВ в ВМТ. Таким образом, иа вхолс второго регистра 19 появляются импульсы, Оотвстствх ю шие моментам начала впрыскя тплива в цилин;1 ры дизеля, я ня входе первого-регистра 18 импульсы, соответствующие регисттам захода порц 1 ней в верхние мертвые точки. Если порядок работы цилинлров 1 2- 3, то первый по порядку на фиг. 2 (при счете слева направо) импульс Г 1 о соответствует подъему иглы второго цилиндра. второй импульс Ц, - подъему иглы третьего цилиндра, третий импульс Ьо - подъему иглы первого цилиндра. При этом первый Выходной импульс делителя частоты Гт ответствует заходу в ВМТ поршня второю цилинлра, ВтО(1 ОИ ИМПУЛЬС (с 1 тЗЯХЛ В В.1 поршня третьего цилиндра, тртий им;1 ульс Ц 7 -- моменту зяОля В ВМТ прсся пер. НОГО 11,1 И Н ЛР Я.Г 1 ри поступлении ня Вхол Вторн регистра 19 первого импульса (см. фиг. 2) ия первом Выходе последнего Возникает елиничныи сигнал, поступающий на первый Вход третьего схемы И 13. Поскольку В этот момент и ранее на Вход первого регистра 18 импульсы еще не поступали. он сброп 1 ен, и на всех его инверсных выходах, в т. ч. и ня первом, присутствует единичный игняг. Поэто,у появление единичного сигналя ня первом Входе схемы И 13 приводит к с отпиранию и поступлению на блок 16 индикации импУльсов частотой слелованиЯ 1,г. ПРН поступлении на вхол первого реги-,ря 8 1 е(СВОГО ихИуься 1 Н 7 с ВыОля ле;1 ителя 1частоты (см. фиг. 2) на первом инверном вьсхоле этого регистра единичный сигнал исчезает, третья схема совпадения И 13 закрывается, и прохож;1 пие импмьсОВ ня блок 16 индикации прекращается. Следовательно, передний фронт ихпульса ( 1, формируется в момент начала впрыскя топлива во второй цилиндр, а задний - в момент захола поршня второго цилиндры в ВМТ. Зто означает, что длительность указанного импульса т представляет обои Время опережения Впрыскя топлива во второй цилинлр, а число импульсов, поступивпсих ня блок 16 - индикации, определяется выраже- нием ЗКсс ,1,-3 К 1 ЛВ 11 РЦ) ГЛЕ (,)д -- УГОЛ ОПЕрсжесИя ВпрЫс.а тИЛИ- ва во второй цилиндр. Таким образом, показания блока 16 ииликации пропорциональны измеренному угл) опережения Впрыска, а при соответствуюцес выборе величин Кс, и К,г выражают его значение или в ралиа- НЯХ, Ис 1 Б Гр 11 ЛСЯХ, ИЛИ В МИНХГЯХ И т. Л.30 35 5При поступлении на вход второго регистра 19 второго импульса 1) на его втором выходе появляется единичный сигнал, а на всех остальных выходах присутствуют нулевые сигналы. Поскольку к этому моменту вто рой импульс еще не поступал на вход первого регистра 18, на его втором инверсном выходе действует единичный сигнал, и появление единичного уровня на выходе регистра 19 приводит к отпиранию дополнительной схемы И 14 (см. фиг. 2) и поступлению на блок 16 индикации высокочастотных импульсов с выхода управляемого 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 закрывается, и поступ. ление импульсов на блок 16 индикации прекращается. Таким образом, передний фронт импульса на выходе схемы И 14 формируется в момент начала подъема иглы третьего цилиндра, а задний в момент захода поршня этого цилиндра в верхнюю мертвую точку, и длительность 1 этого импульса представляет собой время опережения впрыска топлива в этот цилиндр, По аналогии с выражением (3) показания блока 16 индикации определяются по формулеМИ = Ь КК 6,/г 1, И) где 01 - угол опережения впрыска топлива в третий цилиндр.В промежутке между моментами появления третьего импульса и третьего импульса 1.)7 происходит формирование показаний блока 16 индикации, соответствующих углу опережения впрыска в первый цилиндр, аналогично вышеизложенномуИ 5 = 5 Ки Кг 9 Л/% 15) где Ог - угол опережения впрыска топлива в первый цилиндр. 5 1 О 15 20 25 6В следующем обороте вала с момента захода поршня первого цилиндра в ВМТ триггер 3 сбрасывается, устанавливая в нулевое состояние оба регистра и запрещая прохождение на их входы импульсных серий устройство подготавливается для работы в последующем обороте. Следовательно, устройство производит измерение угла опережения один раз за два оборота вала дизеля.Из выражения (3) легко получить формулу для вычисления количества импульсов, вырабатываемых управляемым генератором 12, за один оборот вала, подставив вместо Яг-угол поворота вала за оборот, т.е. 2 ЯЪХИКа 2 д= 3 нк 1 гОтсюда 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 опере. жения впрыска при установившемся и переходном скоростных режимах дизеля показания блока индикации данного устройства одинаковы, что устраняет ошибку измерения, вызванную неравномерностью вращения вала. Таким образом, по сравнению с известными, данное устройство обеспечивает более высокую точность измерения угла опережения впрыска топлива дизеля в переходных скоростных режимах его работы, так как при повороте вала на некоторый угол управляемый генератор вырабатывает вполне определенное число импульсов независимо от угловой скорости вала, и показания блока индикации зависят только от фактического угла опережения подачи топлива на дизеле и не зависят от скоростного режима, при котором производятся измерения.1079875 Ц 9(Ю) туг) бил Е Редактор М. ТовтинЗаказ 129235 й,ю( Ьв Составитель Н. Г 1 атракальцев Техред И. Верес Корректор М. Шароши Тираж 524 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж - 35, Раушская наб., д. 45 филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4