SU855247A1 - Устройство дл определени угла опережени зажигани в двигател х внутреннего сгорани - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к измеритель ной технике и может быть использовано дл  определени  среднего по двигателю угла опережени  зажигани  в многоцилиндровых двигател х внутреннего сгорани , а также дл  контрол  работоспособности автоматов опережени  зажигани . Известны устройства дл  определени  угла опережени  зажигани  в двигател х внутреннего сгорани  2. Наиболее близким по технической сущности к изобретению  вл етс  устройство дл  определени  угла опережени  зажигани  в двигател х внутреннего сгорани , которое содержит датчики верхней мертвой точки и частоты вращени  коленчатого вала, формирователи импульсов обоих датчиков, входы которых соединены с выходами соответствующнх датчиков, формирователь импульсав зажигани , подключенный к низковольтной клемме прерывател -распределител , триггеры, делитель частоты импульсов , измерители частоты вращени  коленчатого вала и угла опережени  за-жигани , элементы совпадени , один вход первого из которых соединен с выходом формировател  импульсов зажигани  , один вход второго элемента совпадени  соединен с выходом формировател  импульсов частоты,вращени , а выход - со входом делител  частоты импульсов, выходы которого подключень ко входам первого триггера, формирователь импульсов свечи зажигани , вход которого подключен к свече зажигани , а выход через пусковую кнопку соединен со входом второго триггера , выход которого подключен к одному из входов третьего триггера, второй вход которого соединен с одним из выходов делител  частоты импульсов, а выход - со вторым входом второго элемента совпадени , генератор импульсов времени, выход которого подключен к одним из входов третьего и четвертого элементов совпадени , второй вход 3 третьего элемента совпадени  подклю чен к выходу Первого триггера, а вы ход - ко входу измерител  частоты вращени  коленчатого вала, второй в четвертого элемента совпадерш  подключей к выходу четвертого триггера один вход которого соединен с выходом формировател  импульсов верхней мертвой точки. Устройство позво л ет в пределах одного цикла работы двигател  производить измерение угла опережени  зажигани  в каждом цилинд ре многоцилиндрового двигател , и по полученным значени м определ ть сред ний по двигателю угол опережени  зажигани , наиболее полно характеризующий момент зажигани  рабочей смес Кроме того, устройство позвол ет одновременно измер ть частоту вращени  коленчатого вала двигател , при которой производитс  определение угла опережени  зажигани  З. Недостатками этого устройства  вл ютс  сложность и дороговизна конструкции , обусловленные необходимостью применени  дл  измерени  угла опережени  зажигани  в каждом цилинд ре многоцилиндрового двигател  отдельного измерител ,  вл ющегос  наиболее сложным и дорогим элементом устройства. Наличие нескольких измерителей , число которых равно числу цилиндров двигател , вызывает необходим .ость введени  в устройство р да дополнительных элементов (управл ющи триггеров, коммутатор, элементов совпадени ), также увеличивающих сложность и дороговизну устройства. Стоимость и сложность конструкции ус ройства увеличиваютс  с увеличением числа цилиндров провер емого двигател ; а также сравнительно больша  трудоемкость определени  угла опережени  зажигани , вызванна  необходимостью фиксации значени  угла опережени  зажигани  в каждом цилиндре двигател , их сложени  и делени  полученной суммы на число цилиндров. Цель изобретени  - упрощение конструкции устройства и сокращение трудоег ости определени  угла опережени  зажигани  за счет измерени  ег в каждом цилиндре двигател  в пределах одного цикла работы и автоматического определени  средггего по двигателю угла опережени  зажигани  с помощью Одного измерител . 47 Поставленна  цель достигаетс  тем, что в устройство дп  определени  угла опережени  зажигани  в двигател х внутреннего сгорани , содержащее датчики верхней мертвой точки и частоты вращени  коленчатого вала, формирователи импульсов датчиков, входы которых соединены с выходами соответствуювщх датчиков, формирователь импульсов зажигани , подключенный к низковольтной клемме прерывател -распределител , триггеры, делитель частоты импульсов, измерители частоты вращени  коленчатого вала и угла опережени  зажигани , элементы совпадени , один вход первого -из которых , соединен с выходом формировател  импульсов зажигани , один вход Второго элемента совпадени  соединен с выходом формировател  импульсов частоты вращени , а выход - со входом делител частоты импульсов, выходы которого подключены ко входам первого триггера, формирователь импульсов свечи зажигани , вход которого подключен к свеч зажигани , а выход через пусковую кнопку coe iHнен со входом второго триггера, ьыход которого подключен к одному из входов третьего триггера. Второй вход которого соединен с одним из выходов делител  частоты импульсов, а выход - со вторым входом второго элемента совпадени , генератор импульсов времени, выход которого подключен к одним из входов третьего и Четвертого элементов,совпадени , вто рой вход третьего элемента совпадени  подключен к выходу первого триггера , а выход - ко входу измерител  частоты вращени  коленчатого вала, второй вход четвертого элемента совпадени  подключен к выходу четвертого триггера, один вход которого соединен с выходом формировател  импульсов верхней мертвой точки, введены переключатель и блок делителей частоты, вход которого соединен с выходом четвертого элемента совпадени , а выходы подключены ко входам переключател  , выход которого соединен со входом измерител  угла опережени  зажигани , выход первого триггера подключен ко второму входу первого элеента сов падени , выход которого соединен о вторым входом четвертого триггера. На фиг. I изображена блок-схема предлагаемого устройства дл  опредеЛенин угла опережени  зажигани  в двигател х внутреннего сгорани  на фиг. 2,- временна  диаграмма напр жени  на выходах основных углов схемы .

