SU1101707A1 - Устройство измерени угла опережени подачи топлива в дизель - Google Patents

Abstract

УСТРОЙСТВО ИЗМЕРЕНИЯ УГЛА ОПЕРЕЖЕНИЯ ПОДАЧИ ТОПЛИВА В ДИЗЕЛЬ, содержащее датчик верхней мертвой точки, датчик исследуемого процесса, первый и второй формирователи пр моугольных импульсов, первый триггер, первую и вторую схемы И, генератор пр моугольных импульсов, первый и второй регистры и блок индикации, причем датчики верхней мертвой точки и исследуемого процесса через первыйи второй формирователи соответственно св заны с установочными входами триггера , выход которого св зан с первым входом первой схемы К, вторые входы Ml4iU -j fttiiii первой и второй схем И св заны с выходом генератора импульсов, a их выходы - с входами первого и второго регистров, отличающеес  тем, что, с целью повышени  точности измерени  угла опережени  в переходных режимах, в устройство введены преобразователь частота-напр жение, второй триггер, схема ИЛИ, одновибратор , схема равнозначности и Счетчик, причем генератор импульсов выполнен управл емым, его вход через преобразователь частота-напр жение св зан с выходом второго формировател  пр моугольных импульсов, первый вход схемы ИЛИ соединен с шинами сброса в нулевое состо ние первого регистра (Л и счетчика, со счетным входом второго триггера и выходом первого формировател , выход второго триггера подключен к первому входу второй схемы И, выходы первого и второго регистров соединены с входами схемы равно- значности, выход которой подключен ; к входу счетчика непосредственно и через одновибратор - к второму входу схемы ИЛИ, выход которой подключен к шине сброса в нулевое состо ние о второго регистра.

