Устройство для диагностики дизеля

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИА ЛИСТ ИЧЕСНИХРЕСГ 1 УБЛИН(088,8)видетельство СССР01 М 15/00 1984ДЛЯ ДИАГНОСТИЩ Д ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕ А ВТОРСИОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(57) Изобретение относится к средствам диагностирования дизелей и может быть применено для уменьшениятрудоемкости диагностирования и повышения точности измерения. В устрой -стве сигнал от датчика 1 исследуемого процесса, связанный через первыйформирователь 2, первый триггер 3 и схему И 4 с первым счетчиком 5 и за тем последовательно с мультиплексором 6, регистром 7 и дешифратором 8 поступает на блок 9 индикации. Датчик 10 угловых меток через третий формирователь 11 и преобразователь 12 частота - напряжение подает. сигналы на управляемый генератор 13, который через четвертый формирователь 18, третий и четвертый счетчики 19 и 20 засылает сигналы на третий триггер 22, второй триггер 21 и в блок 9 индикации, Датчик 15 через второй формирователь 16 посылает сиг налы во второй счетчик, на который также подаются сигналы шифратора 14. 3 ил.Р 1 зобретеггие относится к с)редствам для диагностики двигателей внутреннего сгорания и может быть использовано для измерения угла опережения подачи топлива дизелей.Дель изобретения - уменьщение трудоемкости диагностирования и повьпг)ение точности измерения .Иа фиг.1 приведена функцио гальцая схема устройства; на фиг.2 - временная диаграмма синхронизации эзгемецтов устройства в случае положительного угла опережения подачи; на фиг.3 - то же, в случае отрицательного угла опережения подачи.Устройство содержит датчик 1 исследуемого процесса, первый формировател.ь 2, первый триггер 3, схему И 4, первый счетчик 5, мультиплексор 6, регистр 7, деп)Р)фрагар 8, блок 9 ицдикаг)ии, датчик 10 угловых меток, третий формироватль 11, преобразователь 12 частота - цаггряжение, управляемый генератор 13, шифратор 14, датчик 15 верхней мертвой точки (ВМТ)1, второй формирователь 16, второ счетчигс 1 7 четзеЕтый гарггРграватель 18, третий счетчик 19, четвертый счетчик 20, второй тр)п Гез 21, третий триггер 22. Датчик исследуемаГО:с 3 ацесссг через первый формирователь 2 пацклго- ЧЕН К ЕДИЦИЧНогЧУ ВХО) У ПЕЗЦОГО ТРИ" гера 3 синхровходу второ:. а тр гггера 21, сицхровходу регистра 7 цепо: - редственно и через четвертыи формирователь 18 - к входам обнуле)Р)я третьего триггера 22 и первого третьего и четвертого счетчьгкав 5, 9 и 20 соответственна, Датчик О угловых меток через третий фармирава - тель 11 подключен к преобразователю 12 частота-напряжение, вьгхад которого подгслгочен к управляющему входу генератора 13, выход которого подк:нов чен к второму входу схемы И 4:, вьч:)- тающему входу второго счетчика 17. Выход 3)ифратора 14 под)слю:гег к информациснцаму входу второго с:гетчика 17, к синхровходу которого через третий формирователь 16 подключен датчик 15 ВМТ. Выход "Заем" второго счетчика 17 подключен к входу обнуления первого триггера 3, прямой выход которого подкл)очец к первому входу схемы И 4, вьгход которой подкл)о - чен к суммирующим входам первого и четвертого счетчиков 5 и 20 соответГ твена и к )ычитагощму г)ходу трет) - Га счетчика 19, Ицформапиацнь)е Главды первого н ."ретьс го счетчиков 5 и19 подключены к лесному и Ртараму5 информационным входам мультиплексора 6 соответсовец го, Ицфогмациаццьгйвыход ггослед ге о псдксцочец )с Ргцфор -)ацР)ОР)наму входу рГистря / и)формациоцньй выход которого через день)ф -ратор 8 подключен ): вхапу блока 9индикации. Бьгзсод иреполцеция четвер.