Устройство для диагностики дизелей

СОЮЗ СОВЕТСНИХ СОЦИА ЛИСТ ИЧЕСН 9675 А БЛИК 9);и 4 С 01 М 15/00 Р 0 5/ СУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ С ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТН ТИИ ИСАНИЕ ИЗОБРЕ) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДИАГНОСТИКИ ДИЗЕ 57) Изобретение позволяет очность и упростить обраб ультатов измерения контро повысить тку реьного паатчик 1 а, Устр-во сод ра(56) Авторское свидеВ 1108345, кл, С 01 ВИДЕТЕПЬСТВУ исследуемого процесса, формирователи2, 4, 16, датчик 3 верхней мертвойточки, триггеры 5, 10, 11, 17, 18, 19, 20,схемы И 6,8,12, счетчики 7,9,27, блок13 вычисления, индикатор 14, датчик15 угловых положений, блоки 21, 22управления, компараторы 23,24, емкости 25,26. Устр-во позволяет устранить зависимость фиксации угловых положений вала от скорости его врашенияи учесть погрешность синхронизациимоментов начала впрыска и захода порш ня в верхнюю мертвую точку, а такжеснизить разрядность счетчиков из-заснижения частоты импульсов, 2 ил,Изобретение относится к двигателестроению, в частности к техникеконтроля технического состояния двигателей внутреннего сгорания, и может быть использовано для диагностики дизелей,Цель изобретения - повышение точности и упрощение обработки результатов измерения контрольного парамет Ора, что достигается путем устранениязависимости точности счета от равномерности вращения коленчатого валадвигателя и дополнения счета на границах участка измерения, а такжеобеспечения возможности снижения разрядности счетчика иэ-эа снижения частоты импульсов.На фиг,1 приведена функциональнаясхема устройства; на фиг,2 - временная диаграмма синхронизации элементов устройства и процесса вычисления,На диаграммах (фиг.2) обозначены:а - сигналы на выходе третьего формирователя; б - сигналы на выходе пер 25вого формирователя, в - сигналы навыходе второго формирователя; г -сигналы на выходе четвертого триггера, д - сигналы на выходе пятоготриггера; е - сигналы на выходе первого триггера; ж - сигналы на выхоце второго триггера; з, - сигналы навыходе шестого триггера, н - сигнапы на выходе седьмого триггера, к -сигналы на входе первого счетчика, 35л - сигналы на входе второго счетчика; м - сигналы на входе третьегосчетчика; н - сигнал "Готовность";о - сигнал "Сброс"40Устройство содержит датчик 1 исследуемого процесса, первый формирователь 2, датчик 3 верхней мертвой точки, второй формирователь 4, первый триг гер 5, первую схему И 6, первый 45 счетчик 7, вторую схему И 8, второй счетчик 9, второй триггер 10, третий триггер 11, третью схему И 12, блок 13 вычисления, индикатор 14, датчик 15 угловых положений, третий 50 формирователь 16, четвертый триггер 17, пятый триггер 18, шестой триггер 19, седьмой триггер 20, первый блок 21 управления, второй блок 22 управления, первый компаратор 23, второй компаратор 24, первую емкость 25,вторую емкость 26, третий счетчик 27,Датчик 1 исследуемого процессачерез первый формирователь 2 подключен к единичным входам первого 5,четвертого 17 и пятого 18 триггеров.Датчик 3 верхней мертвой точкичерез второй формирователь 4 подключен к входу обнуления первого триггера 5 и к синхронизирующему входу второго триггера 1 О, Датчик 15 угловыхположений через третий формирователь16 подключен к входам обнуления второго и пятого триггеров 10 и, 18 соответственно и к третьим входам пер"вой 6, второй 8 и третьей 12 схем И,Прямой выход четвертого триггера 17подключен к информационному входувторого триггера 1 О, прямой выходкоторого подключен к синхронизирую"щему входу седьмого триггера 20 и кпервому входу второго блока 22 управления, Прямой выход первого триггера 5 подключен к первому входупервой схемы И 6, Прямой выход пятого триггера 18 подключен к синхрониэирующему входу шестого триггера 19и первому входу первого блока 21 управления,Выход первого блока 21 управленияподключен к входу первого компаратора 23 и через первую емкость 25к нулевому потенциалу, Выход первого компаратора 23 подключен к входуобнуления шестого триггера 19 и квторому входу первого блока 21 управления, Выход второго блока 22 управления подключен к входу второгокомпаратора 24 и через вторую емкость 26 к нулевому потенциалу, Выход второго компаратора 24 подключенк синхрониэирующему входу третьего триггера 11, входу обнуленияседьмого триггера 20 и второму входу второго блока 22 управления. Единичный потенциал подключен к информационным входам третьего 11, шестого 19 и седьмого 20 триггеров.