Устройство для контроля параметров дизеля

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИРЕСПУБЛИК 16 5 601 М 1 ОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ростроеля и диаг внутреншение тров, лива(71) Всесоюзный научно-исследовательскийинститут электроизмерительных приборов иЛенинградский электротехнический институтим. В. И. Ульянова (Ленина)(72) Р. А. Ивашев, Р. В. Маркелов,Г. ф. Морозов и Л. Е. Сосонкин (53) 621.436.001.5 (088.8) (56) Патент США4266427,кл. б О 1 М 15/00, опублик. 1981. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ПАРАМЕТРОВ ДИЗЕЛЯ (57) Изобретение относится к приборостроению, в частности к средствам для контроля и диагностирования топливной аппаратуры дизельных двигателей. Цель изобретения - повышение достоверности контроля параметров угла опережения начала подачи топлива и частоты вращения коленчатого вала. Поставленная цель достигается тем, что устройство, содержащее датчик давления накладного типа, блок нормализации, первый блок компарирования, источник опорного сигнала, выполненный в виде амплитудного детектора, одновибратор с регулируемой длительностью импульса, одновибратор с фиксированной длительностью импульИзобретение относится к прибо нию, в частности к средствам контро ностирования дизельного двигателя него сгорания,Целью изобретения является повы достоверности контроля таких параме как угол опережения начала подачи топ и частота вращения коленчатого вала. На фиг. 1 приведена структурная элект рическая схема устройства; на фиг. 2 - струк турная электрическая схема одновибратораса, стробоскоп и блок измерения, дополнительно снабжено вторым блоком компарирования, управляемым делителем напряжения, регистром сдвига данных, блоком фазоизбирания, преобразователем периода в напряжение и узлом сигнализации, а одно- вибратор с регулируемой длительностью импульса снабжен вторым входом. Одновибратор с регулируемоЙ длительностью импульса выполнен в виде триггера и последовательно соединенных источника опорного напряжения, ключа, интегратора с регулируемой постоянной времени и компаратора. При этом порог срабатывания устройства в зоне подачи топлива устанавливается автоматически в долях от максимального значения сигнала, также автоматически изменяется длительность импульса угла опережения подачи топлива при изменении частоты вращения, оставляя значение угла постоянным. Анализ формы сигнала в зоне подачи топлива позволяет осуществить контроль за моментом начала подачи и выявить ложные показания значений угла, что повышает достоверность контроля. Возможность регулировки порога срабатывания с одновременным контролем числа срабатываний также повышает достоверность контроля параметров при одновременном расширении области применения устройства. 1 з,п. ф-лы, 3 ил. регулируемои длительностью импульса; на фиг, 3 - временные диаграммы, где а - сигнал на выходе блока нормализации, б, в, г, д, е - импульсы соответственно на выходах первого блока компарирования, одновнбратора с фиксированной длительностью импульса, блока фазоизбирания, второго блока компарирования, одновибратора .с регулируемой длительностью импульса, ж, з - импульсы соответственно на первом и втором выходах регистра сдвига данных.Устройство для контроля параметров дизеля (фиг. 1) содержит датчик 1 давления накладного типа, блок 2 нормализации, первый блок 3 компарирования, источник 4 опорного сигнала, выполненный в виде амплитудного детектора, одновибратор 5 с регулируемой длительностью импульса, одно- вибратор 6 с фиксированной длительностью импульса, стробоскоп 7 и блок 8 измерения, второй блок 9 компарирования, управляемый делитель 10 напряжения, регистр 11 сдвига данных, блок 12 фазоизбирания, преобразователь 13 периода в напряжение и узел 14 сигнализации.Выход датчика 1 связан через блок 2 нормализации с сигнальным входом первого блока 3 компарирования, входом источника 4 опорного сигнала, выход которого соединен с опорным входом блока 3. Выход одновибратора 5 с регулируемой длительностью импульса соединен с входом стробоскопа 7 и первым входом блока 8 измерения, второй вход которого соединен с выходом одновибратора 6 с фиксированной длительностью импульса. Сигнальный вход второго блока 9 компарирования соединен с выходом блока 2 нормализации, опорный вход блока 9 связан через управляемый делитель 10 напряжения с выходом источника 4 опорного сигнала, а выход соединен с тактовым входом регистра 11, первый выход которого соединен с первым входом одновибратора 5, второй выход соединен с входом узла 14 сигнализации, а установочный вход - с выходом блока 12 фазоизбирания. Вход последнего соединен с выходом первого блока 3 компарирования, а также с входом одновибратора 6 и с входом преобразователя 13 периода в напряжение, выход которого соединен с вторым входом одновибратора 5,Одновибратор 5 с регулируемой длительностью импульса выполнен в виде триггера 15 и последовательно соединенных источника 16 напряжения, ключа 17, интегратора 18 и компаратора 19, причем первый вход триггера 15 соединен с выходом компаратора 19,.