того счетчика 20 подключен к единичному входу тзет)-,еГс триГГеза 22,изямой выход:сотарсго подкл)очец кинформационному вхсду второго тригГера 21 и к адресцсму входу му.гьтиппексара 6, Прямой выход второгот,иггера 21 подс)ггоцегг с зцакогзаму)зходу блока 9 и)гпг);агни,20Датчик 1 )п)след,еьгого процесса Гецерирует электрический сигнал в моМцт НаЧаЛа 1)адаЧИ таГ)Г)гна, Да ГЧИКугловых ме гакс герирует .лектри -ческий сигнал через )гзвест)гае элем цтариае угговое г еремепение );оецчатога вала дзРггателг. Датчик 15Б)ГЕ генерирует зле: тричес)сии сиг ца:)в момент нахс)где)Р)г Оршця двигателяг БМТ. сармР(,зава) с)ги 2, )1 гг 16 цар 3)Оь)Р.ру)от сигцаль: ст гг)тчигсав 1 10 и 5соответственна цо амплитуде и фрон-.т у1 ср Вый тз НГГ еэ 3 фар )ируе) 1," емсццои иг г ерваг 1 П)чсгло )зпрк)снаБП". Схема И 4 сл жР)т для эа.)си)гения указанного ицтерьала импульсамиуправляемого Генератора 13, .рсобус -зователь 12 гстатсггапзльенР)е иуправ)гяемый .Ге:геа ср 13 год)газгга:геггы Для зьц,батю: в)са;сай часто, ь,пропорциональной ссорасти вра гениявала. 11 ерцый счетчик 5 форм)гр 1.ет сса;г: ах Ожд с. и". г и 0 э гь)я, , гг а ) ) О Г 1 р " е м с:сиьглиггдра в ЗМТ, Трзтий сче.чик ":9с 1;ормирует коц отри гатс.льцогс угласгезеженР)я подгди, четвертый с: .; -(гик 20 и третий триггер 22 .рсдгаз"цачены для анализа знака иэг:.ерггеьго оу : ла. Второй тригг р 21 с 1 армируе;сигнал знака угла, сетвертьй фозми -зователь 18 предназначен для 3;:дер;:.ски поступаю)их на аго вха.), )гмггульсов на время, необ:садимое для счить) -вания информации с мультиплексора 6.Му тг ьт ипл ек с ор 6 сзт,; )а т д:гя к с ьгмут а -ции информации с выходов первого и третьего счетчиков 5 и 19 соответственно на информационный вход регистра 7, который предназначен для хранения кода измеряемого угла до следующего цикла измерения. Дешифра - тор 8 преобразует двоичный код в индицируемый, Блок 9 индикации пред - назначен для индикации результатовизмерения. 10На фиг.2 и 3 обозначено; 23 сигналы на выходе второго Формирователя 16; 24 - сигналы на выходе "Заем" второго счетчика 17; 25 - сигналы на выходе первого формирователя 15 2; 26 - сигналы на прямом выходе первого триггера 3; 27 - сигналы на выходе схемы И 4; 28 - сигналы на выходе третьего формирователя 11; 29 сигналы на выходе управляемого гене ратора 13; 30 - сигналы на выходе четвертого формирователя 18; 31 сигналы на выходе переполнения четвертого счетчика 20; 32 - сигналы на прямом выходе третьего триггера 22; 5 33 - сигналы на прямом выходе второго триггера 21.Устройство работает следующим образом.В процессе работы дизеля датчик 10 угловых меток вырабатывает импульсы напряжения, которые следуют через известный угол , который определяется выражениемЧ = 360 /К,где 360 - угол поворота коленчатогоОвала за один оборот;К - количество зубьев шестерни-задатчика жестко связанной с коленчатым валом(например, шестерни махо -вика).Таким образом, величина угла у равна величине угла между двумя со седними зубьями шестерни, За один оборот вала датчик 10 вырабатываетимпульсов. Третий формирователь 11 формирует из каждого из этих импуль,сов единичный прямоугольный импульс, Частота следования этих импульсов, пропорциональная частоте вращения вала, с помощью преобразователя 12 преобразуется в постоянное (по знаку) напряжение. Далее полученное напряжение с помощью управляемого генератора 13 преобразуется в высокую частоту, пропорциональную этому нап ряжению, благодаря чему в каждомобороте вала генерируется высокочастотная серия импульсов. При