Система для определения дискретных значений фазовых диаграмм периодических процессов

Авто зобре Ю. К. Бобков и С. М. франкште Государственный всесоюзный ордена Трудовнаучно-исследовательский технологическийн эксплуатацнн машинно гракторного парка го Красного тнтут ремо) Заявитель ЛЕНИЯ ДАММ ПЕРИО блокилямн нсчетчикроватеключенн 54) СИСТЕМА ДЛЯ ОПРЕД фАОВЫХ ДИАГР Известны системы для определения дискретных значений фазовых диаграмм периодических процессов, например, в двнгателях внутреннего сгорания, содер- жащие соединенные между собой датчн 5 кн отсчетного момента, переключатели,временной дискриминации с вентнделнтелямн напряжений, цифровые н с входными клайанамн, формнлн, стробосюп н триггер с подым к нему индикатором.Предлагаемая система отличается тем, что в ней к входам триггера подключены система поджига стробосюпа н последовательно соединены формирователин блокн временной днскрнмннацнн, вентили юторых через мультнвибраторы, формирователи н переключатели прнсое дннены к блокирующим датчикам, подключенным через другие переключатели к индикатору, системе поджига стробосюпа н управляемым входам клапанов цифровых счетчнюв. К тем же входам упомянутого триггера дополнительно прнКРЕТНЫХ ЗНАЧЕНИЙ ЧЕСКИХ ПРЭЦЕССОВ соединены генератор. импульсов н через усилители, делители амплнтуды, формирователи и вентили блоюв временной днскрнмннацни датчики отсчетного момента, причем между делителями н клапанами цифровых счетчиков включены время-импульсные преобразователя. Эго позволяет расширить функциональные возможностн и повысить точность и надежность сис-. темы.На фнг. 1 показана функциональная схема системы; на фнг, 2 н 3 - временные диаграммы работы системы при нзмеренин фазовых параметров текущего колебательного сигнала.Система содержит датчики 1 и 2 ьтсчетного момента, юторые служат для йреобразованна пульснрующнх колебаний потоков газов во впускном н выпускном коллекторах нлн картере двигателя в электрическое напряжение текущего колебательного сигнала, н блокирующие датчнкн 3-6, фнкснруюшне моменты в интервалах колебаний (пульсацнй) теку296464гателя) и фазового сдвига относительно опорного момента.2, Измерение параметров импульсов .двух одновременно текущих колебательных процессов и фазового сдвига междуними и опорным моментом.3. Измерение параметров блокирующих процессов и фазовых сдвиговмежду ними и опорным моментом.10 4. Измерение ускорения протекающегопроцесса.При работе системы в первом режимеимпульсы текущего колебательного сигнала 01 (см. фиг.З), вырабатываемые15 датчиком 1, при положении переключателя 7 поступают в блок 9 временнойдискриминации,и Одновременно импульсы 0, ц, О, (см, фиг. 2), выраоатываемые20 блокирующими датчиками 3-6, при положении с 4 переключателей 21-24 поступают на формирователь 27, который вырабатывает стартовые импульсы от каждого датчика и запускает ждущий мультивибратор 43. Иультивибратор 43 вырабатывает импульс блокировки Ц, (см.фиг.2) от каждого поступающего импульса, длительность которого Ф равна интервалу пульсаций проверяемого цилинд 30ра. Этот импульс подается иа вентиль 3 1и блокирует прохождение импульсов Ци ОФ и (см. фиг.2) по каналу измере-фния блока 9 временной дискриминации винтервалах пульсаций исследуемого сиг 55 нала, которые выбираются переключателями 21-24 датчиков 36 блокировки.При измерении параметров текущегосигнала (пульсирующего потока) и чребуемом интервале один из переключателей блокирующих датчиков, например 23,40устанавливают в положение д . В атомслучае в интервале 1,- импульсы измерительной схемы цф 1 пройдут черезвентиль 31 и с формирователя 11 пос 45 тупят на вход триггера 13. щего сигнала, импульсы которых прщназначены для временной блокировкиколебаний (пульсаций) импульса текущего колебательного сигнала. В качестве блокирующих датчиков могут использоваться датчики, регистрирующие процессы, протекающие синхронно с колебаниями текущего сигнала (например,впрыск топлива форсункой), которые также требуют измерения, или контактныедатчики с управляемым моментом замыкания,Датчики 1 и 2 текущего колебательного сигнала через переключатели 7 и 8подключены к входам блоков 9 и 10временной дискриминации,Выходы блоков 9 и 10 через формирователи 11 и 12 соединены с входамтриггера 13, который служит для измерния фазовых сдвигов между импульсамитекущего колебательного сигнала путемпреобразования их в прямоугольные импульсы напряжения. Выходй триггера 13через переключатели 14 и 15 подключены к индикатору 16 и управляющим клапанам 17 и 18 цифровых счетчиков 19и 20.