SU1109071A3 - Устройство дл измерени эксплуатационных параметров двигател внутреннего сгорани - Google Patents

Abstract

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ ПАРАМЕТРОВ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ, содержащее датчики верхней мертвой точки (ВМТ) и параметров двигател , согласующий каскад и входные усилители, переключающую схему, блок оценки и индикации и блок распределени  во времени , выполненКьй в виде генератора импульсов и блока сравнени , причем датчик ВМТ через согласующий каскад св зан с переключающим устройством, к которому подключены блок сравнени  и индикации непосредственно и через входные усилители - датчики параметров и блок распределени  во времени, при этом генератор св зан с одним входом блока сравнени , другой вход которого соединен с выходом переключаготдей схемы, а выход - с входом переключающей схемы, отличающеес  тем, что, с целью повышени  точности, блок распределени  во времени снабжен цепью управлени , первым и вторым счетчиками, запоминающим устройством и делителем, причем цепь управлени  и запоминающее устройство последовательно включены в св зь выхода переключанлцей схемы с блоком сравнени , второй счетчик - в св зь генератора с блоком сравнени , делитель включен между генератором импульсов и первым счетчиком, а цепь управлени  соединена с запоминающим устройством и вторым счетчиком.

Description

2.Устройство по п, 1, отличающеес  тем, что блок распределени  во времени снабжен задатчиком числа цилиндров и схемой формировани  сигналов, включенной

в св зь блока сравнени  с входом переключающей схемы и соединенной входом и выходом с цепью управлени  и выходом - с блоком оценки и индикации , а задатчик числа цилиндров соединен выходами параллельно со схемой формировани  сигналов и делителем .

3.Устройство по пп. 1 и 2, о т лич ающе е с   тем, что в него ключен узел задержки, логическа 

схема и дополнительна  схема формировани  сигналов, включенные последовательно между выходом блока распределени  во времени и входом блока оценки и индикации, а логическа  Схема св зана с задатчиком числа ;цилиндров через цепь управлени .

4.Устройство по пп. 1-3, о т личающеес  тем, что в него включены узел задержки, осциллоскоп , дополнительна  логическа  схема и угломер, причем узел задержки

включен на выходе переключающей схемы, св занной с дополнительной лгической схемой, соединенной параллельно с осциллоскопом и последовательно - с дополнительной логической схемой и угломером.

5.Устройство по пп. 1-4, о тличающеес  тем, что оно дополнительно содержит блок выбора числа цилиндров, св занный с пере .ключающей схемой.

6.Устройство по пп. 1-5, отличающеес  тем, что первый счетчик через последний выход своей счетной цепочки дополнительно соединен с цепью управлени  и снабжен запирающим выходом, управл емым цепью управлени .

7.Устройство по пп. 1-6, о тличающеес  тем, что блок оценки и индикации содержит осциллоскоп .

8.Устройство по пп. 1-7, отличающеес  тем, что блок оценки и индикации снабжен электрическими цеп ми дл  цифровой обработки сигналов.

изобретение относитс  к устройствам дл  измерени  эксплуатационных параметров бензиновых и дизельных двигателей и пригодно дл  надежного и точного измерени  таких эксплуатационных параметров бензиновьпс и дизельных двигателей, как угол предварительного впрыска, длительность впрыска, опережение зажигани , величины давлени  и т.д.

Наиболее важна  задача автомобильной диагностики заключаетс  в измерении различных параметров, характеризующих эксплуатационное состо ние двигателей внутреннего сгорани . Известно несколько использующихс  дл  этой цели устройств, которые могут быть разделены на две группы, К первой группе относ тс  электрические автомобильные измерительные устройства , обеспечивающие измерение электрических параметров и позвол ющие на основании этого произвести

проверку. Ко второй группе относитс  устройства, при работе которых используютс  встроенные в узлы двигател  измерительные зонды. На основаНИИ анализа состо ни  измерительных зондов, обрабатыва  поступающие от этих зондов измеренные величины, относ щиес  к работе системы питани  цилиндров, обеспечиваетс  возможность измерени  многочисленных эксплуатационных параметров двигател .