подачетоплива в цилиндр двигателя на выходе датчика 1 начала процесса вырабатывается импульс напряжения, а навыходе первого формирователя 2 появляется единичный прямоугольный импульс, устанавливающий первый триггер 3 в единичное состояние, стробирующий состояние второго триггера 21и регистра 7 и задержанный четвертымформирователем 18 на время срабатывания мультиплексора 19, обнуляющийпервый, третий и четвертый счетчики5, 19 и 20 соответственно и третийтриггер 22. В результате схема И 4открывается и импульсы с выхода управляемого генератора 13 начинаютпоступать на суммирующие входы первого и четвертого счетчиков 5 и 20соответственно и на вычитающий входтретьего счетчика 19. Частота следования Г этих импульсов определяетсявыражением Г = К, К, Г где Гвр частота вращения вала дизеля между двумя соседнимиугловыми метками;коэффициент передачи преобразователя 12 частота -напряжение;коэффициент передачи управляемого генератора 13. К12 При заходе поршня в ВМТ датчик 15 ВМТ вырабатывает импульс, а второй формирователь 16 преобразует его в единичный прямоугольный импульс. Данный импульс стробирует состояние второго счетчика 17 и в него производится запись кода с шифратора 14. В шифраторе 14 с помощью переключателя перед измерением набран код угла, величина которого равна величине углового смещения между ВМТ цилиндра, на котором установлен датчик 1 нача" ла процесса, и ВМТ цилиндра, на котором установлен датчик 15 ВМТ.Импульсы с выхода управляемого генератора 13 поступают на вычитающий вход второго счетчика 17, и в момент, когда их количество будет равно величине кода, записанного с шифратора 14 во второй счетчик 17, на выходе "Заем" второго счетчика 17 появится единичный импульс, который сбросит первый триггер 13 в нулевое) состОЯ не и спГна 7 нУле 3 О О У 1)овцл С ( ГО РЯМОГО ВЬгХОга ЗЯКРОЕт СХЕМУ И 4. Таким образом едигьичый им ,ПУЛЬС а 13 ЬХОЕ ЗсРЛ ВТОРОГО СЧСТ- чика 1п(явллется в моменг1 ОГда ПОРПЕЦ. Дна гОСТИРУЕЛ 10 ГО ЦггКЦЦРа заходит в В 11 Т, при этом датчик 15 Б 1 Т может быть установлен на лшбсм цилиндре, а угловое смепгение В)11. с вь:" хода шифратора при атолл опредеглеся кодом. Поскольку схема Изаблокиро. вана, то в первом счетчике 5 формиру ется код 1 угла опережения впыска топлива. Третий счетчик 13 вь полнец таким образом, что его об ь(м равен количеству импульсов 1,ь( выра батываемых управляемым генарат(ром 1 за оциц оборот вала, и поэтсму в нем (1 орлир ется код 1,36, - 1 (ко;г у;а,.10)(цтср., Ьк О (.".1 3 Э;П:а 111"0 - )кет Да;.;с Цгл РЯЭРЭГУПИРГ 3.:ь: Дв)цг) 1 ат еле и) Р ви гь 3 Р Л:, с ,.е 11 ) поэтолу а Лп;О, - , .:Ррспсл Г.п. Че".- вертогс Гчетчгп(а 2 П,.: )л:;Г;,: 1( 1;ОЯВЛ 51 БТ.Л И, г 3 СДОВатЕ;ЬО,. Рг 1 1.т 1 иГГ )2 1 аходит ся 3 и . Гросо(гг о яции, 1 сигналы нулевого уровя с ЕГО Г)ЛЛ 0 О 3 ЬП(ЭДа ПР:СУтГВУ(г Ца ИнфОРМПЦИОЦОМ ) (ОЕто;.", О 051г Е - ра 21 ц адре( но; в) Одс мультипээксора 6. 11 ри;алцсйш(и псцор 01 е .-:Пла цачцнаетсл новый писыск т(;цп а и на выходе Перного фор)ц:р(наел: 2 ПОЛВЛБ)ТСЯ Ед.1 ПЧЬ 1 И ЬМПУ)ЬГ р 3(00- рыл уста:аг:и 3(т в:орсй р .Ггр 2и ст 1)сОПТе)т состйгге Ое и ре, 2Поскольку третий .Иг"1:".22 е уста НОВЛЕЦ ВтО В МОМЕНг СтРОРОВ- ниЯ сбс гоян)л гр 1 1 Рга 2 ца 1 1 форв Ц 10 ннс ВУОс твпгРра ) 1 цлР чгй ПОТЕЦ)пг,:7 г ГОЭОМУ На Цп 1)ЛХОПГ. второго триггера 21 будет н,лецэй ПОТЕНППЛ КОТОРЫЙ ПОСТУП 8 Э" Ц ЗЦв КОВЫй )с(Од 6 ЛОКа 9 ИндИКацИ 1, г. 5;Р- телствуя о положите)ьом закс .а Поскольку в момент стрэбкроцанил Гос-" тояция 1 еГистра 7 г:Б а.