Устройство дл  определени  угла опережени  зажигани  содержит датчик 1 верхней мертвой точки и датчик 2 частоты вращени  коленчатого вала, формирователи 3 и 4 импульсов обоих датчиков, входы которых соединены с выходами соответствукшщх датчиков, формирователь 5 импульсов зажигани , подключенный к низковольтной , клемме 6 прерывател -распределител , формирователь 7 импульсов зажигани , вход которого подключен к свече 8 зажигани , пусковую кнопку 9, триггеры 10-13, элементы 14-17 совпадени , делитель 18 частоты импульсов, генератор 19 импульсов времени, измерители 20 частоты вращени  коленчатого вал, и угла опережени  зажигани  21, блок 22 делителей частоты и переключатель 23.

Выход формировател  7 импульсов свечи зажигани  через пусковую кнопку 9 соединен со входом триггера I0 выход которого подключен к одному из входов триггера 11, второй вход кото рого соединен с одним из выходов детател  18 частоты импульсов, а выюа - с одним из входов элемента 15 совпадени .

Быход формировател  5 импульсов зажигани  соединен с одним из входов элемента 14 совпадени , выход которого подключен к одному из входов триггера 13, а выход формировател  4 импульсов частоты вршцени  коленчатого вала соединен со вторым входом элемента I5 совпадени , выход которого подключен ко входу делител  18 частоты импульсов.

Выходы делител  18 частоты импульсов соединены со входами триггера 12 выход которого подключен ко второму входу элемента 14 совпадени  и через один из входов элемента 16 совпадени  - ко входу измерител  20 частоты вращени  коленчатого вала. Выход фор mpoвaт .eл  3 импульсов верхней мертвой точки соединен со вторым входом триггера 13, выход которого подключен к одному из входов элемента 17 совпадени .

Выход генератора 19 импульсов времени соединен со вторыми входами элементов 16 и 17 совпадени . Выход элемента 17 совпадени  соединен со входом блока 22 делителей частоты и через переключатель 23 подключен ко входу измерител  21 угла опережени  зажигани .

Датчик 1 верхней мертвой точки предназначен дл  В14дачи импульсов, соответствующих положению поршней в цилиндрах двигател  в верхней мертвой точке конца такта сжати . Он выполнен в виде вала с укрепленным на нем диском с радиальныъш прорез ми, по одну сторону которого расположены источники света, а но другую - чувствительные элементы, в качестве.которых применены фотодиоды типа ФД-2. Выходы чувствительных элементов, соответствук щнх определенному числу цилиндров испытуемого двигател , подключены ко входам переключател , имеющего че11лре входа и один выход, и установленного на корпусе датчика.

Радиалыше прорези на диске расположены на разных диаметральных уровн  через определенные угловые интервалы дл  восьмицилиндрового двигател  через 90°, дл  шестицилиндрового -через 120°, дл  четыре щилиндрового через 180, дл  двухцилиндрового через 360 ..

Корпус датчика с расположенными на нем чувствительными элементами и источниками света может свободно перемещатьс  относительно оси диска, что необходимо в процессе установки датчика.

