Устройство для определения верхней мертвой точки двигателя внутреннего сгорания

Номер патента: 862028

Авторы: Ивашов, Морозов

ZIP архив

Текст

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯХ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Социалистических Республик(51)М, К .з 901 М 15/00 Государственный комитет СССР ио дедам изобретений и открытий,5 (088,8) Дата опубликования опнсанйя 0.7. 09. 81а.(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВЕРХНЕЙ МЕРТВОЙ ТОЧКИ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯИзобретение относится к области испытаний двигателей внутреннего сгорания.Известны устройства для определения верхней мертвой точки (ВМТ) двигателя внутреннего сгорания, содер" жащие индуктивный датчик, усилитель, ликовый детектор, элемент памяти, делитель напряжения, блок компараторов и блок управляющих сигналов, причем, индуктивный датчик связан через усилитель с .первым, входом блока компараторов и .с последовательного соединенными пиковым детектором и элементом памяти, делитель напряжения связан со вторым входом блока компататоров, на третий вход которого подключен нулевой потенциал, а выход подключен ко входу блока управляющих сигналов, первый выход которого соединен со входом управления элемента памяти , а второй вход соединен со входами управления пикового детектора и блока компараторов Я . Основным недостатком известногоустройства является невозможностьего использования при динамическихрежимах работы двигателя вследствиеследующих причин: низкой точности определения ВМТ, вызванной тем, что значение порога срабатывания компаратора отлично от нулевого уровня; невозможности использования устройства при динамических режимах разгона и выбега, когда частота вращения вала двигателя резко изменяется, например, от оборотов холостого хода до,максимальных прн разгоне и от 10 максимальных оборотов до нуля привыбеге. Например, если в режиме выбега скорость изменения (снижения) частоты вращения вала КИ в интервале между двумя соседнимй моментами 15 прохождения ВМТ превышает заданноеотношение сигнал/помеха ( КиКол) то в момент прихода следующей. ВИТ автоматически вырабатываеиый устройством пороговый уровень окажет ся больше амплитуды сигнала отметкиВМТ и срабатывания соответствующего компаратора не произойдет. При этом будут пропущены все последующие сиг- налы ВМТ.25 С другой стороны, если в режимеразгона скорость изменения (увеличения) частоты вращения вала в интервале между двумя соседними моментами прохождения ВМТ превысит задан ное отношение Ко, то пороговый .уровень устройства окажется нижеуровня помехи и произойдет срабатывание компаратора, а на выходе устройства будет зафиксирован ложныйсигнал отметки ВМТ.Таким образом, известное устройство эффективно работает тОлько напостоянном или медленно измеряющемся скоростных режимах, когда уровниполезных сигналов (отметок ВМТ) ипомех постоянны .по времени или изменяются крайне незначительно,Целью изобретения .является расширение области его применения,Указанная цель достигается тем,что в устройствО дополнительно включены блок умножения, датчик угловойскорости и блок определения относительного изменения сигнала, причем, между выходом элемента памяти и входом делителя напряжения включен блок умножения, другой вход связан с датчикомугловой скорости и другим входомблока управляющих сигналов через блокопределения относительного .изменениясигнала, вход управления которогосоединен с первым выходом блока управляющих сигналов.Блок определения относительногоизменения сигнала содержит дополнительный элемент памяти и дополнительный делитель напряжения, причем вход 30и выход дополнительного элемента памяти соединены со входами дополнительнога делителя напряжения, а выходуправления дополнительного элементапамяти образует вход управления бло- З 5ка,На чертеже приведена структурнаяэлектрическая схема предлагаемогоустройства,Устройство содержит установленный фпротив маховика двигателя индуктивный датчик 1, подключенный к усилителю 2, выход которого связан непосредственно и через последовательносоединенные пиковый детектор 3, элемент памяти 4 и делитель 5 напряжения соответственно с первым и вторыи входами 6 и 7 блока 8 компараторов, на третий вход 9 которого поданнулевой потенциал, а выход 10 подключен ко входу блока 11 управляющихсигналов, первый выход которого соединен со входом управления элементапамяти 4, а второй выход соединенсо входами управления пикового детектсра 3 и блока 8 компараторов,Между выходом элемента памяти 4и входом делителя напряжения 5 включен блок 12 умножения, другой входкоторого связан с датчиком 13 угловой скорости и другим входом блока 6011 управляющих сигналов через блок14 определения относительного изменения сигнала, выход управления которого соединен с первым выходом бло-ка управляющих сигналов. 