Description

Изобретение относитс  к диагностированию дпигателей внутреннего сгорани  и может быть использовано дл  измерени  угла опережени  подачи топлива дизелей. Известны устройства измерени  угла опережени  подачи топлива в двигатель внутреннего сгорани , содержащие датчики верхней мертвой точки и исследуемого процесса, формирователи импульсов, триггер и вторую схему совпадени , блок вычислени  угла и индикатор на его выходе, причем датчики с формировател ми включены на входах триггера, подключенного к одному из входов первой схемы совпадени , другой вход которой соединен с генератором импульсов и первым входом первой схемы совпадени  1 . Недостатком таких устройств  вл  етс  низка  точность измерени  угла опережени  впрыска топлива в переходных скоростных режимах, так как он определ етс  в виде отношени  двух цифровых кодов, KOTojpoe совпадает с отношением угдов поворота вала только при посто нстве .его угл вой скорости. При переходных скорост ных режимах, когда скорость мен ет с , указанное совпадение не имеет места. Известны устройства измерени  угла опережени  подачи топлива в дви гатель внутреннего сгорани , содер жащее датчик верхней мертвой точки, датчик исследуемого процесса, формирователи импульсов, триггер, первую и вторую схемы совпадени , блок вычислени  и блок индикации, генератор импульсов, формирователь угла 720°, датчик исследуемого процесса через формирователь импульсов соединен с первым входом триггера, св занного чеоез первую схему совпадени  с блоками вычислени  и индикации, а выход второй схемы совпадени  подключен к блоку вычислени , генератор св за параллельно - первой и второй схемами совпадени , формирователь угла 720°включен между выходом формировател  сигнала датчика исследуемого процесса и второй схемой совпадени  блок генерировани  фазовых сигналов выполненный в виде схемы управлени  третьей схемы совпадени , зада ни , первого и второго регистров и. cxeNn i сравнени  кодов, вых ды схемы управлени  подключены параллельно к входам третьей схемы совпадени  , схемы задани  и блока вычислени , а вход - к формирователю сигнала верхней мертвой точки,.второй вход третьей схемы совпадени  подключен к генератору импульсов, а выход последовательно через первый регистр подключен к первому входу схемы сравнени  кодов, ,выход схемы задани  подсоединен к второму входу блока вычислени , а выход блока вычислени  последовательно через второй регистр подключен к второму входу схемы сравнени  кодов, выход которой соединен с вторьм входом триггера 2. По сравнению с предьщущими данные устройства обеспечивают более высокую точность измерени  угла опережени  в установившихс  скоростных режимах работы дизел . В переходных же режимах точность измерени  угла опережени  низка , так как величина этого угла определ етс  в вид1е отношен;и  двух цифровых кодов, которое совпадает с отношением углов поворота вала только при посто нстве частоты вращени  и отличаетс  от величины этого отношени  при ее изменени х. Наиболее близкими к изобретению  вл ютс  устройства измерени  угла опережени  подачи топлива в двигатель внутреннего сгорани , содержащее датчик верхней ме зтвой точки, (ВМТ), датчик исследуемого процесса, первый и второй формирователи пр моугольных импульсов, первый триггер, первую и вторую схемы И, генератор пр моугольных импульсов, первый и второй регистры и блок индикации, причем датчики ВМТ и исследуемого процесса через первый и второй формирователи соответственно св заны с установочными входами триггера, выход которого св зан с первым входом первой схемыИ, вторые входы первой и второй схем И св заны с выходом генератора импульсов, а их выходы с входами первого и второго регистров . Б устройстве при вычислении угла опережени  впрыска топлива производитс  операци  делени  цифрового эквивалента угла опережени (числа импульсов посто нной частоты, которыми заполн етс  интервал времени от момента начала сигнала датчика исследуемого процесса, например давлени  3, топлива, до момента захода поршн  в верхнюю мертвую точку) на цифровой эквивалент угла 720° (получаемого пу тем заполнени  удвоенного периода .вращени  вала импульсами той же частоты ) . В установившемс  скоростном режиме работы дизел  оба цифровых кода формируютс  при одной и той же угловой скорости вала, благодар  чему отношение указанных кодов равно отношению углов поворота вала за интервалы времени, в течение которых образуютс  эти коды, и точность работы устройства в этом случае высока . При переходньй же скоростных режимах упом нутые цифровые коды формируютс  при различных угловых скорост х вала, вследствие чегсУ отношение этих кодов уже отличаетс  от отношени  углов поворота вала за интервалы времени, соответствующие этим кодам, и точность измерени  угла опережени  впрыска оказываетс  низкой. Цель изобретени  - повьш ение точности измерени  угла опережени  подачи топлива в переходных режимах работы дизел .. Указанна  цель достигаетс  тем, что в устройство измерени  угла опе режени  подачи топлива в дизель, содержащее датчик ВМТ, датчик иссле дуемого процесса, первый и второй формирователи пр моугольных импульсов , первый триггер, первую и вторую схемы И, генератор пр моугольных импульсов, первый и второй регистры и блок индикации, причем датчики ВМТ и исследуемого процесса через первый и второй формирователи соответственно св заны с установочными входами триггера, выход которого св зан с первым входом первой схемы И, вторые входы первой и второй схем И св заны с выходом генера тора импульсов, а их выходы - с вхо дами первого и второго регистров, введены преобразователь .