Датчик 2 частоты вращени  коленчатого вала двигател  служит дл  выдачи в процессе вращени  коленчатого вала импульсов, частота которых пропорциональна угловой скорости. За один оборот коленчатого вала датчик 2 частоты вращени  выдает по одному импульсу точно в одной и.той же фазе поворота. Конструктивно он совмещен с датчиком 1 верхней мертвой точки и имеет на диске одну радиальную прорезь , по одну сторону которой расположен источник света, а по другую чувствительный элемент. При этом радиальна  прорезь размещаетс  на одном радиусе с радиальными прорез ми датчика 1 верхней мертвой точки, соответствук вдми положени м поршн  первого цилиндра многоцилиндрового двигател  в верхней мертвой точке конца такта сжати . Формирователи 3 и 4 предназначены дл  усилени , ограничени  по амплитуде и формировани  по длительности поступающих на их входы импульсов соответственно датчика 1 верхней мерт вой точки и датчика 2 частоты вращени  коленчатого вала. Оба .формировател  выполнены аналогично и каждый из них представл ет собой однокаскадный электронный усилитель, снабженный эмиттерными повторител ми на входе и выходе, Формирователь 5 импульсов зажигани  служит, дл  формировани  сигналов соответствующих моментам размыкани  контактов.прерывател -распределител  и представл ет собой двухкаскадный электронный усилитель, на входе первого каскада которого установлен емкостно-реостатный фильтр дл  устранени  высокочастотной составл ющей разр да , Формирователь 7 импульсов зажигани  предназначен дл  формировани  сигналов, соответствующих разр дному процессу в свече первого цилиндра двигател , и выполнен в виде двухкаскадного электронного усилител , на входе первого каскада которого установлены последовательно соединенные гас щее сопротивление и неонова  лампа . Триггеры 10 и 11 служат дл  запуска устройства и его остановки после окончани  цикла измерени , равного двум оборотам коленчатого вала двигател . Оба триггера вместе позвол ют пропускать только один импульс от свечи зажигани  независимо от продолжительности нажати  пусковой кноп ки 9. Триггеры 11 и 13 предназначены дл  управлени  работой элементов 15 и 17 совпадени  соответственно. Триг гер 12 одновременно управл ет рабо .той элементов 14 и 16 совпадени . Вс триггеры выполнены с раздельными вхо пами, Элементы 14-17 совпадени  предназ начены дл  сообщени  и разобщени  со ответственно формировател  5 импульсов зажигани  с триггером 13 формиро вател  4 импульсов частоты вращени  коленчатого вала с делителем 18 частоты импульсов, измерител  20 частоты вращени  коленчатого нала и блока 22 делителей частоты с генератором 1,9 импульсов времени. Элементы 14 и 16 совпадени  управл ютс-.  трштером 7 а элементы 5 н 17 совпадени  - соответственно триггерами 11 и 13. Все элементы совпадени  выполнены в виде транзисторных схем совпадепи  на два входа кажда , выдающих на выходе положителыале сигналы при наличии на их входах отрицательных сигналов. Делитель 18 частоты импульсов служит дл  получени  на его выходах сигналов , разделенных во времени друг от друга двум  оборотами коленчатого вала двигател . Эти сигналы управл ют работой триггера 12 и ограничивают цикл работы устройства дл  определени  угла опережени  зажигани  двум  оборотами коленчатого вала двигател . Он имеет один вход и два выхода и выполнен в виде двоичного электронного счетчика с дешифратором. Генератор 19 импульсов времени служит источником электрических колебаний повыщенной стабильности с частотой 1,923 мГц. Он выполнен в виде последовательно соединенных задающего узла, эмиттерного повторител ,импульсного усилител  и второго эмиттерного повторител , собранных на транзисторах . Измеритель 20 частоты вращени  коленчатого вала предназначен дл  измерени  частоты вращени  коленчатого вала двигател  путем подсчета длительности двух его оборотов, сост.чвл ющих цикл работы двигател , в период которого производитс  измерение углов опережени  зажигани . Он выполнен в виде 6-разр дного дес тичного электронного счетчика. Измеритель 21 угла опережени  зажигани  служит дл  измерени  среднего по двигателю угла опережени  зажигани  путем суммировани  за цикл работы двигател  чисел импульсов времени, пропорциональных промежуткам времени от моментов зажигани  в цилиндра до моментов прихода поршней этих цилиндров в положение верхней мертвой точки конца такта сжати  и деленных на число цилиндров двигател . Он выполнен в виде4-разр дного дес тичного электронного счетчика. Каждый разр д измерителей 20 частоты вращени  коленчатого вапа и угла опережени  зажигани  21 