65 Блок 14 определения относиТельного изменения сигнала содержит эле-;мент памяти 15,вход и выход которого:соединены,со входами делителя напряжений 16, прИчем, вход управленияэлемента памяти 15 образует вход управления блока,Элементы памяти 4 и 15 имеют дварежима работы: при отсутствии сигнала на их входах управления элементы4 и 15 работают в режиме выборки(повторения) входного сигнала: приналичии сигнала на входах управления- в режиме запоминания. Блок 8 содержит два компаратора:точный,пороги срабатывания и отпусканиякоторого определяются нулевым потенциалом на входе 9, и "грубый", порог срабатывания которого определяется уровнем потенциала на входе 7,При обратном срабатывании "точного"компаратора на выходе 10 блока формируется импульс, если перед этимпроизошло срабатывание "грубого"комапартора, Обратное срабатываниепоследнего осуществляется при подаче сигнала на вход управления блока8Датчик 13 угловой скорости может быть выполнен в виде тахогенератора постоянного тока или в вде любого другого устройства, связанного с коленчатым валом двигателя и формируюшего напряжение постоянного тока,уровень которого пропорционален мгновенному значению угловой скоростивращения коленчатого вала двигателя.делитель напряжений 16 осущесвляет деление сигнала, поступающего на его вход с выхода датчика 13, на.сигнал, поступающий с выхода элемента памяти 15, и может быть выполнен, например, на базе операционного усилителя, в цепь обратной связи которого включен умножитель.Устройство работает следующим образом.Пусть двигатель работает на постоянном режиме, которому соответствует частота следования Х импульсов на выходе индуктивного датчика 1.При прохождении отметки ВМТ на маховике мимо датчика 1 в последнем возникают два разнополярных импульса причем истинному моменту ВМТ соответствует момент перехода сигнала через нулевой потенциал при смене положительной полярности сигнала на отрицательную. Датчик 13 вырабатывает напряжение Оу, пропорциональное мгновенному значению угловой скорости вращения коленчатого вала двигателя.Допустим, на выходе датчика , а, следовательно, и на выходе усилителя 2 появляется импульс положительной полярности, возникающий при прохождении мимо датчика 1 отметки (отверстия в маховике) ВМТ, В момент появления импульса на выходе усилителя2, а, следовательно, и на входе б в блоке 8 срабатывает точный компаратор, пороговый уровень срабатывания которого определяется нулевым потенциалом на входе 9 блока 8. При достижении сигналом на выходе усилителя 2 некоторого уровня, равного уровню сигнала на входе 7, в блоке 8 срабатывает грубый компаратор и разблокирует выход "точного" компаратора, а в момент, соответствующий максимуму сигнала, на выходе пи- кового детектора 3 фиксируется уровень П, равный амплитудному значению появившегося импульса. В момент прохождения ВМТ импульс на выходе усилителя 2 изменяет свою полярность, что вызывает обратное срабатывание фточного компаратора блока 8. На выходе 10 блока 8 формируется короткий импульс, который по- Ю ступает на вход блока 11. Этот импульс проходит на первый выход блока 11 и поступает на входы управления элемента памяти 4 и блока 14 определения относительного изменения 5 сигналаПри этом элемент 4 переводится в режим выборки сигнала 04 с выхода пикового детектора 3, а в блоке 14 фиксируется значение 04 сигнала на выходе датчика 13, пропорциональное значению угловой скорости в момент появления импульса напервом выходе блока 11,По заднему фронту импульсного сиг- З 5нала на первом выходе блока 11 элемент 4 переходит в режим запоминания уровня 04 , а на втором выходе блока 11 формируется второй короткий импульсный сигнал. По этомусигналу пиковый детектор 3 устанав- .40ливается в исходное нулевое состояние, а в блоке 8 происходит обратноесрабатывание грубого компаратора, и выход точного компаратораблока 8, следовательно, и выход блока ф 58 блокируется. На выходе блока 14вырабатывается