Датчики 3-6 через переключатели21-26 подключены к формирователям.27 и 28 блоков 9 и 10, через переключатели 29 и 30 к вентилям 31 и 32тех же блоков и через переключатели 1и 15 к стрелочному индикатору 16 иклапанам 17 и 18 цифровых счетчиков19 и 20, а также через переключатель33 к системе поджига стробоскопа 34.Стробоскоп 34 служит для наблюдения момента замыкания управляемогоконтактного датчика блокировки относительно опорной метки, а также для определения фазового сдвига импульса текущего колебательного сигнала,Делители 35 и 36 напряжений блоков9 и 10 через переключатели 37 и 38подключены к время-импульсным преобразователям 39 и 40 и через переклю-.чатели 14 и 15 к стрелочному индика,тору 16 и клапанам 17 и 18 счетчиков19 и 20. Генератор 41 импульсов подключен через переключатель 42 к входам50триггера 13.Исходя из требуемых задач измерения,система обеспечивает измерение в следующих режимах:551. Измерение параметров текущегоколебательного сигнала (например, пульсацией потока газов во всасывающем ивыхлопном коллекторах или картере двиНа другой вход триггера 13 от датчика 2 отсчетного момента при положении переключателя 8 по каналу блока 9 поступит опорный импульс Оф . Тригоп гер 13 вырабатывает прямоугольный импульс, пропорциональный фазовому сдвигу ;, между импульсами О,р и Оф Импульс Отр при положении Ъ переключателей 14 и 15 поступает на клапаны 17 и 18 и индикатор 16. Счетчики 19 и 20 и индикатор 16 измеряют фазовый сдвиг Ч( импульса текущего сигнала Отротносительно опорного сигнала Оф,Прй положении 3 переключателя 33импульс Оф поступает в систему поджига стробоскопа 34. С помощью стробоскопа можно наблюдать на вращающемсяшкиве двигателя фазовый сдвиг текущего сигнала относительно неподвижнойметки на корпусе двигателя.При положении 7 переключетеля 8по канаду блока 10 временной дискриминации на вход триггера 13 будут поступать импульсы от блокирующего датчика 3 и таким образом будет измеряться фазовый сдвиг импульса текущегосигнала относительно импульса 0.4сформированного от уровня блокирующего датчика (например, впрыска топливав цилиндр двигателя),В случае, если в качестве блокирую,щего датчика используются управпямыеконтактные датчики, блокирующий импульс при положении Ю переключателя29 поступает на вентиль 31, Одновре 25менно блокирующий импульс с контактного датчика при положении 4 переключателей 14 и 15 поступает на стрелочный индикатор 16 и управляющие клапаны 17 и 18 цифровой индикации, Приэтом измеряется длительность сигналов,вырабатываемых контактными датчиками.При положении 0 переключателя 33импульс с контактного датчика поступаетв систему поджига стробоскопа 34, Ос 35вешая стробоскопом метку на шкиве двигателя, настраивают соответствующийконтактный датчик на требуемый отсчетиый момент, относительно которого измеряют фазовый сдвиг импульса текущего сигнала.Таким образом, .при трех включенныхдатчиках 3-6 можно измерять фазовыйсдвиг относительно импульса впрыскаили отсчетного момента и величину импульса пульсирующего потока исследуемого интервала (ципиндра двигателя).При измерении параметров двух текущих значений колебательного сигнала Ц 1и Ц;, (см.фиг.З) и фазового сдвига меж-ду йими текущие сигналы с датчиков1 и 2 при положении ц переключателей7 и 8 поступают в блоки 9 и 10 временной дискриминации, а блокирующие,сигналы О,. - 0при положении О пе. у1рекпючателей 21-24 к формировачелям 27и 28 импульсов.