Известны устройства дл  измерени  эксплуатационных параметров двигател  внутреннего сгорани , содержащие датчики верхней мертвой точ ки (ВМТ) и параметров двигател , согласующий каскад и входные усилители , переключающую схему, блок

оценки и индикации и блок распределени  во времени, выполненный в виде генератора импульсов и блока сравнени , причем датчики ВМТ через 3 согласующий каскад св зан с переклю чающим устройством, к которому подк чены блок сравнени  и индикации непосредственно и через входные усилители - датчики параметров и блок распределени  во времени, при этом генератор св зан с одним входо блока сравнени , другой вход которо соединен с выходом переключающей схемы, а выход - с входом переключа щей схемы 13Недостатком известного устройства  вл етс  пониженна  точность синхронизации измерений с учетом поворота вала двигател , что снижает точность измерений. Цель изобретени  -повьппение точности измерений. Указанна  цель достигаетс  тем, что в устройстве дл  измерени  эксплуатационных параметров двигател  внутреннего сгорани , содержащем датчики верхней мертвой точки (ВМТ) и параметров двигател , согласующий каскад и входные усилители , переключающую схему, блок оценки и индикации и блок распредел ни  во времени, выполненньш в виде генератора импульсов и блока сравне ни , причем датчик ВМТ через согласующий каскад св зан с переключающи устройством, к которому подключены блок сравнени  и индикации непосред ственно и через входные усилители датчики параметров и блок распределени  во времени, при этом генератор св зан с одним входом блока сра нени , другой вход которого соедине с выходом переключающей схемы, а вы ход - с входом переключающей схемы блок распределени  во времени снабжен цепью управлени , первым и вторым счетчиками, запоминающим устрой ством и делителем, причем цепь управлени  и запоминающее устройство последовательно включены в св зь пе реключающей схемы с блоком сравнени второй счетчик - в св зь генератора с блоком сравнени , делитель вкл чен между генератором импульсов и первым счетчиком, а цепь управлени  соединена с запоминающим устройством и вторым счетчиком. Блок распределени  во времени может быть снабжен задатчиком числа цилиндров и схемой формировани  сигналов, включенной в св зь блока сравнени  с входом переключающей схемы и соединенной входом и выко71 дом с цепью управлени  и выходом С блоком оценки и индикации,а задатчик числа цилиндров соединен выходами параллельно со схемой формировани  сигналов и делителем. В устройство может быть включен узел задержки, логическа  схема и дополнительна  схема формировани  сигналов, включенные последовательно между выходом блока распределени  во времени и входом блока оценки и индикации, а логическа  схема св зана с задатчиком числа цилиндров через цепь управлени . В устройство могут быть включены узел задержки, осциллоскоп, дополнительна  логическа  схема и угломер , причем узел задержки включен на выходе переключающей схемы, св занной с дополнительной логической схемой, соединенной параллельно с осциллоскопом и последовательно с дополнительной логической схемой и угломером. Устройство может дополнительно содержать блок выбора числа цилиндров ,св занный с переключающей схемой. Первый счетчик.через последний выход своей счетной цепочки может быть дополнительно соединен с цепью управлени  и снабжен запирающим выходом, управл емым цепью зт равлени ,, Блок оценки и индикации может содержать осциллоскоп. Кроме того, блок оценки и индикации может быть снабжен электрическими цеп ми дл  цифровой обработки сигналов. , . На чертеже показана блок-схема предлагаемого устройства. Основными узлами устройства  вл ютс  входной усилитель 1, переключающа  схема 2, б/юк 3 распределени  во времени и блок 4 оценки и сигнализации. Входной усилитель разделен на две части и содержит пер; вьй усилитель 5, подключаемый к ди- зельному двигателю, и второй усилитель 6, подключаемый к бензиновому двигателю. К входам первого усилител  5 подключены датчики давлени , которые введены в линии высокого давлени , соедин ющие топливный насос и форсунку дизельного двигател . В зависимости от того, включены ли они в области форсунки или топливного насоса, устройство может использоватьс  Дл  контрол  всего процесса подачи топлива или дл  контрол  процесса начала подачи топлива. Второй усилитель 6 подключен к