ресОм 3)(0 с МУЛЬГИПЛЕКСОРа ) ПСУтС 73 ргСГ НУЛЕВОЙ ПОТЕ ЦЦИа 11 ТО"Цт Вапге 1 ЦЮОРГга 1 ии ПРО 13 вод)гтс 51 Г гь 1: Г; 1 Р 1 ВОГ счетпика 5, .дал( с па;3 цал ифор. ацил через дешифратор (1 поступае: ца кцг;ормационньй: Вход блока 9 и 1 пкацп,Если угол Опере кецил 3 прь:,( ка отрицательный, то коли ество 3 л(цул,со 3, прошедших через сх у И , Соответствует це самому у лу) а ег( цопсг- енио к углу 360, .1 осколку абсо,птцая зеличица отрицательного у Ла опережения 33 прыска даже длл разрс улированных двкгате.:ей це может превь.Ошать величкцу 180, то на вы;оде лев реполненил четвертого счетчика 20 :1 эя в ля е т с я ед иич н 1 Й импу л ь с,:(0 т О - )ый устанавлигает "рет й триггер 22 в едкничное состояние, а сигнал Рчццчцого уровня с его прямого цКода поступает це )нсор)ац)оццй вход ш О 1)ого григгера 21 и адресий гхг:д УЬТКПЛЕ 1(ССг). )ОЭ 1 ОМ,г ) г;.Е 1 т "гробировац л импу, Ве Эм с 11 орл(ро 130 - . гсля 2 (при Э)-ецуш 3(.м лпр(.Ке тогглива) состояния тргтгера 22 ца прл - мом вьгходе тхиггера 21 у(.тица 3:1 а-СЛ ЕДИЦ 51 ЧЫЙ ПОТЕ Ц 1 ИаКотов, Пг пост тает на Нико Ьй -хо; б:(.а ( ПДИКаЦИИ И Г ВДЕ Г.:ЬстрСТ Эг Г 1"гат 1 ЬПОг ЗцЭ. уг).С,011 ЕН Ст)Сб ГОВа 11 Л СО(.)ОЛ 1 Л р.(.Гр:гсгЦ(-СЦОЛ ВХОД Е. М.СИП(Е.со)а О"Гл сцуае едцц: цй оте.ц 1(35. иггИТЬВЦИЕ ИнфОРЛ анц ПРОЭ 30,:ТСЛГ выхода третего счетчика 19. ПалРС3.фОРМаЦ 3 Л ЧСРЕЭгсП)1 рРП)ОРПРСТ, -П. т На Ицф 011 ;ЦИГ 1 гг г: НХР г с 10:аП 5 цхацк 11, 1 С 1 11(11 РйгП 3 11", ) Ра:а работа усгой(. г:а цог)гоп)1(тсгг 11 рц 3з".ерецп уг,:а с:сре жсэгИл 101;:. ц;Отои.;ом: ОбходилО, 11 Об. а,ЦК:. ИССЛЕГУОМОГ) ПРОЦЕССЕ г В"би и у с т а ц 0 вл ец ц а Дна Г ц О Г гр е)0)гггпп;тле, поэгоу цр: его и( по)лрс - "ЭЦ:Ц Д:Ц Д 11 ГПОСтцкЛЦГГГЬ(и;О" ы)13 иГсртепе СОб:".Оцимо .3 ьпэл 1 1 о:1 ПОЙ Обье. р(бот ;О пеасс ац31.( ;аг пц(ов, что Ведст к бо:ьг 01 11 -дс. с кости работ. Если датчиг; 11,". буд,г г УСГП 11013 ЛЕЕ ЦЕ. 7 Цис.НОСТЦР Е10П 1.: 1,1,1)Р а ца (аким;.:.будг, Дгу (,г ера ПаГ(а (3 ц( Ка - г 1ф)- п )уемьгй триг ером, будет соо 1)(тсгвовать це испип;олу уг.у, а г о сумме с углом,. равцьм с;вигу фаз : ежду В 11 Т диагцостируемого ци.пц,дра и ВМТ цилиндра ца котором устаОв -РД а т .1 их г 1В с 1 ииг и и и а 1 11 0 й с )лгОИЛвжит В Ицг(Г) Вавс ОТ Й До .) 60 Ц7 1. если ока превышает 180", то ка лыков де схемы равнозначности будет толькс один импульс, на блоке индикации бу -Одет икдицироваться число 360 , ке отражая истинного угла. Если величина данной суммы будет в интервале ото120 до 180, то н." выходе схемы равнозначности будет два импульса и на блоке индикации будет индицирооваться число 180 и т,д. Следоват ельно, для измерения угла опережения с помощью устройства прототипа необходимо всякий раэ переставлять оба датчика на диагностируемый цилиндр, что повышает трудоемкость работ. В предлагаемом устройстве с помощью шифратора и счетчика БМТ диагностируемого цилиндра определяется аппаратным путем, и для измерения угла опережения 1 впрыска необходимо переставлять только датчик начала впрыска переключая при этом шифратор на диагкостируемый цилиндр), а датчик В 1 ГГ может быть установлен йа любом иэ цилиндров и переставлять его не требуется.Б устройстве управление частотой генератора происходит с помощью напряжения, которое вырабатывается преобразователем частоты в напряжение, на вход которого подается частота следования угловых меток. Поэтому вырабатываемое преобразователем частоты напряжение учитывает неравномерность вращения вала внутри оборота, при этом чем больше угловых меток имеет диск-задатчик или шестерня тем выше точность измерения. 