В случае применения контактных датчиков 3-6 бпокирукшие сигналы подают 296464ся непосредственно к вентилям 31 и 32блоков 9 и 10.При трех включенных блокирующихдатчиках 3-6 можно измерять величинуи фазовый сдвиг между импульсами текущих сигналов. Аналогично описанномувыше нри положении д и 2 переключателя ЗЗ импульсы текущих сигналов.поступают в систему поджига стробоскопа, и таким образом можно измерятьфазовый сдвиг текущих сигналов относительно опорного момента.При измерении параметров импульсовблокирующих процессов (например, впрысктоплива в дизеле) и фазовых сдвиговмежду ними переключатели 7 и 8 устанавпиваючся в положение Г, а один изпроверяемых датчиков 3-6 при положении 0 переключателей 21-24 подключают к переключателю 7, а другой приположениитех же переключателей кпереключателю 8.При этом импульсы от одного датчика поступают в блок 9 временной дискриминации, а от другого - в блок 10.Аналогично описанному выше осуществляют измерение величины и фазовогосдвига между импульсами.Измерение величины ускорения процесса основано на том, что при увеличении скоростного режима величина амплитуды импульсов текущего сигнала(например, пульсаций во всасывающеми выхлопном коллекторах или давлениивпрыска) возрастает, а при уменьшениискоростного режима- уменьшается.При измерении ускорения вначале измеряют величины амплитуды импульсовЦ 1 и 0-в блоках 9 и 10 в крайнихПточках измеряемого диапазона скорости(например, 500 об/мин и 2000 об/мин).Затем устанавливают соответствующимделителем величину амплитуды импульса О в блоке 9, пропорциональной максимальному значению амплитуды приИ500 об/мин, а в блоке 10 Орвеличину, соответствующую максимальному значению амплитуды при п =ЮОО об/мин.Затем обороты двигателя устанавливают ниже 500 об/мин. При этом приборперестанет показывать, так как импульсы не будут. проходить, пока величина ихамплитуды не возрастет до значений,установленных делителями 35 и 36.Установив переключатель 14 в положение В, резко увеличивают скоростьпроцесса. В момент, когда скорость бу"729дет соответствовать 500 об/мин, амплитуда импульсов 01 в блоке 9 достигнет уровня ограничения, в на триггер13 поступит первый импульс, которыйоткроет клапан 17, и от генератора 41импульсов в счетчик 19 начнут поступать тактовые импульсы. При достижениискорости 2000 об/мин амплитуда импульса в блоке 10 достигнет установленного уровня ограничения, и на второйвход триггера 13 поступит первый импульс, который его переключит и темсамым закроет клапан 17, а счетчик 19зафиксирует время ускорения процесса.Для того, чтобы перед началом измерения триггер 13 находился в положении, при котором клапан 17 закрыт,импульсы от генератора 41 при положении 6 переключателя 42 на.короткоевремя подают на вход триггера 13, темсамым подготовив его для первого вклкнчения. Дальнейший останов поступлениятактовых импульсов достигается тем, чтоимпульс, прщаедший через блок 10 навход триггера 13 одновременно при положении 7 переключателей 44 и 45 поступит на триггер 46 останова, которыйопрокинется и закроет клапан 47. Темсамым прекратится поступление тактовыхимпульсов от генератора 41 к счетчикам19 и 20,Для того, чтоб,1. пецатиначалом измерения сбросить показа щй счетчиков 19и 20 и триггер 13 установить в положение, при котором клапан 17 закрыт, атриггер 46 останова - в положение,при котором клапан 47 открыт, тактовыеимпульсы от генератора 41 при положении о переключателя 42 на короткоевремя подают на вход триггера 13, темсамым подготовив его для первого включения, а при положении о переключателя44 и положении О переключателя 45 ихподают на вход триггера 46 и на сбросовый вход счетчиков 19 и 20,Перед измерением времени замедления текущего сигнала (например, время,,торможения двигателя или машины) спомощью блока 10 задают величину времени блокировки текущего сигнала назаданной максимальной скорости процесса(например, й ж 2000 об/мин), прикоторой импульсы текущего сигнала за-блокированы и не поступают на трйггер 13. Делителем 48 задают величину временной блокировки на заданнойминимальной скорости процесса (например, Иа 500 об/мин), при которой 64648все импульсы текущего сигнала черезблок 9 заблокированы и не поступаютна вход триггера 13.