прерывателю бензинового двигател , к сре ней точке высоковольтного распределител  и к кабелю высокого напр жени , подключенному к первому цилиндру, Блок 3 распределени  выполнен в виде цифрового сигнала синхронизатора , дл  обеспечени  работы которог нет необходимости в использовании подвижных частей. Вход блока подключен к переключающей схеме 2, Один из входов блока подключен к этой схеме, а другой - к блоку 4 оценки и сигнализации. Сигналы поступают на вход цепи 7 управлени  от переключающей схемы 2 в блоке 3 распределени  во времени. Цепь 7 управлени  обоюдосторонне св зана с первым счетчиком 8 и схемой 9 формировани  сигналов. Каждый выход св зан с запоминающим устройством 10 и вторым счетчиком 11. В составе узла генератор . 12 вырабатывает импульсы с высокой стабильностью, а задатчик 13 числа цилиндров должен быть установлен в положение, соответствующее числу цилиндров испытуемого двигател  (в общем случае рассматриваетс  число цилиндров от одного до восьми однако в случае необходимости можно рассматривать еще большее число цилиндров). Другой выход первого счетчика 8 через запоминающее устрой ство 10 подключен к блоку 14 сравнени , который также св зан с выходом второго счетчика 11. Задатчик 13 числа цилиндров и генератор 12 своими выходами управл ют состо нием делител  15, выход которого подключе к входу первого счетчика 8. Генерато 12 св зан с вторым счетчик.ом 11, а блок 14 сравнени  св зан со схемой 9 формировани  сигналов. Первый счетчик 8 в предпочтительном случае оснащен таким запрещающим выходом, который св зан с цепью 7 управлени  и внутри первого счетчика 8 подключе к последнему вьпсоду, обеспечивающему заполнение счетной цепи. Блок 4 оценки и сигнализации устройства может быть выполнен в соответствии с обычным решением осциллоскопа, однако в случае необходимости обеспечиваетс  возможность оценки и отображени  измеренных сигналов с помощью известных и при16 годных дл  этой цели устройств цифровой обработки данных. Кроме осциллоскопа могут использоватьс  также и другие, аналоговые устройства и методы отобралсени  сигналов , Предлагаемое устройство пригодно дл  проведени  простой оценки и дл  индикации сигналов, поступающих от двигател . Оно может быть оснащено подключенным к переключающей схеме 2 блоком 16 выбора числа цилиндров, который может использоватьс  дл  того, чтобы обеспечить поступление на вход блока 4 оценки и сигнализации сигналов исключительно от определенного числа цилиндров. Более эффективна  оценка используемых сигналов может быть дoctигнyтa в том .случае, если используетс  последовательна  схема, состо ща  из подключенного к выходу схемы 9 формировани  сигналов узла 17 задержки , логической схемы 18 и схем№ 19 формировани  сигналов, В последовательной схеме логическа  схема Т8 подключена к выходу схемы управлени . Этот узел пригоден дл  обеспечени  соответствующей вьщержки и соответствующего данному цилиндру сигнала, серии сигналов практически на всей длине, к проведению испытаний даже до момента формировани  давлени  или сигнала. Выход схемы 19 формировани  сигналов вместе с соответствующим выходом переключающей схемы 2 подключен к входу блока 4, обеспечивающего оценку сигналов, К одному из выходов переключающей схемы 2 может подключатьс  последовательно звено, состо щее из узла 20 задержки, стробоскопа 21, также подключенной к выходу переключающего блока 16 логической схемы 22, обеспечивающей выбор знака, и из угломера 23, За счет этого обеспечиваетс  возможность точного измерени  угловьпс параметров, относ щихс  к различным процессам, протекающим при работе двигател , В общих случа х дизельные двигатели (во вс ком случае их наиболее современные типы) оснащены датчиками верхней мертвой точки . Сигналы от этих датчиков поступают в согласующий каскад 24 к переключающей схеме 2, а затем - на последовательное звено. За счет этого обеспечиваетс  возможность автоматического измерени  с учетом правильного знака угловых параметров, соответствующих углу к моменту начала подачи топлива к дизельному дви гателю, а также предварительного впрыска. Устройство может быть также дополнительно оснащено дачиком верхней мертвой точки, приданным первому цилиндру. Предлагаемое устройство работает следующим образом. Соответствующие элементы-датчики входного усилител  1 установлены в соответствующих точках испытуемого .