Прямой выход шестого триггера 19подключен к второму входу второйсхемы И 8, Прямой выход третьеготриггера 1 подключен к синхронизирулцему входу блока 13 вычисления, аинверсный - к вторым входам первой6 и третьей 12 схем И и к первомувходу второй схемы И 8, Выходы пер"вой 6, второй 8 и третьей 12 схемИ подключены к счетным входам первого 7, второго 9 и третьего 27счетчиков, информационные выходы которых подключены к соответствующиминформационным входам блока 13 вычисления. Вход индикатора 14 соединен с выхо,"ом блока 13 вычисления,11 епь"Сброс" блока 13 вычисления подключена к входам обнуления всех триггеров и счетчиков,Датчик 1 исследуемого процессагенерирует электрический сигнал нмомент начала подачи топлива. Датчик3 верхней мертвой точки генерир етэлектрический сигнал в момент нахождения поршня двигателя в верхнеймертвой точке, Датчик 15 угловых положений генерирует электрический сигнал через известный дискретный уголповорота вала. Формирователи 2, 4и 16 предназначены для нормированиясигналов от датчиков 1,3 и 15 по амплитуде и фронту, Первый триггер 5предназначен для задания временногоинтервала, соответствующего времениповорота вала на измеряемый угол.Пятый триггер 18 служит для заданиявременного интервала, соответствующего повороту вала на угол от начала впрыска до первого импульса, после этого с датчика 15 угловых положений, а первый блок 21 управленияпредназначен для линейного заряда заэто время первой емкости 25, Четвертый триггер 17 и второй триггер 10служат для задания временного интервала, соответствующего повороту валана угол от момента нахождения поршня в верхней мертвой точке до первого импульса после этого с датчика3515 угловых положений, а второй блок22 управления предназначен для линейного заряда за это время второй емкости 26, Компараторы 23 и 24 пред 40назначены для выявления моментов,когда первая и вторая емкости 25 и26 соответственно разрядятся до нулевого уровня. Шестой триггер 19 предназначен для формирования временного 45интервала, в течение которого разряжается первая емкость 25, а седьмойтриггер 20 - для формирования временного интервала, в течение которогоразряжается вторая емкость 26. Третий триггер 11 предназначен для бло 50кировки счета после того, как сфоржруются операнды, и для выработки сигнала "Готовность", по которому блок13 вычисления производит расчет угла,Первая схема И 6 предназначенадля формирования пачки 11, импульсов -цифрового эквивалента искомого угла сдискретностью измерения 0 (6- угол,через который датчик 15 угловых положений вырабатывает импульсы , Втораясхема И 8 предназначена для формироания пачки 11 импульсов - цифровогоэквивалента угла поворота вала отмомента начала впрыска до приходапервого после этого импульса с датчика 15 угловых положений. Третьясхема И предназначена для формирования пачки 11, импульсов - цифровогоэквивалента угла поворота вала отмомента захода поршня в верхнююмертвую точку до прихода первогопосле этого импульса с датчика 15угловых полоФений, увеличенного в Краз. Счетчики 7,9 и 27 предназначеныдля формирования и буферизации операндов 11, И , 11, соответственно. Блок13 вычисления предназначен для расчета измеряемого угла и управленияпроцессом измерения, Индикатор 14предназначен для индицирования результатов измерения.Устройство работает следующим образом (фиг,1 и 2).Перед началом измерения блок 13вычисления вырабатывает сигналСброс, который приводит в нулевоесостояние все триггеры и счетчики.При вращении вала двигателя датчик15 угловых положений генерируетэлектрические сигналы через известный дискретный угол 6 поворота коленчатого вала, Третий формирователь16 нормирует данные сигналы по амплитуде и фронту, Поскольку все триггеры в исходном состоянии обнулены,импульсы с выхода третьего формирователя 16 на счетные входы первого 7,второго 9 и третьего 27 счетчиковчерез первую, вторую и третью схемыИ соответственно не поступают. Привращении вала двигателя происходитвпрыск топлива в цилиндр. Датчик 1исследуемого процесса генерируетэлектрический сигнал. Первый формирователь 2 формирует иэ данного сигнала нормированный короткий импулье,который устанавливает первый 5, четвертый 17 и пятый 18 триггеры