вторые входы ключа 17 и интегратора 18 соединены с выходом триггера 15, вторые входы триггера 15 и компаратора 19 соответственно совмещены с первым и вторым входами одновибратора 5, а выход триггера 15 - с его выходом.Датчик 1 устанавливается на наружную поверхность трубопровода высокого давления топливной системы дизеля и при деформации трубопровода при впрыске топлива формирует электрический заряд,пропорциональный давлению внутри трубопровода.Устройство работает следующим образом.Сигналы от датчика 1 давления, следующие с периодом Т, поступают через блок 2 нормализации на сигнальные входы блоков 3 и 9 компарирования и источника 4 опорного сигнала. Амплитудное значение на выходе блока 2 пропорционально амплитуде сигнала давления. На выходе источника формируется уровень Ъ;=К Ч напряжения постоянного тока, пропорциональный амплиту 5 де сигнаЛа Ч на выходе блока 2.Сигнал с выхода источника 4 поступаетнепосредственно на опорный вход блока 3 ичерез управляемый делитель 1 О на опорныйвход блока 9. Сигнал на опорном входе блока0 9 равен значению Ч -- К Ч в зависимостиот установленного оператором значения Ккоэффициента передачи делителя 1 О. Передначалом процесса контроля устанавливаетсяминимальное значение К и соответственноминимальный порог срабатывания Ч,Щ 1В паузе между впрысками топлйва сигнал на выходе блока 2 близок к нулевому.В процессе начала подачи топлива сигналана выходе блока 2 возрастает и при достижении уровня Ч, блок 9 срабатываети сигнал на его выходе поступает на тактовыйвход регистра 11. При дальнейшем нарастании давления в топливопроводе происходитвпрыск топлива, соответственно возрастаетсигнал на выходе блока 2 и при достиженииболее высокого уровня Ч происходит сра 25 батывание блока 3. На выходе последнегоформируется импульс.Описанный процесс повторяется в каждомцикле впрыска топлива, в результате чегона выходе блока 3 формируется последовательность импульсов с периодом Т, обратно пропорциональным частоте 1 вращения коленчатого вала двигателя. При этом фазафронта импульса на выходе блока 3 близкак фазе появления амплитудного значениядавления,Импульсы с выхода блока 3 поступаютна вход запуска одновибратора 6, на входпреобразователя 13 и на вход блока 12 фазоизбирания.В момент появления импульса на входезапуска одновибратор 6 срабатывает и фор 40 мирует импульс фиксированной (эталонной)длительности т. В результате на выходе одновибратора 6 и ссютветственно на второмвходе блока 8 измерения формируется последовательность импульсов, характеризующихся коэффициентом заполнения К=т45 значение которого пропорционально частотевращения коленчатого вала двигателя. Блок8 по своему второму входу соответственно измеряет и индицирует на табло текущее значение частоты вращения,Преобразователь 13 преобразует период следования Т импульсов, образующихсяна выходе блока 3, в напряжение Ч =К Т,пропорциональное текущему значению этогопериода. Сигнал с выхода преобразователя13 поступает на вход управления одновибратора 5.Блок 12 формирует последовательностьимпульсов с периодом следования Т, равнымпериоду следования входных импульсов, Фаза среза импульса на выходе блока 12 опе 163608режает момент начала подачи топлива, фаза фронта импульса совпадает с фазой фронта импульса на выходе блока 3, Импульсы с выхода блока 12 поступают на установочный вход регистра 11. В результате в течение длительности импульса на выходе блока 12 регистр 11 оказывается заблокированным, а сигналы на его выходах имеют нулевое значение. ь паузе между импульсами на выходе блока 12 (в зоне начала подачи топлива регистр 11 разблокируется и значение сигналов на его выходах определяется числом импульсов, появляющихся в этой паузе на выходе блока 9.Пусть в указанный промежуток времени на выходе блока 9 и соответственно на тактовом входе регистра 11 появляется только один импульс. В момент появления этого импульса регистр 11 срабатывает и на его первом выходе появляется сигнал логической 1, вызывающий в свою очередь срабатывание одновибратора 5. Последний формирует импульс, длительность т, которого пропорциональна постоянной времени т времязадающей цепи одновибратора 5 и уровню сигнала Ч на входе управления. С учетом равенства получаемт =К "сТ,где К - коэффициент пропорциональности.Описанный процесс повторяется в каждом цикле впрыска топлива, в результате чего на выходе одновибратора 5 образуется последовательность импульсов, характеризующихся коэффициентом заполненияК=тили К=КуТаким образом, значение коэффициентаК не зависит от частоты вращения коленчатого вала дизеля и определяется только.постоянной времени времязадающей цепиодновибратора 5.Импульс с выхода одновибратора 5 поступает на вход управления стробоскопа 7и на первый вход блока 8. В момент срезаэтого импульса происходит срабатываниестробоскопа 7 и соответственно вспышка еголампы.Оператор вращением движка переменного резистора времязадающей цепи одновибратора 5 изменяет момент вспышки лампыстробоскопа 7 и добивается совпадения метки ВМТ, нанесенной на вращающейся частидизеля, с неподвижной меткой на корпусе,При выполнении этого условия длительностьимпульса одновибратора 5 принимает значение т -- т, где тщ - временной интервалопережения момента срабатывания блока при достижении сигналом на выходе блока2 на участке начала подачи топлива минимального уровня ЧщПусть вследствие наличия помех на участке начала подачи топлива, превышающихпо амплитуде уровень Чна выходе блока 9 и соответственно на тактовом входе регистра 11 появляются два или более импульсов.