сигнал К н, пропорциональный отношению сигнала У навыходе датчика 13 в текущий моментвремени к уровню О сигнала датчика 13 в 50момент появления импульса на первомвыходе блока 11. Сигнал У с выходаэлемента 4 и сигнала Кн с выходаблока 14 поступают на соответствующие входы блока 12 умножения, На выходе последнего образуется сигнал,пропорциональный произведению этихсигналов и равный К. Ц , где КичУровень сигнала на выходе блока12 уменьшается в Ку раз с помощью 60делителя 5 и поступает на вход 7 блока 8,Таким образом, в результате описанного выше процесса на входе 7 блока 8, связанного с делителем 5, ав томатически устанавливается пороговой уровень, пропорциональный значению амплитуды сигнала отметки ВМТ и изменению угловой скорости вращения коленчатого вала двигателя, ана выходе 10 в момент обратного срабатывания сточного компаратораблока 8 формируется короткий импульс,Передний фронт этого импульса соответствует"моменту изменения полярности сигнала отметки ВИТ, посколькупорог срабатывания и отпускания "точного компаратора устанавливается на входе 9 постоянным и равным нулю.Описанный выше процесс формирования сигнала иа выходе 10 устройства повторяется при появлении на выходе усилителя 2 следующего импульса положительной полярности с амплитудой Ои превышающей пороговыйуровень на входе 7 блока 8. При этом,если амплитуда этого импульса отличается от амплитуды предыдущего импульса, т.е. Ои,. Ф О , то на входе 7 блока 8 автоматически устанавливается новый пороговый уровень срабатывания грубогоф компаратора бло- . ка 8, равный Оь /К иуОписанный выше процесс формирования сигнала на выходе 10 устройства не происходит при появлении на выходе усилителя 2 импульса помехи положительной полярности с амплитудой, меньшей порогового уровня на входе 7 блока 8. При этом значение порогового уровня на входе 7 не изменяется,Поскольку амплитуда положительных импульсов, вызванных прохождением мимо датчика 1 отметок ВМТ, всегда больше амплитуды импульсов, вызв анных дефектами маховика, то пороговый уровень срабатывания на входе 7 блока 8 определяется только сигналами отметок ВМТ. При выполнении условия КуКсп где куя - отношение сигнал/ помеха на выходе датчика 1, появление импульсов, вызванных дефектами маховика, не вызывает срабатывания блока 8, а, следовательно, и появления сигнала на выходе 10 устройства,Пусть теперь скоростной режим двигателя резко изменяется. допустим, например, что при выбегеф двигателя (скорость вращения коленчатого вала двигателя уменьшается) амплитуда следующего сигнала отметки ВМТ уменьшается по сравнению с амплитудой предыдущего сигнала отметки ВМТ в ККу раз, Однако во столько же раз к моменту появления следующего сигнала отметки ВМТ уменьшается сигнал на выходе блока 14, а, следовательно, и на выходе блока 12 и соответственно на выходе делителя 5 и на входе 7 блока 8. В результате сигналы на обоих входах б и 7 блока 8 уменьшаются в оавное количество оаз и процесс. Формирования слелующего. импульса на выходе блока 8 не нарушается.Допустим тепеоь, что при разбеге двигателя (скорость вращения коленчатого вала двигателя увеличивается) амплитуда не только сигнала йд и помехи на выходе усилителя 2 увеличивается и К У Ку раз. Однако в такое же количество раз увеличивается сигнал и на выходе блока 14, а, следовательно, и пороговый уровень на о входе 7 блока 8.В результате не происходит ложного срабатывания, блоКа 8. При остановке двигателя сигнал на 55 жений 16, на другой вход которого поступает сигнал О непосредственно свыхода датчика 13. Делитель напряжений 16 осуществляет операцию деления сигнала, поступающего с выхода,выходе датчика 13 становится равнымнулю. В этот момент блок 11 срабатывает и Формирует на своих выходах постоянные сигналы. В результате пиковыЦ детектор 1 фудерживаетсяфф постоянно в исходном нулевом состоянии, авыход блоке 8 блокируется. Элемент4 находится в режиме выборки сигнала 29с,выхода пикового детектора 3, а вблоке 14 фиксируется нулевой уровеньсигнала с выхода датчика 13.При запуске двигателя на выходедатчика 13 появляется сигнал, отличный от нулевого. В этот момент навыходах блока 11 появляются нулевыесигналы, по которым на выходе элемента 4 Фиксируется нулевой уровеньсигнала, а на выходе блока 14 - сигнал, соответствующий К Ф 1. В результате на выходе блока 12, а, следовательно, на выходе делителя 5 и, соответственно, на входе 7 блока 8 устанавливается нулевой порог срабатывания. Первый же импульс с датчика 1проходит на выход блока 8 и Формирует . первую серию управляющих сигналов на выходе блока 11.