частота-напр жение , второй триггер, схема ИЛИ одновибратор, схема равнозначности и счетчик, причем генератор импульсов вьшолнен управл емым, его вход через преобразователь частота-напр  жение св зан с выходом второго формировател  пр моугольных импульсов , первый вход схемы ИЛИ соединен с шинами сброса в нулевое состо ние первого регистра и счетчика,гсо 74 счетным входом второго триггера и выходом первого формировател , выход второго триггера подключен к первому входу второй схемы И, выходы первого и второго регистров соединены с входами схемы равнозначности, . выход которой подключен к входу счетчика непосредственно и через одновибратор - к второму входу схемы ИЛИ, выход которой подключен к шине сброса в нулевое состо ние второго регистра . На фиг. 1 представлена блок-схема предлагаемого устройства; на фИг.2 временные диаграммы, по сн ющие его работу. На фиг. 2 обозначено: 2а - сигналы первого формировател ; 26 - сигнйлы второго формировател ; 2в сигнал управл емого генератора; 2г сигнал одного триггера; 2д - сигнал другого триггера; 2е - сигналы на схеме И; 2ж - сигналы другой схемы И; 2з - сигналы со схемы равнозначности; 2и - сигналы на одновибраторе. Устройство содержит датчик 1 исследуемого процесса (например, датчик перемещени  иглы форсунки), св занный через первый формирователь 2 пр моугольных импульсов с единичным входом первого триггера 3, счетным входом второго триггера А, шиной сброса в нулевое состо ние первого регистра 5, шиной сброса в ну- левое состо ние счетчика 6 и первым входом схемы ИЖ 7. Датчик 8 ВМТ одного из цилиндров через второй формирователь 9 пр моугольных импульсов св зан с нулевым входом первого триггера 3 и входом преобразовател  10 частота-напр жение. Выход последнего через управл емый генератор 11 пр моугольных импульсов св зан с вторыми входами первой схемы И 12 и второй схемы И 13. Первые входы первой и второй схем И 12 и И J3 соединены с выходами первого и второго триггеров 3 и 4. Выход первой схемы И 12 подключен к входу первого регистра 5, а выход второй схемы И 13 подключен к входу второго регистра 14. Выходы первого 5 и второго 14 регистра соединены с входами схемы 15 равнозначности. Выход схемы 15 равнозначности подключен к входу счетчика 6 и через одновибратор 16 св зан с вторым входом схемы ИЛИ 7, выхой которой соединен с шиной сброса в нулевое состо ние irroporo регистра 14. Выход счетчика 6 подключен к блоку 17 индикации ycTpoficTDo работает следующим образом. В процессе работы дизел  поршень периодически заходит в верхнюю мерт вую точку, благодар  чему датчик 8 вырзбатывает импульс напр жени , а второй формирователь 9 импгульсов каждом обороте вала единичный пр мо угольный импульс. Частота следовани этих импульсов пр мо пропорциональн Частоте вращени  вала с помощью преобразовател  10 преобразуетс  в посто нное (по знаку) напр жение. Далее полученное напр жение с помощью управл емого генератора 11 пр образуетс  в высокую частоту, пропорциональную этому напр жению, бла годар  чему в каждом обороте вала генерируетс  высокочастотна  сери  импульсов. При подаче топлива в цилиндр дизел  на выходе датчика 1 перемещени  иглы форсунки вырабатываетс  импульс напр жени , а на выходе пер вого формировател  2 импульсов по в л етс  единичный пр моугольный импульс , устанавливающий первый триггер 3 в единичное состо ние, перевод щий второй триггер 4 в другое состо ние (например, единичное) и сбрасывающий первый регистр 5, второй регистр 14 и счетчик 6 в нулево состо ние. В результате этого перва схема И 12 и втора  схема И 13 откр ваютс  и в обоих регистрах происходит формирование кодов с помощью выходных импульсов управл емого ген ратора 11, частота следовани  кото рых определ етс  выражением: f К,„К,, fan(1) ( 8Р - частота вращени  вала диз л : коэффициент передачи прео разовател  10 частотанапр жение; К - коэффициент передачи упра л емого генератора 11. При заходе поршн  в ВМТ формирователь 9 вырабатывает пр моугольный импульс, сбрасывающий первый триггер 3 в нулевое состо ние и запираю щий первую схему И 12. В результате этого формирование кода (N) в перво регистре 5 прекращаетс  и он сохран етс  до следующего цикла топливо7 подачи впоследующем обороте вала. В момент сброса первого и второго регистров 5 и 14, который произошел раньше (при впрыске топлива), на выходе схемы 15 равнозначности возникает единичный сигнал, опрокидывающий одновибратор 15. Однако запись Единица в счетчик 6 при этом не происходит, так как на шине сброса последнего также действует единичный сигнал, запрещающий запись. Во врем  опрокидывани ;одновибратора 15 на его выходе по вл етс  единичный импульс, проход щей через схему ИЛИ 7 на шину сброса второго регистра 14, запреща  процесс формировани  кода в нем. Таким образом, формирование кода во втором регистре 14 начинаетс  позже, чем в первом регистре 5, на величину длительности выходного импульса одновибратора 16 ив момент запирани  схем И 12 и И 13 коды в регистрах не совпадают. i При дальнейшем поступлении импульсов на вход второго регистра 14 (после захода поршн  в верхнюю мертвую точку) код в нем измен етс  и при совпадении его с кодом N в первом регистре 5 схема 15 равнозначности вырабатывает единичный импульс, записьшающийс  в счетчик 6 и опрокидывающий одновибратор 16. Единичный выходной импульс однови€ратора 16 через схему ИЛИ 7 сбрасывает второй регистр 14. Поскольку второй триггер 4 остаетс  в прежнем, единичном, состо нии, втора  схема И 13 открыта и на вход второго регистра 14 продолжают поступать импульсы высокой частоты и после окончани  импульса -одновибратора 16 в регистре происходит второй цикл формировани  кода. Как только этот код совпадет с кодом N, хран щимс  в первом регистре 5, на выходе схемы 15 по витс  единичный импульс и (фиг. 2), записывающийс  в счетчик 6 и опрокидывающий одновибратор 16. В результате этого второй регистр 14 сбрасываетс  в нулевое состо ние и подготавливаетс  к следующему циклу формировани  кода. При окончании импульса одновибратора 16 в регистре 15 происходит третий цикл формировани  кода, по окончаний которого на выходе схемы 15 равнозначности возникает третий импульс, записывающийс  в счетчик 6. При этом на блоке 17 индикации загораетс  цифpa 3. Далее работа устройства повтор етс .