Первый импульс вызывает появление сигнала логической 1 на первом выходе регистра 11, второй - появление сигнала логической 1 на втором выходе регистра 11.Появление последующих импульсов на тактовом входе регистра 1 не изменяет. значения сигналов на его выходах. Сигнал логи ческой 1 на первом выходе регистра 1вызывает срабатывание одновибратора 5, сигнал логической 1 на втором выходе регистра 11 - срабатывание узла 14 и вспышку его индикатора.Оператор увеличивает коэффициент передачи делителя 10 и соответственно. порога срабатывания блокй 9 до момента пропадания вспышек индикатора узла 4. Затем оператор выполняет описанный процесс регулировки постоянной времени времязадающей 20 цепи одновибратора 5. При этом длительность импульса одновибратора 5 оказывается равной временному интервалу топережения момента срабатывания блока 9 при достижении сигналом на выходе блока 2 на участке начала подачи топлива уровня Ч )ЧТаким образом, после выполнения описанных регулировок на выходе одновибратора 5 и ссютветственно на первом входе блока 8 измерения формируется последоваЗ 0 тельность импульсов с коэффициентом заполнения, не зависящим от значения частоты вращения коленчатого вала дизеля, а определяемым только значением постоянной времени времязадающей цепи одновибратора 5. При этом фронт импульса независимо от частоты вращения коленчатого вала дизеля соответствует моменту достижения давления на участке начала подачи топлива уровня, превышающего уровень помех на этом участке, а срез - моменту ВТМ. Блок 8 измеряет значение коэффици ента заполнения импульсов на выходе одновибратора 5 и индицирует соответствующее ему значение угла опережения начала подачи топлива.Устройство позволяет устранить необ ходимость регулировок при изменении иликолебаниях скоростного режима, полностью устранить регулировки при измерении частоты вращения, а также автоматизировать процесс контроля уровня помех на уровне начала подачи топлива и тем самым упрос 50 тить и повысить достоверность контроля параметров дизеля.Формула изобретения 1. Устройство для контроля параметров 55 дизеля, содержащее датчик давления накладного типа, блок нормализации, первый блок компарирования с сигнальным и опорным входами, источник опорного сигнала, выполненный в виде амплитудного детек1636708 ФиаЛ тора, одновибратор с регулируемой длительностью импульса, одновибратор с фиксированной длительностью импульса, стробоскоп и блок измерения с двумя входами, причем выход датчика давления связан через блок нормализации с сигнальным входом первого блока компарирования и входом источника опорного сигнала, выход которого соединен с опорным входом первого блока компарирования, выход одновибратора с регулируемой длительностью импульса соединен с входом стробоскопа и с первым входом блока измерения, второй вход которого соединен с выходом одновибратора с фиксированной длительностью импульса, отличающееся тем, что, с целью повышения достоверности контроля, оно дополнительно содержит второй блок компарирования с сигнальным и опорным входами, управляемый делитель напряжения, регистр сдвига данных с тактовым и установочным входами и двумя выходами, блок фазоизбирания, преобразователь периода в напряжение и узел сигнализации, а одновибратор с регулируемой длительностью импульса снабжен дополнительно вторым входом, причем сигнальный вход второго блока компарирования соединен с выходом блока нормализации, опорный вход связан через управляемый делитель напряжения с,выходом источника опорного сигнала, а выход соединен с тактовым входом регистра сдвига данных, первый выход которого соединен с первым входом 5 одновибратора с регулируемой длительностью импульса, второй выход соединен с входом узла сигнализации, а установочный вход соединен с выходом блока фазоизбирания, вход которого соединен с выходом первого блока компарирования, а также с входом одновибратора с фиксированной длительностью импульса и с входом преобразователя периода в напряжение, выход которого соединен с вторым входом одновибратора с регулируемой длительностью импульса.15 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем,что одновибратор с регулируемой длительностью импульса выполнен в виде триггера с двумя входами и последовательно соединенных источника напряжения, ключа, интегратора и компаратора, причем первый вход триггера соединен с выходом компаратора, вторые входы ключа и интегратора соединены с выходом триггера, вторые входы триггера и компаратора соответственно совмещены с первым и вторым вхо дами одновибратора с регулируемой длительностью импульса, а выход триггера служит его выходом.. Черн НИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открыти 113035, Москва, Ж - 35, Раушская наб., д. Производственно-издательский комбинат Патент, г. Ужгород, а, 10 едактор Н. Гуньк аказ 810 Составитель МТехред А. КравчуТираж 359 ям при Г4(5 ул. Гага