Блок 14 работает следующим образом. 40.Короткий импульс, образующийся напервом выходе блока 11 и момент прохождения ВМТ, поступает на вход управления блока 14, связанный со входом управления элемента памяти 15, на вход которого поступает сигнал датчика 13. По этому импульсу элемент памяти 15 устанавливается в режим выборки (повторения) сигнала датчика 13 р а пО ОкОнчании этОГО импульса Ус танавливается в режим хранения сигнала датчика 13.Таким образом, между моментами прохождения ВМТ на выходе элемента памяти 15 фиксируется уровень сигнала О датчика 13, пропорциональный значению угловой скорости вращения коленчатого вала двигателя вмоментПрОхождения очередной ВМТ.Сигнал с выхода элемента памяти 15 поступает на вход делителя напря" 60 датчика 13, на сигнал, поступающий с выхода Элемента памяти 15, В результате на выходе делителя напряжений 16, а, следовательно, и на выходе блока 14 непрерывно формируется сигнал Ки Оу /Оу, пропоциональный изменению угловой скорости вращения коленчатого вала двигателя между моментами прохождения ВМТ.Таким образом, введение новых элементов: блока умножения, датчика углорой скорости вращения и блока определения относительного изменениясигнала - выгодно отличает предложенное устройство о прототипа, таккак позволяет автоматически без участия оператора формировать порогсрабатывания устройства при изменяющейся угловой скорости вращения коленчатого вала двигателя, например,в режиме разбега и выбега двигателя,что расширяет область примененияустройства,Формула изобретения1, Устройство для определения верхней мертвой точки двигателя внутреннего сгорания, содержащее индуктивный.датчик, усилитель, пиковый детектор , элемент памяти, делитель напряжения, блок компараторов и блок управляющих сигналов, причем, индуктивный датчик связан через усилитель с первым входом блока компараторов и с последовательно соединенными пиковыми детектором и элементом памя-. ти, делитель напряжения связан со вторым входом блока компараторов, на третий вход которого подключен нулевой потенциал, а выход подключен к входу блока управляющих сигналов, первый выход которого соединен с входом управления элемента памяти, а второй с входами управления пикового детектора и блока компараторов, отличающееся тем, что, с целью расширения области его применения, в него дополнительно включены блок умножения, датчик угловой скорости и блок определения относительного измене" ния сигнала, причем, между выходом элемента памяти и входом делителя напряжения включен блок умножения, другой вход которого связан с датчиком угловой скорости и другим входом блока управляющих сигналов через блок определения относительного изменения сигнала; вход управления которого соединен с первым выходом блока управляющих сигналов .2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что блок определения относительного изменения сигнала содержит дополнительный элемент памяти, и дополнительный делитель напряжения, причем вход и выход дополните862028 оставитель Н,Патрахальцевехред А, Бабинец КорректорС, що Редактор Н.Ко илиал ППППатент, г. Ужгород ул. Проектна льиого элемента памяти соединены со входами дополнительного делителя на"пряжения, а вход управления дополнительного элемента памяти служит входом управления блока. аказ 6534/38 ТиражВНИИПИ Госупо дел113035, Москв Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Авторское свндетельство СССРпо заявке 9 2671301/25"06, кл. 801 И15/00, 1978. 907 рственного иэобретени Ж, Рауш Подписноекомитета СССРй н открытийская наб., д. 4/

Смотреть

Заявка

2854782, 17.12.1979

ПРЕДПРИЯТИЕ ПЯ Г-4377, ЛЕНИНГРАДСКИЙ ОРДЕНА ЛЕНИНА ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ ИМ. В. И. УЛЬЯНОВА

ИВАШОВ РОМИЛ АЛЕКСЕЕВИЧ, МОРОЗОВ ГЕННАДИЙ ФЕДОРОВИЧ

МПК / Метки

МПК: G01M 15/00

Метки: верхней, внутреннего, двигателя, мертвой, сгорания, точки

Опубликовано: 07.09.1981

Код ссылки

<a href="https://patents.su/5-862028-ustrojjstvo-dlya-opredeleniya-verkhnejj-mertvojj-tochki-dvigatelya-vnutrennego-sgoraniya.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентов СССР">Устройство для определения верхней мертвой точки двигателя внутреннего сгорания</a>

Похожие патенты