состоит из переучетного устройства, деигифратора и цифрового индикатора. Блок 22 делителей частоты предназначен дл  делени  поступающих иа его вход числа импульсов генератора 19 импульсов времени на число, соот ветствующее числу цилиндров двигател . Он включает в себ  пересчетные устройства на 2,4,6 и 8. Устрой ства пересчета на 2,4 и 8 состо т соответственно цз одного, двух последовательно соединенных и трех пос ледовательно соединенных триггеров со счетными входами. Устройство пересчета на 6 состоит из трех последовательно соединенных триггеров, причем первый и третий триггеры имеют счетный вход, а второй триггер - раздельные входы. Дл  обеспечени  пересчета на 6 второй и трети триггеры охвачены обратной св зью. Соединены триггеры в следующем пор дке; выход первого триггера соеди нен с одним из входов второго триггера и счетным входом третьего триг гера, а выход третьего триггера сое . динен с другим входом второго триггера и выходом устройства. Переключатель 23 служит дл  подключени  измерител  21 угла опереже ни  зажигани  к соответствующему вы ходу блока 22 делителей частоты в зависимости от числа цилиндров провер емого двигател . Устройство дл  определени  угла опережени  зажигани  работает следу ющим образом. Перед началом измерений поршень первого цилиндра двигател  устанавливаетс  в положение, соответствующее верхней мертвой точке ко1ща так та сжати . После установки датчика верхней мертвой точки и датчика 2 частоты вращени  коленчатого вала устройство пoдкJдачaeтc  к свече 8 зажигани  первого иили1адра двигател низковольтной клемме 6 прерывател распределител , датчиком 1 верхней мертвой точки и датчиком 2 частоты вращени  коленчатого вала. Переключатель , расположенный на корпусе дат чиков 1 и 2, а также переключатель 23 устанавливаютс  в положени , соответствующие числу цилиндров прове р емого двигател  (например, в поло ние дл  8-цилиндрового двигател ). После подачи питающих устройство напр жений на входы формирователей 3-5 и 7 импульсов непрерывно поступают при работающем двигателе импульсы , где omi усилчв ютс , ограки 10 чиваютс  по амплитуде и формируютс  по длительности. Импульсом гашени  (не показан ) все узлы устройства привод тс  в исходное состо ние, изображенное на фиг,1 при котором измерители 20 частоты вращени  коленчатого вала и угла опережени  зажигани  21 обнул ютс , триггеры 10-13., а также триггеры, вход щие в состав блока 22 делителей частоты , приход т в положение О, элементы 14-17 закрываютс  и импульсы от формирователей 4 и 5 импульсов и генератора 19 импульсов времени через ,них не проход т.. При нажатии пусковой кнопки 9 импульс от свечи 8 зажигани  первого Цилиндра, пройд  формирователь 7, поступает на вход триггера 10 и переворачивает его в положение 1.. По вл ющийс  на его выходе сигнал поступает на вход триггера 11 и также переводит его в положение I, в результате чего элемент 15 совпадени  открываетс . По мере поворота коленчатого вгла двигател  наступает момент, когда поршень первого цилиндра занимает положение , соответствующее верхней мертвой точке конца такта сжати . В этот момент датчик 2 частотг вращени  коленчатого вала вырабатывает сигнал, который поступает на вход формировател  4 импульсов и далее через.открытый элемент 15 совпадени на входделител  18 частоты импульсов . При этом на одном из eio выходов по вл етс  сигнал, которьй поступает на вход триггера 12 и перебрасывает его в положение I. Элементы 14 и 16 совпадени  открываютс . Импульсы генератора 19 импульсов времени поступают на вход измерител  20 частоты вращени  коленчатого вала. С приходом от формировател  5 импульсов зажигани  сигнала, соответствующего моменту зажигани  в след тощем по пор дку работы двигател  цилиндре (в данном случае, в п том), он проходит открытый элемент 14 совпадени  и перебрасывает триггер 13 в состо ние 1. Элемент 17 совпадени  открываетс  и импульсы генератора 19 импульсов времени через блок 22делителей частоты и переключатель 23поступают на вход измерител  21 угла опережени  зажигзш1Я. В момент достижени  поршнем IIHTO го цилиндра положени , соответствующего верхней мертвой точке конца так та сжати , датчик 1 верхней мертвой Точки вырабатывает сигнал, KOTopi i поступает на вход формировател  3 импульсов. Сигнал с выхода формировател  3 импульсов верхней мертвой точки поступает на вход триггера 13, возвращает его в исходное состо ние в результате чего элемент.17 совпадени  закрываетс , прекраща  прохождение через него импульсов с выхода генера тора 19 импульсов времени. Измерител 2J угла опережени  зажигани  