вединичное состояние, При этом сигналединичного уровня с прямого выходапервого триггера 5 поступает на первый вход первой схемы И 6, котораяоткрывается, и импульс с выхода первого счетчика 7,Сигнал единичного уровня с прямого выхода пятого триггера 18 посту 1379675пает на первый вход первого блока управления, а также устанавливает и единичное состояние шестой триггер 19, В результате первая емкость 25 начинает линейно заряжаться, При дальнейшем вращении вала срабатывает датчик 15 угловых положений, третий формирователь 16 формирует короткий импульс, который переводит пятый тригО гер 18 н нулевое состояние. При этом сигнал нуленого уроння поступает на первый вход перного блока 21 управления. В результате первая емкость 25 начинает разряжаться, Поскольку первая емкость 26 линейно заряжается за время зС равное времени поворота вала двигателя от момента начала нпрыска до прихода первого импульса с датчика 15 угловых положений, 20 то разряжается она в течение времени 1,К. Все это время импульсы с выхода третьего формирователя 16 поступают через вторую схему И 8 на счетный вход второго счетчика 9. Ког да первая емкость по истечении времени ,С,К разряжается, срабатывает перный компаратор 23, и сигнал единичного уровня с его выхода переводит шестой триггер 19 в нулевое состояние и посту 1 ает на второй вход первого блока 2 управления, запрещая дальнейший разряд первой емкости 25, В результате вторая схема И 8 закрывается и импульсы на счетный вход второго счетчика 9 не поступают.Таким образом, во втором счетчике9 формируется цифроной эквивалент1угля Г 1 оноротя наля от начал я 40впрыска до перного срабатывания после этого датчика угловых положений,увеличенный в К раэ. При дальнейшемповороте вала наступает момент,когда поршень заходит в верхнюю мервую точку, В результате датчик 3верхней мертвой точки генерируетэлектрический сигнал, второй форьврователь 4 формирует иэ него нормированный короткий импульс, которыйустанавливает первый триггер 5 в нулевое, а второй триггер 1 О в единичное состояние, При этом сигнал нулевого уровня поступает на первый входпервой схемы И 6, которая закрывает 55ся и импульсы на счетный вход первого счетчика 7 не поступают,Таким образом, в первом счетчике7 формир ется цифровой эквиналент И 1 уг 11 Я ион оро та нала на изме ряемый угол с 1 иекретностью измерения Й, Сигнал единичного уровня с прямого выходя второго триггера 10 поступает на первый вход второго блока 22 упранления, а также устанавливает седьмой триггер 20 в единичное состояние, В результате вторая емкость 26 начинает линейно заряжаться. При дальнейшем вращении вала срабатывает датчик 15 угловых положений, третий формирователь 16 формирует короткий импульс, который переводит второй триггер 10 в нулевое состояние, При этом сигнал нулевого уровня поступает на первый вход нторого блока 22 управления, В результате вторая емкость 26 начинает разряжаться. Поскольку вторая емкость 26 линейно заряжается за, время дС., ранное времени поворота вала двигателя от момента прохождения поршнем двигателя верхней мертвой точки до прихода после этого первого импульса с датчика углоных положений, то разряжается она н течение времени лСК, Все это время импульсы с выхода третьего формирователя 16 поступают через третью схему И 12 на счетный вход третьего счетчика 27.Когда вторая емкость 26 по истечении времени дС 1 К разряжается, срабатывает второй компаратор 2 й, и сигнал единичного уровня с его выхода переводит третий триггер 11 в единичное состояние, седьмой триггер 20 в нулевое состояние и поступает на второй нход второго блока 22 управления, запрещая дальнейший разряд второй емкости 26, В результате третья схема И 12 закрывается и импульсы на счетный вход третьего счетчика 27 не поступают, Таким образом, н третьем счетчике 27 формируется цифровой эквивалент И угла поворота вала от момента захода поршня в верхнюю мертвую точку до первого срабатывания после этого датчика 15 угловых положений, увеличенньБ 1 в К раз, Сигнал нулевого уровня с и ннер сно го выхода третьего триггера 1 поступает на вторые входы первой 6 и третьей 12 схем И и на первый вход нторой схеи 1 И 8 и блокирует их, Сигнал единичного уровня с прямого выхода третьего триггера 11 "Готовность" поступает на вход, синхронизирующий блок 13 вычисления, снидетельстнуя об7 