Устройство для контроля неравномерности вращения вала двигателя внутреннего сгорания

(51) 4 С 01 М 15/ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯГ)РИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯН АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(56) Авторское свидетельство СССРУ 754245, кл, С 01 М 15/00, 1980.(54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ НЕРАВНОМЕРНОСТИ ВРАЩЕНИЯ ВАЛА ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ, содержащеедатчик частоты вращения, первый ивторой формирователи импульсов, первый счетчик, сравнивающее устройство, эадатчик установки контроля,умножитель частоты, первый триггер,первый блок индикации, дополнительный счетчик, первую схему И и дешифратор, причем датчик частоты вращения связан через первый формирователь импульсов с входами умножителячастоты и второго формирователя импульсов, выход которого соединен свходом первого счетчика, выход которого соединен с первым входом сравнивающего устройства, второй входпоследнего подключен к задатчикуустановки контроля, а выход первоготриггера подключен к" первому блокуиндикации, о т л и ч а ю щ е е с ятем, что, с целью повышения качества и производительности диагностирования, в устройство введены третийформирователь импульсов, вторая схема И, третья схема И, второй триггервторой блок индикации, вспомогательный регистр и реверсивный счетчик,причем выход умножителя частоты подключен к вторым входам первой и второй схем И, выход сравнивающего устройства соединен с входом установки в "единицу" второго триггера, вход установки в "нуль" которого подключен к входу сброса в "нуль" первого счетчика, выходу третьего формирователя импульсов, входу дополнительного счетчика и входу разрешения параллельной записи реверсивного счетчика, прямой выход второго триггера соединен с первым входом первой схемы И и информационным входом первого триггера, инверсный выход второготриггера подключен к первому входуФ второй схемы И, выходы первой и второй схемы И соединены соответственно с суммирующим и вычитающим входами реверсивного счетчика, выход второго С формирователя импульсов подключен к входу третьего формирователя импульсов и входу сброса в "нуль 1 реверсивного счетчика, первый вход треть ф ей схемы И соединен с выходом допол- ф нительного счетчика, второй вход Ю третьей схемы И подключен к выходу первого формирователя импульсов, вьюход третьей схемы И соединен с тактовыми входами вспомогательного регистра и первого триггера, информационный вход параллельной записи реверсивного счетчика подключен к второму входу сравнивающего устройства, выход реверсивного счетчика соединен с информационным входом вспомогательного регистра, выход которого подключен к входу дешифратора, а выход дешифратора соединен с вторым блоком индикации.1 146064ЭИзобретение относится к электронным приборам для испытаний и технической диагностики двигателей внутреннего сгорания, 5Цель изобретения - повышение качества и производительности диагно-, стирования.На чертеже приведена структурная схема предлагаемого устройства. 10Устройство содержит датчик 1 час тоты вращения вала двигателя, выход которого подключен к входу первого формирователя 2 импульсов. Выход последнего подключен к входу умножи тели 3 частоты и входу второго формирователя 4 импульсов, Выход умно- жителя частоты подключен к входу первого счетчика 5. Выход последнего подключен к первому входу сравниваю щего устройства 6. Выход сравнивающего устройства 6 соединен с входом установки в "единицу" второго триггера 7. Выход второго формирователя 4 импульсов подключен к входу треть его формирователя 8 импульсов. Выход последнего соединен с входом сброса в "нуль" первого счетчика 5 и установка в "нуль" второго триггера 7, Прямой выход, последнего подключен к 30 первому входу первой схемы И 9, а инверсный - к первому входу второй схемы И 10. К вторым входам схем И 9 и 10 подключен выход умножителя 3 частоты. Выход первой схемы И 9 соединен с первым (суммирующим) входом реверсивного счетчика 11, К второму .