Przedmiotem wynalazku jest sposób pomiaru wartosci chwilowej kata wyprzedzenia zaplonu w silnikach spalinowych wykorzystujacy przetworniki cyfrowo-analogowe.Zaplon mieszanki paliwowej w cylindrze silnika nastepuje po rozwarciu styków przerywacza, co odpowiada pewnemu scisle okreslonemu polozeniu tloka. Polozenie to okreslic mozna odlegloscia tloka od górnego punktu zwrotnego lub katem obrotu walu korbowego noszacego nazwe kata wyprzedzenia zaplonu.Najczesciej spotykana metoda wyznaczania kata wyprzedzenia zaplonu w zmiennych warunkach pracy silnika jest metoda stroboskopowa. Lampa stroboskopowa oswietlacie oznakowanie, na obudowie i kole zamachowym, polozenia tloka w górnym punkcie zwrotnym. Do sterowania wyladowaniem lampy wykorzystywanajest iskra zaplonowa przeznaczona dla pierwszego cylindra, dzieki temu impulsy swietlne sa synchronizowane z obrotami silnika i w ten sposób otrzymuje sie nieruchomy obraz wirujacego znaku. W ukladzie wyzwalania lampy znajduje sie uklad, który opóznia impulsy wyzwalajace. Regulujac opóznienie blysku doprowadza sie do tego, ze stroboskopowy obraz wirujacego znaku pokryje sie ze znakiem na obudowie. Miara kata wyprzedzeniazaplonu jest wartosc czasu opóznienia, która odczytuje sie z miernika. Metoda stroboskopowa wyznaczania wartosci kata wyprzedzenia jest metoda malo dokladna (blad pomiaru rzedu 10%) i pracochlonna. Nie ma mozliwosci pomiaru wartosci chwilowych kata wyprzedzenia zaplonu oraz porównania odpowiednich wartosci katów dla róznych cylindrówsilnika. . . Niedogodnosci tych nie posiada sposób wedlug wynalazku, w którym wykorzystano przetworniki cyfrowo-analogowe i który polega na tym, ze wyznacza sie chwilowa predkosc obrotowa silnika przez zliczanie liczby impulsów zegarowych generatora wzorcowego w przedziale czasu pomiedzy dwoma kolejnymi sygnalami z czujnika górnego polozenia tloka i przetworzenie tej liczby impulsów w przetworniku cyfiowo-analogowym.Równoczesnie wyznacza sie czas wyprzedzenia zaplonu przez zliczenie liczby impulsów zegarowych generatora2 108 497 generatora wzorcowego w pizedziale czasu wyznaczonym sygnalem z czujnika górnego polozenia tloka oraz sygnalem z przerywacza w aparacie zaplonowym i przetworzenie tej liczby impulsów w przetworniku cyfrowo- -analogowym. Sygnal wyjsciowy z pierwszego przetwornika cyfrowo-analogowego proporcjonalny do predkosci obrotowej silnika doprowadza sie poprzez odpowiednie rezystory do wejsc wzmacniacza operacyjnego wcho¬ dzacego w sklad drugiego przetwornika cyfrowo-analogowego, na którego wyjsciu otrzymuje sie sygnal pro¬ porcjonalny do iloczynu predkosci obrotowej silnika oraz czasu wyprzedzenia, a wiec sygnal proporcjonalny do kata wyprzedzenia.Sposób ten jest znacznie dokladniejszy od metody stroboskopowej, zapewnia pomiar wartosci chwilowej kata wyprzedzenia, a na wyjsciu pierwszego przetwornika cyfrowo-analogowego umozliwia pomiar predkosci obrotowej silnika.Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przykladzie wykonania na rysunku przedstawiajacym schemat blokowy ukladu za pomoca którego moze byc zrealizowany sposób wedlug wynalazku.Wyznaczenie kata wyprzedzania zaplonu w stopniach wymaga przeprowadzenia operacji wedlug wzoru: Ow = 360 • tw-n(l) gdzie: aw — kat wyprzedzenia zaplonu w stopniach tw — czas wyprzedzenia zaplonu (s) n - chwilowa predkosc obrotowa walu korbowego silnika (obr/s) W celu wyznaczenia tw oraz n wykorzystano sygnaly pochodzace z dwóch czujników. Z przerywacza P w ukladzie zaplonowym uzyskuje sie sygnal okreslajacy chwile zaplonu. Z czujnika Cz umieszczonego w poblizu kola zamachowego uzyskuje sie sygnal okreslajacy polozenie tloka w górnym punkcie zwrotnym.Przedzial czasu pomiedzy sygnalami przychodzacymi z obydwu czujników jest równy czasowi tw wyprzedzenia zaplonu zas predkosc obrotowa silnika wyznacza sie wykorzystujac sygnal okreslajacy górne polozenie tloka. _ 1 1 n~t0(2)A-ti gdzie: t0 - czas trwaniajednego obrotu walu (S) tj — przedzial czasu pomiedzy dwoma kolejnymi sygnalami z czujnika górnego polozenia tloka (s) A —liczba znaczników na tarczy kola zamachowego. Uzyskanie bezposrednio wielkosci analogowej wartosci chwilowej kata wyprzedzenia aw zaplonu jest mozliwe przy zastosowaniu przetworników analogowych.Przetworniki takie zastosowano w ukladzie przedstawionym na rysunku. Dzialanie ukladu w powiazaniu ze sposobem wyznaczania kata wyprzedzenia zaplonu jest opisane