После поворота вала на один оборот во врем  следующего цикла: впрыска топлива в цилиндр срабатьшает дат чик 1 перемещени  иглы форсунки, на выходе первого формировател  2 возникает единичный импульс, устанавливаниций первьй триггер 3 в единич- ное состо ние и сбрасывающий второй триггер 4, регистры 5 и 14 и счетчик 6 - в нулевое состо ние. Вследствие этого перва  схема И 12 открываетс , втора  схема И 13 закрьшаетс , на вход первого регистра 5 импульсы поступают, а на вход второго регистра 14 не поступают. Поскольку коды в регистрах 5 и 14 в этом случае совпадать не могут, на выходе схемы 15 равнозначности импульс не по вл етс , состо ние счетчика 6 не измен етс  и показани  блока 17 индикации сохран ютс  в течение следующего оборота вала.

При повороте вала еще на один оборот после очередного цикла подачи топлива происходит формирование кодо в обоих регистрах и показаний блока 17 индикации. .При повороте вала ,еще на один оборот показани  блока индикации сохран ютс . Далее работа устройства повтор етс  согласно изложенному .

Количество импульсов, вырабатываемьпс управл емым генгератором 11 импулсов за один оборот вала с учетом формулы (1), можно представить выражением:

No T5pfepK,K,,K,oK,, , (2) где ТВР - период вращени .

Это означает, что за один оборот вала дизел  формируетс  посто нное число импульсов высокой частоты и одному импульсу соответствует вполне Определенный угол поворота вала независимо от режима работы агрегата. Отсюда следует, что коду N соответствует определенный угол поворота вала, равный углу опережени  впрыска KioKi.Q

(3)

N 360.

При этом показани  п блока 17 индикации определ ютс  формулой

п NO/N или с учетом (2) и (3) следующим

образом:

П 360К4оК„ ,,® 360/в

бтсюда угол опережени  впрыска равен (в градусах) в 360/п

независимо от угловой скорости вала. Поскольку величина зависит только от истинного угла опережени  впрыска то показани  блока индикации также завис т только от этого угла и не завис т от скорости режима (установившегос  или переходного), при котором производ тс  измерени , т.е. в случае неравномерного вращени  вала точность измерени  остаетс  высокой.

Таким образом, по сравнению с известнь1ми, предлагаемое устройство .обеспечивает более высокую точность измерени  угла опережени  впрыска топлива дизел  в переходных скоростных режимах его работы, так как неравномерность вращени  вала не вли ет на показани  блока индикации.

«i

±L

St

LJ

4

±|-t

vt|

ta

ts

П

2Л

п Фиг. 2

Claims (1)

1. УСТРОЙСТВО ИЗМЁРЕНИЯ УГЛА ОПЕРЕЖЕНИЯ ПОДАЧИ ТОПЛИВА В ДИЗЕЛЬ, содержащее датчик верхней мертвой точки, датчик исследуемого процесса, первый и второй формирователи прямоугольных импульсов, первый триггер, первую и вторую схемы И, генератор прямоугольных импульсов, первый и второй регистры и блок индикации, причем датчики верхней мертвой точки и исследуемого процесса через первыйи второй формирователи соответственно связаны с установочными входами триггера, выход которого связан с первым входом первой схемы И, вторые входы первой и второй схем И связаны с выходом генератора импульсов, а их выходы - с входами первого и второго регистров, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерёния угла опережения в переходных режимах, в устройство введены преобразователь частота-напряжение, второй триггер, схема ИЛИ, одновибратор, схема равнозначности и Счетчик, причем генератор импульсов выполнен управляемым, его вход через преобразователь частота-напряжение связан с выходом второго формирователя прямоугольных импульсов, первый вход схемы ИЛИ соединен с шинами сброса в нулевое состояние первого регистра и счетчика, со счетным входом второго триггера и выходом первого формирователя, выход второго триггера подключен к первому входу второй схемы И, выходы первого и второго регистров соединены с входами схемы равно- ’ эначности, выход которой подключен ; к входу счетчика непосредственно и через одновибратор - к второму входу схемы ИЛИ, выход которой подключен к шине сброса в нулевое состояние второго регистра.

   SU ж, 1101707