(вычитающему) входу последнего подключен выход второй схемы И 10. Третий вход реверсивного счетчика 11 соединен с выходом второго формирователя 4 импульсов. Четвертый вход реверсивного счетчика 11, а также второй вход сравнивающего устройства подключены к задатчику установки 45 контроля средней частоты сигнала, вырабатываемого датчиком. Пятый вход реверсивного счетчика 11 соединен с выходом третьего фбрмирователя 8 импульсовВыход реверсивного счетчика 11 подключен к информационному " входу вспомогательного регистра 12. К информационному входу первого триг-. гера 13 подключен прямой выход второго триггера 7.55Выход третьего формирователя 8 импульсов соединен с входом дополнительного счетчика,4. Выход последнего подключен к первому входу третьей схемы И 15. Второй вход последней соединен с выходом первого формирователя 2 импульсов. Выход третьей схемы И 15 подключен к тактирующим входам вспомогательного регистра 12 и первого триггера 13. Выход первого триггера 13 соединен с входом первого блока 16 индикации. Выход вспомогательного регистра 12 подключен к входу дешифратора 17. Выход последнего подключен к входу второго блока 18 индикации.Устройство работает следующим образом.В основу технической реализации устройства для контроля неравномерности вращения коленчатого вала двигателя внутреннего сгорания заложен метод измерения временных интервалов, соответствующих времени поворота коленчатого вала двигателя на заданный угол. Указанные временные интервалы формируются датчиком 1, установленным вблизи зубьев маховика. Частота й выходного сигнала датчика 1 определяется скоростью вращения вала двигателя и количеством зубьев маховика.Импульсы с выхода датчика 1 поступают на вход первого формирователя 2 импульсов. Последний формирует узкие прямоугольные импульсы с тем же периодом следования Т = котоЭ рые поступают на вход умножнтеля 3 частоты и второго формирователя 4 импульсовУмножитель 3 частоты вырабатывает последовательность импульсов с частотой а = Ке= К/Тср, где ср средняя частота импульсов, поступаюО щих на вход умножителя, К - коэффициент умножения,умножителя 3, так что за период Т,. т.е. к моменту появления очередного импульса на выходе первого формирователя 2 импульса, на выходе умножнтеля 3 образуется некоторое количество импульсов, равноеН = КТ,Тогда за период Т; при Т Тор, что соответствует строго равномерному вращению вала, умножитель 3 вьг рабатывает количество импульсов Я, численно равное его коэффициенту умножения, т.е. Н = К.При ТТ р (1-8), что соответствует ускорению вращения вала, на60644 55 3 14 вход счетчика 5 с выхода умножителя 3 поступает Ы импульсов, число которых меньше коэффициента умножения И = 1.(1-д), где 3 - величина относительной неравномерности вращения, ранная(Т-Т)йТср При Т = Т (гав), что соответствует замедлению вращения вала, на вход первого счетчика 5 с выхода умножителя поступает Н импульсов, число которых больше его коэффициента умножения Н = К(+Е).Код уставки, равной коэффициенту умножения умножителей 3, с помощью сравнивающего устройства 6 непрерывно сравнивается с кодом числа Я набираемого первым счетчиком 5 в процессе счета импульсов, вырабатываемых умножителем 3. В момент равенства кода, записанного в первом счетчике, и кода уставки, сравнивающее устройство вырабатывает импульс, который устанавливает в единичное состояние второй триггер 7. Участок ускорения вала: на вход первого счетчика 5 поступает с выхода умножителя 3 число импульсов М меньше его коэффициента умножения, следовательно, сравнивающее устройство 6 не срабатывает, и в момент появления на выходе первого формирователя 2 импульсов очередного импульса второй триггер 7 находится в нулевом состоянии. Участок замедления вращения вала: на вход первого счетчика 5 поступает с выхода умнножителя 3 частоты число импульсов И больше его коэффициента умножения. В момент равенства кода, записанного в первом счетчике, и кода уставки, сравнивающее устройство вырабатывает импульс, который устанавливает второй триггер 7 в единичное состояние и в момент появления на выходе первого формирователя 2 импуль. сов