nizej.Sygnaly z czujnika Cz górnego polozenia tloka otwieraja bramke BI, rozpoczyna sie zliczanie impulsów zegarowych z generatora wzorcowego GW w liczniku LI. Sygnal z czujnika Cz jest jednoczesnie wykorzystywany do zerowania przerzutnika D sterowanego z przerywacza P. Sygnal wyjsciowy z przerzutnika D otwiera bramke B2 i w liczniku L2 zliczane sa impulsy zegarowe z generatora wzorcowego GW. Czas otwarcia bramki BI odpowiada czasowi t0 trwania jednego obrotu walu wyrazonego liczba NI impulsów zliczanych przez licznik LI.Czas otwarcia bramki B2 odpowiada czasowi tw wyprzedzenia zaplonu, wyrazonego, liczba N2 impulsów zliczonych przez licznik L2. Ujemne zbocze impulsu z czujnika Cz górnego polozenia tloka spowoduje przepisanie stanu liczników LI i L2 odpowiednio do rejestrów REI i,RE2, a nastepnie wyzerowanie liczników LI iL2. Stan rejestru REI odpowiadajacy liczbie impulsów NI jest przekazywany na wejscie pierwszego przetwornika cyfrowo-analogowego PCA1, zlozonego z przelaczników analogowych PI, zespolu rezystorów wagowych Rl, wzmacniacza operacyjnego Wl oraz zródla pradowego I. Zestaw rezystorów wagowych Rl jest zalaczany za posrednictwem przelaczników analogowych PI sterowanych z rejestru REI. Jednoczesnie zespól rezystorów wagowych Rl jest zasilany ze zródla pradowego I i polaczony z wejsciem nieodwracajacym wzma¬ cniacza operacyjnego Wl, który pracuje w ukladzie wtórnika. Dzieki takiemu polaczeniu przetwornika cyfrowo- -analogowego PCA1 realizuje sie operacje dzielenia wedlug wzoru: gdzie: Ul — napiecie wyjsciowe wzmacniacza Wl Al — stala przetwarzania NI — stan rejestru REI Ul = Al- NI n(3)108497 3 Wyjsciowy sygnal napieciowy Ul jest proporcjonalny do wartosci chwilowej predkosci obrotowej walu silnika.W drugim przetworniku PCA2 zespól rezystorów wagowych R2 jest zalaczony przez zestaw przelaczników analogowych P2, które sa sterowane z rejestru RE2. Sygnal wyjsciowy Ul wzmacniacza Wl podawany jest poprzez rezystor R3 na wejscie odwracajace wzmacniacza W2, jednoczesnie do tego wejscia dolaczony jest zespól rezystorów wagowych R2 oraz doprowadzony sygnal wyjsciowy U wzmacniacza W2 poprzez rezystor R6 (petla sprzezenia zwrotnego). Wejscie nieodwracajace wzmacniacza W2 polaczone jest poprzez rezystory R4 i R5 z wyjsciem wzmacniacza Wl oraz z masa ukladu. W rezultacie napiecie wyjsciowe U wzmacniacza W2 jest okreslone wzorem: gdzie: U = A2 • N2 • Ul * Ow (4) A2 — stala przetwarzania N2- stan rejestru RE2 Sygnal wyjsciowy U jest proporcjonalny do wartosci chwilowej kata wyprzedzenia zaplonu. Dobierajac odpowiednio stale przetwarzania Al i A2 mozna zmienic zakres poziomu napiecia wyjsciowego U. W metodzie tej dokonuje sie pomiaru wartosci chwilowej kata wyprzedzenia zaplonu dla poszczególnych cylindrów silnika, dodatkowo na wyjsciu przetwornika PCA1 okresla sie wartosc chwilowa predkosci obrotowej silnika! Dokladnosc zastosowanej metody przetwarzania wynika przede wszystkim z dokladnosci przetwarzania samego przetwornika, która przy odpowiednio duzej liczbie bitów jest bardzo duza.Sposób pomiaru wedlug wynalazku moze byc zastosowany do pomiarów dynamicznych przesuniec katowych.Zastrzezenie patentowe Sposób pomiaru wartosci chwilowej kata wyprzedzenia zaplonu w silnikach spalinowych z wykorzystaniem przetworników cyfrowo-analogowych, znamienny tym, ze wyznacza sie chwilowa predkosc obrotowa silnika przez zliczenie liczby impulsów zegarowych (NI) generatora wzorcowego (GW) w przedziale czasu pomiedzy dwoma kolejnymi sygnalami z czujnika (Cz) górnego polozenia tloka i przetwarzanie tej liczby impulsów w przetworniku cyfrowo-analogowym (PCA1) oraz wyznacza sie czas wyprzedzenia zaplonu (tw) przez zliczenie liczby impulsów zegarowych (N2) generatora wzorcowego (GW) w przedziale czasu wyznaczonym sygnalem z czujnika (Cz) górnego polozenia tloka oraz sygnalem z przerywacza (P) w aparacie zaplonowym i przetworzenie tej liczby impulsów w przetworniku cyfrowo-analogowym (PCA2), przy czym sygnal wyjsciowy z przetwornika cyfrowo-analogowego (PCA1) proporcjonalny do predkosci obrotowej silnikadoprowadza sie poprzez odpowiednie rezystory (R3 i R4) do wejsc wzmacniacza operacyjnego (W2) wchodzacego w sklad przetwornika cyfrowo-analogowego (PCA2), na którego wyjsciu otrzymuje sie sygnal proporcjonalny do iloczynu predkosci obrotowej silnika oraz czasu wyprzedzenia, a wiec sygnal proporcjonalny do kata wyprzedzenia zaplonu. PL