зафикси рует -при этом число импульсов времени , пропорциональное углу опережени  зажигани  в п том цилиндре двигател  и деленное на число цилиндров. С приводом от формировател  5 импульсов зажигани  следующего сигнала соответствующего моменту зажигани  в следующем по пор дку работы двигател  цилиндре (в данном случае, в четвертом ), он проходит открытый элемент 4 совпадени  и перебрасывает триггер 13 в состо ние I. Элемент 17. совпадени  открываетс  и импульсы генератора 19 импульсов времени, прой д  блок 22 делителей частоты и перек лючатель 23, снова подсчитываютс  с помощью измерител  2 угла опережени  зажигани  до момента по влени  сигна ла с выхода формировател  3 импульсов верхней мертвой точки, соответствующего положению,поршн  этого цилиндра в верхней мертвой точке конца такта сжати , При этом триггер 13 во вращаетс  в исходное состо ние и элемент 17 совпадени  закрываетс , Измеритель 21 угла опережени  зажигани  фиксирует число импульсов с выхода ге нератора 19 импульсов Временна пропор циональное суммарному углу опережени  зажигани  в п том и четвертом цилиндрах и деленное на число цштиндров двигател , Описанный процесс подсчета угла опережени  зажигани  происходит аналогично и по другим цилиндрам двигател  в соответствии с пор дком его работы (например, дл  8-цилиндрового У образного двигател  в последовательности 1-5-4-2-6-3-7-8). По окончании цикла работы двигател , равного двум оборотам коленчатого вала, импульсом с выхода форми7 ро ател  3 импульсов верхней мертвЫГ точки, соответствующим верхней мертвой точки конца такта сжати  первого цилиндра , триггер 13 устанавливаетс  в положение О, элемент 17 совпадени  закрываетс  и измеритель 21 угла опережени  зажигани  останавливаетс , Одновременно с этим импульс с выхода формировател  4 импульсов частоты вращени  коленчатого вала, пройд  через открытый элемент 15 совпадени , поступает на вход делител  18 частоты импульсов. На его втором выходе по вл етс  сигнал, соответствующий завершению двух оборотов коленчатого вала двигател , который поступает на вход триггера 12 и возвращает его в исходное состо ние. При этом элементы 14 и 16 совпадени  закрываютс , в результате чего прекращаетс  прохождение импульсов с выхода формировател  5 импульсов на вход триггера I3 и останавливаетс  измеритель 20 частоты вращени  коленчатого вала. Одновременно с этим сигнал со второго выхода делител  18 частоты импульсов поступает на вход триггера 11 и переводит его в исходное состо ние, закрыва  элемент 15 совпадени  и прекраща  тем самым дальнейшее прохождение через него импульсов с выхода формировател  4 импульсов. На этом цикл измерений заканчиваетсч . Таким образом, по окончании двух оборотов коленчатого вала двигател , в течение которых происходит один полный цикл его работы, на измерителе 20 частоты вращени  коленчатого вала фиксируетс  число импульсов времени, пропорциональное частоте его вращени , а на измерителе 21 угла опережени  зажигани  - число импульсов времени, пропорциональИое среднему по двигателю углу опережени  зажигани . Введение в устройства переключател  и блока делителей частоты, соединенных соответствующим образом между собой и с другими узлами устройства, а также введение новых св зей позвол ет ограничитьс , дл  измерени  среднего по двигателю угла опережени  зажигани  одним измерителем. Это значительно упрощает конструкцию устройства Ни уменьшает его стоимость по сравнению .с известным по крайней мере в число раз, равное числу цилиндров двигател  (дл  2-цилиндрового двигател 

в 2 раза, дл  8-цилиндрового в 8 раз/ поскольку стоимость устройства в ррновном определ етс  стоимостью измерителей .

Кроме Voro, устройство содержит в своей конструкции значительно меньшее число других -узлов, например, триггеров , элементов совпадени , что также уменьшаетс  стоимость устройства и увеличивает его надежность.

Автоматическое измерение среднего по двигателю угла опережени  зажигани  освобождает оператора от необходимости фиксировани  значени  угла опережени  зажигани  по каждому цилиндру многоцилиндрового двигател , нахождени  их суммы и делени  полученного результата на число цилиндров что уменьшает трудоемкость определени  угла опережени  зажигани .

Claims (3)

1.Авторское свидетельство СССР № 204835, кл. F 02 Р 17/00, 1966.

2.Авторское свидетельство № 5441 кл. F 02 Р 17/00, 1975

3.Авторское свидетельство СССР по за вке 2716700/21,

кл. F 02 Р 17/00, 1979.

4

-Xk- K Js k« X j4 K

5 2 «

,j-

JK Jb-fhff S 8 7 Ю

.ij %

f1

.

/« /5 /3 19 /7 22,23

«/ « /2

:НШШ

16

i «.

n.