очередного импульса второй триггер находится в единичном состоянии. Таким образом, второй триггер 7 обеспечивает определение знака ускорения вращения вала. По заднему фронту импульса, вырабатываемого первым формирователем 2 импульсов, второй формирователь 4 им" пульсов вырабатывает короткий прямоугольный импульс, который поступает на вход третьего формирователя 3 им 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 пульсов. Последний по заданему фРонту приходящего на его вход импульса формирует короткий прямоугольный им- пульс, который обнуляет перный счетчик 5 и устанавливает в нулевое сос- тояние второй триггер 7. Второй триггер 7 управляет работой схем И 9 и 10, Если второй триггер 7 находится в единичном состоянии, то открыта схема И 9 единичным потенциалом с прямого выхода второго триггера 7, при этом схема И 9 пропускает серию импульсов, вырабатываемую умножителем 3, на первый вход реверсивного счетчика 11, Если второй триггер 7 находится в состоянии "нуль", то открыта схема И 1 О единичным потенциалом с инверсного выхода второго триггерапри этом серия импульсов, нырабать 1 ваемая умножителем 3, поступает на второй вход реверсивного счетчика 11. Срабатывается в "нуль" ренерсивный счетчик 11 импульсами с выхода второго формирователя 4 импульсов. На четвертый вход реверсивного счетчика 11 подается код уставки, равной коэффициенту умножения умножителя 3, запись которого в реверсивный счетчик осуществляется импульсами с выхода третьего формирователя 8 импульсов.Запись информации из реверсивного счетчика во вспомогательный регистр и из второго триггера 7 в первый триг гер 13 осуществляется в моменты, когда на выходе схемы И 15 появляются импульсы, т.е. в моменты одновременного появления на выходе дополнительного счетчика 4 и выходе первого фор-мирователя 2 импульсов.Состояние первого триггера 13 индицируется первым блоком 16 индикации. Последний индицирует знак ускорения вращения вала. Состояние нспомогательного регистра 13 преобразовывается дешифратором 17 и индицируется на табло второго блока 18 индикации. Последний индицирует значение неравномерности вращения вала. Так как. скорость регистрации оператором ограничена, а частота вращения коленчатого вала двигателя и количество зубьев измерительной шестерни изменяются в широких пределах, то в устройство введен дополнительный счетчик 14, который управляет работой вспомогательного регистра 12, а слепульсов и на вьмоде дополнительногосчетчика 14. Кодовая комбинация,записанная во вспомогательный регистр, Бопределяет величину относительной неравномерности вращения вала двигатеЛЯ еКодовая комбинация вспомогательного регистра 12 преобразуется дешифратором 17, и второй блок 18 индикации индицирует величину относительнойнеравномерности вращения вала.Одновременно в первый триггер 13записывается состояние второго триг гера 7, и первый блок 16 индикациииндицирует знак неравномерности вращения вала. В данном случае индицируется знак плюс. Блоки индикациииндицируют результат измерения нерав номерности, пока на выходе дополнительного счетчика 14 не появляетсяочередной импульс.Рассмотрим случай замедления вра, щения вала двигателя. На время появ ления очередного импульса на выходепервого формирователя 2 импульсов навходы первого счетчика 5 и реверсивного счетчика 11 поступает количество с импульсов, численно превышающее коэф фициент умножения умножителя 3. В данном случае устройство работает следующим образом, Как только в первомсчетчика 5 записана кодовая комбинация, соответствующая коэффициенту ум ножения умножителя 3, т.е. на еговход поступает Кимпульсов, срабатывает сравнивающее устройство 6.