двигател  внутреннего сгорани . В случае испытани  дизельного двигател  они располагшотс  на трубо|проводах , предназначенных дл  подачи топлива, а в случае наличи , бензиновых двигателей - на молоточке прерывател , в первой линии зажигани  и в средней части высоковольтного ра пределител . Активные элементы вход ного усилител  1 могут располагатьс  в области двигател  или же по желанию внутри -корпуса устройства. Сигналы входного усилител  1 поступают на вход переключающей схемы 2. Одновременно перед началом проведени  измерений необходимо произвести установку задатчика 13 числа цилинд ров в соответствии с желаемым числом .цилиндров. В прочих вариантах конструктивного исполнени  необходима проверка не более чем восьми цилиндров , однако существует возможность такого исполнени , которое пригодно дл  испытани  двигател , включающего в свой состав двенадцать и более цилиндров . Переключающа  схема 2 вы7 дел ет из сигнала, поступившего от входного усилител  1, сигнал синхронизации . Этот сигнал поступает на вход цепи 7 управлени . Сигнал синхронизации в общем случае вьфабатываетс  в соответствии с определенной величиной сигнала, относ щегос  к выбранному цилиндру. Выбор сигнала синхронизации осуществл етс  в процессе питани  в каждом цикле, т.е. в случае четырехтактного двигател  после каждых двух оборотов вала двигател . При поступлении сигнала синхронизации цепь 7 управлени  переписывает содержание первого счетчика 8 в запоминающее устройство 10. После этого цепь 7 управлени  обеспечивает возвращение счетчика 8 и счётчика 11 в нулевое состо ние. Делитель 15 в соответствии с установ ленным с помощью задатчика 13 числа цилиндров числом обеспечивает деление сигнала генератора 12 и тем самьм загружает первьй счетчик 8. Одновременно неделенньй сигнал генератора 12 поступает на вход второго счетчика 11, который в соответствии с величиной установки задатчика 13 числа цилиндров загружаетс  в п раз быстрее. Блок 14 сравнени  сравнивает содержание второго счетчика 11 с введенным в запоминающее устройство 10 значением и в случае равенства обоих значений обеспечивает включение схемы 9 формировани  сигналов, которое через цепь 7 управлени  возвращает второй счетчик Г в исходное состо ние. После этого начинаетс  повторный процесс загрузки второго счетчика 11. Одновременно с возвратом в исходное состо ние через 9 формировани  сигналов на вход переключающей схемы 2 поступает выходной сигнал. За одним сигналом синхронизации из схемы 9 формировани  сигналов в переключающую схему 2 могут поступать только h выходных сигналов. Если, например, в результате сильного колебани  числа оборотов двигател  воз никает эффект вьщачи нескольких сигналов стирани , то в этом случае это определ ет схема 9 формировани  сигналов - после достижени  числа импульсов цепь управлени  блокируетс  и дальнейша  выдача сигналов невозможна до момента по влени  нового синхронизирующего сигнала. Такое решение обеспечивает возможность посто нного распределени  длительности между двум  сигналами синхронизации в соответствии с одинаковым числом цилиндров также и в мен ющихс  услови х , т.е. при быстром изменении периода обращени  вала двигател . Одновременно обеспечиваетс  возможность учета изменени  длительности уже в том цикле, который следует за моментом изменени  числа оборотов. В случае, если длительность паузы между моментами поступлени  сигналов синхронизации слишком велика, например при нахождении двигател  в состо нии останова, производитс  загрузка первого счетчика 8. Затем обеспечивающий загрузку последний выход цепочки счетчиков первого счетчика 8 через запрещакнций вход обуславливэ ет срабатывание цепи 7 управлени . 9 в результате чего оказываетс  возде ствие на установку дальнейшего счета первого счетчика 8 и процесс выдачи сигналов синхронизации схемо 9 формировани  сигналов. Поступающие от двигател  измерен ные сигналы вместе с сигналами синхронизации поступают через переключающую схему 2 на вход блока 4 оцен ки и сигнализации. В состав переклй чающей схемы 2 может быть введен л.