13796окончании формирования исходных данных. По данному сигналу блок 13 вычисления осуществляет съем операндовВ М , И во внутреннюю память и5осуществляет расчет измеряемого угла,если блок 13 вычисления выполнен ввиде микропроцессора. Если блок 13вычисления выполнен на жесткой логике, происходит аппаратное сложение 10операндов Н Н , М (операнд Ю,при этом предварительно сдвигается),Далее результат с выхода блока 13вычисления поступает ка вход индикатора 14,15На этом единичное измерение кончается. Далее блок 13 вычисления снова нырабатывает сигнал "Сброс", после чего работа устройства повторяется20Предлагаемое устройство позволяетобеспечить более высокую точностьвследствие независимости фиксацииугловых положений вала от скоростиего вращения и учета погрешности синхроиизации моментов начала впрыскаи захода поршня в верхнюю мертвуюточку, а.также упростить обработкурезультатов измерения и повыситьнадежность эа счет применения счетчиков с меньшей разрядностью и меньшим быстродействием,Формула изобретенияУстройство для диагностики дизелей, содержащее датчики исследуемого процесса и верхней мертвой. точки, первый и второй формирователи, первый, второй и третий триггеры, первую, вторую и третью схемы И, первый и нторой счетчики, блок вычисления40 и индикатор, причем датчик исследуемого процесса через первый формирователь подключен к единичному входу первого триггера, прямой выход которого подключен к первому входу пер 45 вой схемы И, выход которой подключен к счетному входу первого счетчика, датчик верхней мертвой точки через второй формирователь подключен к входу обнуления первого триггера, инверсный выход третьего триггера подключен к второму входу первой схемы И и к первому входу второй схемы И, а выход второй схемы И подключен к счетному входу второго счет. 55 чика, выход блока вычисления подключен к входу индикатора, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности и упрощения обработкирезультатов измерения, устройствоснабжено датчиком угловых положений,третьим формирователем, четвертым,пятым, шестым и седьмым триггерами,первым и вторым блоками управления,первым и вторым компараторами, первой и второй емкостями и третьимсчетчиком, причем выход первого формирователя подключен к единичнымвходам четвертого и пятого триггеров, прямой выход четвертого триггера подключен к информационному входувторого триггера, прямой выход которого подключен к первому входу второго блока управления и к синхронизирующему входу седьмого триггера, выходвторого формирователя подключен ксинхронизирующему входу второготриггера, датчик угловых положенийчерез третий формирователь подключен к входам обнуления второго ипятого триггеров и третьим входампервой, второй и третьей схем Р, прямой выход пятого триггера подключенк первому входу первого блока управления и синхронизирующему входу шестого триггера, выход первого блока управления подключен к входу первогоКомпаратора и через первую емкость кнулевому потенциалу, выход первогокомпаратора подключен к входу обнуления шестого триггера и второмувходу первого блока управления, выходвторого блока управления подключенк входу второго компаратора и черезвторую емкость - к нулевому потенциапу, выход второго компаратора подключен к второму входу второго блокауправления, синхронизирующему Ьходутретьего триггера и входу обнуленияседьмого триггера, единичный потенциал подключен к информационным входам третьего, шестого и седьмоготриггеров, прямой выход шестоготриггера подключен к второму входунторой схемы И, прямой выход седьмого триггера подключен к первому входу третьей схема И, прямой выходтретьего триггера подключен к синхронизирующему входу блока вычисления, а инверсный - к второму входутретьей схемы И, выход третьейсхемыИ подключен к счетному входу третьего счетчика, информационные выходыпервого, второго и третьего счетчиков подключены соответственно к первому, второму и третьему информацион1 37967 5 ным входам блока вычисления, а цепь"Сброс" блока вычисления подключена к входам обнуления всех триггерови счетчиков,К Фиг,ставитель П,Покровскийхред Л.Сердюкова Редактор М,Бланар орректор Л енк Зака одписно иэводс твенно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул,Проектная,ВНИИ п 3035, МТираж 847 Государственного комитета СССРделам изобретений и открытийква, Ж, Раушская наб., д,4/5