На выходе последнего появляется импульс, который устанавливает второй триггер 7 вединичное состояние,при этом схема И 1 Озакрывается, а схема И 9 открываетсяединичным потенциалом с прямого выхода второго триггера 7. Схема И 9 пропускает последовательность импульсов 4 Б на суммирующий вход реверсивного счетчика, который в момент переключениявторого триггера 7 обнулен, так какна его вход поступило Кимпульсов. Реверсивный счетчик 11 подсчитывает ко личество импульсов, поступающее наего суммирующий вход. Появление очередного импульса на выходе первогоформирователя 2 импульсов записываетсостояние реверсивного счетчика во бб вспомогательный регистр 12 и состояние второго триггера 7 в первый триггер 13 только в те моменты, когда навыходе дополнительного счетчика 14действует импульс. Кодовая комбина 5 1460644 довательно, и работой блока индика-, ции. Объем дополнительного счетчика 14 выбирается из условия (И) = А+1, где" объем счетчика, Е - число зубьев шестерни, А - целое число. Благодаря реализации этого условия устройство индицирует неравномерность вращения коленчатого вала двигателя при различных его угловых положениях. Например, если в данный момент измерения неравномерности вращения вала устройством происходит при прохождении вблизи датчика 1 первого и второго зубьев шестерни, то следующий результат замера соответствует прохождению вблизи датчика 1 второго и третьего зубьев шестерни и т.д.Измерение неравномерности вращения вала двигателя осуществляется следующим образом. Рассмотрим случай ускорения вращения вала, Появление очередного импульса на выходе первого формирователя 2 импульсов вызывает срабатывание второго Формирователя 4 импульсов. Импульс с выхода последнего обнуляет реверсивный счетчик 11 и вызывает срабатывание третьего Формирователя 8 импульсов. Импуль с выхода последнего обнуляет счетчик 5, записывает в реверсивный счетчик кодовую комбинацию, соответствующую коэффициенту умножения частоты умно- жителя 3 и устанавливает в нулевое состояние триггер 7. Единичный потенциал с инверсного выхода последнего открывает схему И 10, которая пропускает последовательность импульсов, вырабатываемую умножителем 3, на второй вход реверсивного счетчика 11. Первый счетчик 5 и реверсивный счетчик 11 подсчитывают количество импульсов, поступающих на их входы, Так как рассматривают случай ускорения вращения вала, то за,время появления очередного импульса на выходе первого формирователя 2 импульсов на входы счетчика 5 и реверсивного счетчика 11 поступает количество импульсов меньше коэффициента умножения умножителя 3, Кодовая комбинация, оставшаяся в реверсивном счетчике, записывается во вспомогательный регистр 12 в момент появления на выходе третьей схемы И 15 импульса. Импульс на выходе третьей схемы И 15 появляется при условии одновременного появления импульсов на выходе первого формирователя 2 имРедактор А. Козориз Техред А ук Коррек бручарКравч ирае 7 Подписное аказ 537/5 осударственного комитета по изобретениям н от 113035, Москва, Ж, Раушская наб.,ГКНТ СССР тия 4/5 оиэводственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,7 14606ция, записанная во вспомогательныйрегистр, преобразуется дешифратором7, и второй блок 18 индикации индицирует величину измеренной неравно 5мерности вращения. Первый блок 16индикации индицирует знак неравномерности вращения. В данном случае индицируется знак минус, Блоки индикации индицируют данный результат из Омерения неравномерности до тех пор,пока на выходе дополнительного счетчика 14 не появится очередной импульс, устройство измеряет неравномерно вращения вала непрерывно,По сравнению с известными предлагаемое устройство обеспечивает более высокое качество и производительность диагностирования.Качество. диагностирования повыша Оется за счет того, что предлагаемое 44 8устройство позволяет определить текущее значение неравномерности .впределах полного оборота вала, а нетолько ее максимальное и минимальноезначения, как в известном устройстве,Производительность диагностированияпо сравнению с известным устройствомвыше благодаря тому, что в одном цик 1ле измерения предлагаемогае устройство обеспечивает получение величины и знака неравномерности и нетнеобходимости поочередно изменятьуставки контроля, добиваясь сменыпоказаний блока индикации (как в известном устройстве, на что требуетсядополнительное время, т.е. эа однои то же время при использовании предлагаемого устройства выполняетсябольшая программа испытаний, чем прниспользовании известного устройства),