о гический узел, который в соответств с состо нием блока 16 выбора числа цилиндров запрещает дальнейшую пере дачу сигналов от блока 4 оценки и сигнализации, за исключением сигналов , соответствующих цилиндрам с ус тановленным пор дковым числом. В этом случае также имеет место процесс формировани  сигналов синхрони зации в соответствии с описанным ме тодом . Переключающа  схема 2 выполнена таким образом, что сигналы блока 3 . распределени  во времени поступают также и на вход входного усилител  за счет чего можно обеспечить эффек тивное управление работой приданных отдельным цилиндрам измерительных элементов датчиков давлени . Это решение  вл етс  целесообразньм потому, что обеспечиваетс  возможность считывани  соответствующих из мерительных сигналов отдельных ци|линдров во временной последовательности эксплуатации без возникновени  мешающих вли ний сигналов друг на друге или искажени  сигналов (например, за счет совместного нало жени ). Говор  иначе, первый усилитель 5 работает в системе разделени времени. Сигналы от схемы 9-форми .ровани  сигналов могут поступать на /зел 17 згщержки, которьй может обусловить максимальную временную задержку, котора  длитс  до тех пор пока не по витс  следующий сигнал. Цепь 7 управлени  обеспечивает в соответствии с состо нием задатчика 13 числа цилиндров также управле ние логической схемой 18. Это необходимо дл  того, чтобы обеспечить возможность реализации задержки до момента поступлени  сигнала синхронизации , т.е. после поступлени  сигнала от последнего цилиндра. За счет временной задержки можно обычным образом проверить на всей длине сигнал, относ щийс  к испытуемому 1..10 процессу, например процессуизменени  давлени . Синхронизаци  с задержкой  вл етс  целесообразной также потому, что за счет этого также обеспечиваетс  возможность оценки фазовых ошибок, обусловленных процессом чередовани  отдельных сигналов . Сигналы синхронизации подвергаютс  весьма точному делению. Так, фазовое соотношение может быть оценено с помощью осциллоскопа или подвергнуто цифровой оценке. Однако в данной схеме основную роль играет сигнал, относ щийс  к первому цилиндру. Ввиду того, что обеспечиваетс  возможность проверки смещени , цепь 7 управлени  должна быть выполнена таким образом, чтобы по достижении необходимого числа цилиндров она не только блокировала бы выход схемы 9 формировани  сигналов, но и одновременно управл ла бы работой логической схемы 18, что последн   обеспечивала бы считывание сигналов, соответствующих последнему цилиндру. Первьй сигнал с временной задержкой считьшаетс  логической схемой 18 таким же образом , как и соответствующий первому цилиндру смещенный сигнал синхронизации . Ввиду того, что этот сигнал Синхронизации вырабатываетс  из сигна ла, соответствующего последнему цилиндру , он опережает Начало проведени  изменени  испытуемого сигнала , например сигнала давлени . Схема 1 9 формировани  сигналов в общем и целом выполн ет те же задачи, что и схема 9 формировани  сигналов блока 3. разде1;ени  времени. При использовании такого решени  может быть реализован процесс, при котором перед каждым соответствующим цилиндру сигналом возможно добавление возникающего через соответствующий промежуток времени сигнала синхронизации. Сигнал синхронизации служит дл  обеспечени  как цифровой, так и аналоговой обработки информации с целью ее отображени . Ввиду того, что длительность задержки не может превьш1ат1: интервала времени между следующими друг за другом сигналами,несмотр  на наличие последовательной схемы, оснащенной узлом 17 задержки, вс кие ошибки применительно к последовательности исключаютс .Последовательна  схема в св зи с наличием переключак цей схемы 2 при- . годна дл  работы входного усилител  1 . 11 1 принцип работы узла 20 задержки и стробоскопа 21 практически аналогичен работе других приспособлений техники автомобильной диагностики, при исцользовании которой возникает необходимость в проведении угловых измерений. Узел 20 задержки, однако св зан с логической схемой 22, обеспечивающей выбор знака, котора  на основании полученного от переключаю щей схемы 2 сигнала определ ет знак углового измерени . Это также устройство обычной конструкции. На осно вании выходного сигнала логической 1J2 схемы 22, обеспечивающей выбор знака, угломер 23 обеспечивает угловое измерение с учетом правильного знака. Эта возможность наиболее предпочтительна в том случае, когда двигатель оснащен датчиком верхней мертвой точки. Благодар  своей универсальной конструкции предлагаемое устройство пригодно дл  проведени  высокоточных измерений эксплуатационных параметров бензиновых и дизельных двигателей с учетом измен ющихс  эксплуатационных условий.