После этого увеличивают скорость 5 процесса выше максимально устаиовленного значения (.О = 2000 об/мин)и, переключив на короткое время переключатель 45 в положение д, подаюттактовые импульсы от генератора 41на входы триггеров 13 и 46, а такжена сбросовый вход счетчиков 19 и 20,тем самым подготовив триггер 13 кпервому включению., Затем переключатель 45 устанавливают в положение ЮЭа переключатель 14 в положение д ивключают торможение процесса. Кактолько скорость процесса станет меньшеустановленного предела (И щ 2000 об/мин),длительность периода увеличится, и им-20пульсы текущего сигнала начнут поступать через блок 10 на вход триггера 13.Триггер переключится и откроет клапан 18, через который начнут поступать 25тактовые импульсы от генератора 41 всчетчик 20.При достижении скорости, меньшейнюкнего установленного предела( И = 500 об/мин), длительность блокировки станет меньше длительности импульса, и на триггеры 13 и 46 поступит первый импульс через блок 9. Триггер 13 переключится и закроет клапан 18,а счетчик 20 зафиксирует время замедлення текущего сигнала, Триггер 46 переключится и закроет клапан 47, темсамым прекратив дальнейшее поступлениетактовых импульсов к счетчикам 19 и 20.Измерение ускорения или замедлениивозможно также с использованием одногодатчика, подключенного одновременно кдвум входам измерительндго триггера.Положение задаваемой величщаа порога блокировки импульсов, поступающих 45 на тот или другой вход, определяется спомощью стробоскопа 34, который подключается к входам триггера 13 приположениях 4 и Ъ переключателя 33;Как только стробоскоп перестанет вспыхивать, импульсы на вход триггера не поступают.Стробоскоп может также использоваться как строботахометр при измерении числа оборотов, например, ротора центрифуги двигателя или других валов машин, Для этого генератор 41 тактовых импульсов подключается при положении ц илипереключателя 42 и положении 6 или Ъ переключателя ЗЗ к2964 0системе поджига стробоскопа 34.ЭЬраваяя частотой генератора импульсов, добиваются положения, при котором исследуемый вал кажется неподвижным. Частота импульсов генератора определяет скорость вращения исследуемого вала. Формула изобретения О ЪСистема для определения дискретных значений фазовых диаграмм цериодических процессов, например, в двигателях внутреннего сгорания, содержащая сое диненные между собой датчики отсчетного момента, переключатели, блоки временной дискриминации с вентилями и делителями напряжений, цифровые счетчики с входными клапанами, формирователи, ф стробоскоп и триггер с подключенным к нему индикатором, о т л и ч а ю щ а я 6410с я тем, что, с целью расширения функциональных воэможностей и повышения точности и надежности, в ней к входам триггера подключены система поджига стробоскопа и последовательно соединены формирователи и блоки временной дискриминации, вентили котс.рых через мультивибрвторы, формирователи и переключатели присоединены к блокирук- щим датчикам, подключенным через другие переключатели к индикатору, системе поджига стробоскопа и управляемым входам клапанов цифровых счетчиков; к тем же входам упомянутого триггера дополнительно, присоединены генератор импульсов и через усилители, делители амплитуды, формирователи и вентили блоков временной дискриминации датчики отсчетного момента, причем между делителями и клапанами цифровых счетчиков включены; время-ампульсные преобразователи, гректор Е. Лукач Подписноекомитета СССРоткрытийсная наб., д. 4/5 Составитель А. МасРедактор Е. ьМесюиора Техред М. ПеткоЗаказ 4814/6 О Тираж 1090ЦНИИПИ Государственногопо делам изобретений иХХЗО 35, Москва, Ж 38, Раушфилиал ППП Патент", г, Ужго