1 рометого, при измерении отрицательных уг - лов прототипом поскольку абсолютная величина. угла опережения впрыска значительно меньше величины угла полкогсооборота, вала (360 ), то на выходе схемы равнозначности будет только один илптульс и показания блока индикации будут соответствовать углуо360 , не отражая истинную величину угла. В устройстве вычисляется сам угол опережения и его дополнение к углу 360 в двух специальных счетчиках. Индицировакие угла производится из того счетчика, который соответствует истинному углу впрыска, В качестве критерия, по которому определяют из которого счетчика необходимо считывать и индицировать информацию, взято то, что максимальный положительный угол опережения и абсолютная величина максимального угла э;0078запаздывания не могут превышать оп 5 еделенкой величины, например угла 180 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Формула и з о б р е т е и и я Устройство для диагностики дизеля, содержащее датчик исследуемого процесса, датчик верхней мертвой точки, первый и второй Формирователи, первый и второй триггеры, схему И, первый счетчик, регистр, блок индикации, преобразователь частота - напряжение и управляемый генератор, причем датчик исследуемого процесса через первый Формирователь соединен с единичным входом первого триггера и синхро. кизирующим входом второго триггера, прямой выход первого триггера подключен к первому входу схемы И, выход преобразователя частота - напряжение подключен к управляющему входу генератора, выход которого подключен к второму входу схемы И, датчик верхней мертвой точки подключен к входу второго формирователя, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью уменьшения труцоемкости диагностирования и повышения точности измерениями в него введены датчик угловых меток, третий и четвертый формирователи, второй, третий и четвертый счетчики, третий триггер, шифратор, мультиплексор и дешифратор, причем датчик угловых меток через третий формирователь подключен к входу преобразователя частота - напряжение, выход первого Форлирователя подключен к синхрониэирующему вхоцу регистра и входу четвертого формирователя, выход последнего подключен к входам обнуления третьего триггера и первого, третьего и четвертого счетчиков, выход шифратора подключен к информационному входу второго счетчика, выход Заем" которого подключен к входу обнулекия первого триггера, выход управляемого генератора подключен к вычитающему входу второго счетчика, к синхронизирующему входу которого подкллочен выход второго Формирователя, выход схемы И подключен к суммирующил входам первого и четвертого счетчиков и вычитающему входу третьего счетчика, информационные выходы первого и третьего .счетчиков подключены к первому и второму информационным входам мультиплексора соответственно, информационный выход послеп;-,.: 11 Ш, 1,ИИЫШШШйВЛ 3 Г .Е Сссавнтель П, 1 атрахалтпевРедактор И.Дылын Техред Л,Ерал-.у:- Корректор В.Бутяга Заказ б 233/43 тираж 778 Подписное ВНИПИ Государство н,:. о :омптета ГССР по делам изобрете;и.:и и открытий 13035, москва, )К-З,.:., Раупская наб д. А/5Производственнс-полиграфическое прг дпр:ятие, г, Ужгород ул. Проектная, 4 9 1) него подключен к информационному входу регистра, информационная к ход которого через дешифратор подключен к входу блока индикации, выход пере - полнения четвертого счетчика подключен к единичному входу третьего триг 10гера, прямой выход которого подключен к информационному входу второго триггера и адресно.1 у входу мультиплекс.ора, прямой выход второго триггера подключен к знаковому входу блока индикации.