Claims (8)

1. .. 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ι ’ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ ПАРАМЕТРОВ ДВИГАТЕЛЯ' ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ, содержащее датчики верхней мертвой точки (ВМТ) и параметров двигателя, согласующий каскад и входные усилители, переключающую схему, блок оценки и индикации и блок распределения во времени, выполненный в виде генератора импульсов и блока сравнения, причем датчик ВМТ через согласующий каскад связан с переключающим устройством', к которому подключены блок сравнения и индикации непосредственно и через входные усилители - датчики параметров и блок распределения во времени, при этом генератор связан с одним входом блока сравнения, другой вход которого соединен с выходом переключающей схемы, а выход - с входом переключающей схемы, отличающееся тем, что, с целью повышения точности, блок распределения во времени снабжен цепью управления, первым и вторым счетчиками, запоминающим устройством и делителем, причем цепь управления и запоминающее устройство последовательно включены в связь выхода переключающей схемы с блоком сравнения, второй счетчик - в связь генератора с блоком сравнения, делитель включен между генератором импульсов и первым счетчиком, а цепь управления соединена с запоминающим устройством и вторым счетчиком.

   SU ш, 1109071
2. 2. Устройство по π. 1, отличающееся тем, что блок распределения во времени снабжен задатчиком числа цилиндров и схемой формирования сигналов, включенной в связь блока сравнения с входом переключающей схемы и соединенной входом и выходом с цепью управления и выходом - с блоком оценки и индикации, а задатчик числа цилиндров соединен выходами параллельно со схемой формирования сигналов и делителем.
3. 3. Устройство по пп. 1 и 2, о т лич ающё е с я тем, что в него включен узел задержки, логическая схема и дополнительная схема формирования сигналов, включенные последовательно между выходом блока распределения во времени и входом блока оценки и индикации, а логическая Схема связана с задатчиком числа ;цилиндров через цепь управления.
4. 4. Устройство по пп. 1-3, о т дичающее ся тем, что в него включены узел задержки, осциллоскоп, дополнительная логическая схема и угломер, причем узел задержки включен на выходе переключающей схемы, связанной с дополнительной логической схемой, соединенной параллельно с осциллоскопом и последовательно - с дополнительной логической схемой и угломером.
5. 5. Устройство по пп. 1-4, о тличающееся тем, что оно дополнительно содержит блок выбора числа цилиндров, связанный с переключающей схемой.
6. 6. Устройство по пп. 1-5, отличающееся тем, что первый счетчик через последний выход своей счетной цепочки дополнительно соединен с цепью управления и снабжен запирающим выходом, управляемым цепью управления.
7. 7. Устройство по пп. 1-6, о тличающееся тем, что блок оценки и индикации содержит осциллоскоп.
8. 8. Устройство по пп. 1-7, отличающееся тем, что блок оценки и индикации снабжен электрическими цепями для цифровой обработки сигналов.