SU862028A1 - Устройство дл определени верхней мертвой точки двигател внутреннего сгорани - Google Patents

Description

, .Г .. . . Изобретение относитс  к области испытаний двигателей внутреннего его ранн . Известны устройства дл  определени  верхней мертвой точки (ВМТ) двигател  внутреннего сгорани , содержащие индуктивный датчик, усилитель, ликбвый детектор, элемент пам ти, делитель напр жени , блок компараторов и блок управл ющих сигналов, при чем, индуктивный датчик св зан через усилитель с .входом блока компараторов и .с последовательного соединенными пиковым детектором и элементом пам ти. Делитель напр жени  св зан со вторым входом блока компататоров , на третий вход которого подключен нулевой потенциал, а выход подключен ко входу блока управл ющих сигналов, первый выход которого соединен со входом управлени  элемента пам ти , а второй вхад соединен со входами управлени  пиковрго детектора и блока компараторов llj Основным недостатком известного устройства  вл етс  невозможность его использовани  при динамических режимах работы двигател  вследствие следующих причин: низкой точности определени  ВМТ, вызванной тем, чтъ значение порога срабатывани  компаратора отлично от нулевого уровн ; невозможности использовани  устройства при динамических режимах разгона и выбега,когда частота вращени  вала двигател  резко измен етс , например, от оборотов холостого хода до, максимальных при разгоне и от максимальных оборотов до нул  при выбеге. Например, если в режиме выбега скорость изменени  (снижени ) частоты вращени  вала Кц в интервале между двум  соседними моментами прохождени  BMJT превышает заданное .отношение сигнал/помеха ( К и 7 то в момент прихода следующей ; ВМТ автоматически вырабатываекнй устройством пороговый уровень окажетс .  больше амплитуды сигнала отметки В1ФГ и срабатывсши  соответствующего компаратора не произойдет. При атом будут пропущены все последующие сигвалы ВМТ. С другой стороны, если в режиме разгона скорость изменени  (увеличени ) частоты вращени  вала в интервале между двум  соседними моментами прохождени  ВМТ превысит заданное отношение Ксп 9 пороговой уровень устройства окажетс  ниже уровн  помехи и произойдет срабатывание компаратора, а на выходе устройства будет зафиксирован ложный сиги а. отметки ВМТ. Таким образом, известное устройство эффективно работает тЬлько на посто нном или медленно измер ющемс  скоростных режимах, когда уровни полезных сигналов (отметок ВМТ) и помех посто нны - по времени или измен ютс  крайне незначительно. Целью изобретени  . вл етс  расши рение области его применени . Указанна  цель достигаетс  тем, что в устройств дополнительно вклю чены блок умножени , датчик угловой скорости и блок определени  относительного изменени  сигнал а, причем , ме ду выходом элемента пам ти и входом де тел  напр жени  включен блок умноже ни , другой вход св зан с датчиком угловой скорости и другим входом блока управл ющих сигналов через бл определени  относительного .изменени сигнала, вход управлени  которого соединен с первым выходом блока управл ющих сигналов. Блок определени  относительного изменени  сигнала содержит дополнительный элемент пам ти и дополнител ный делитель напр жени , причем вхо и выход дополнительного элемента па м ти соединены со входами дополните льного делител  напр жени , а выход управлени  дополнительного элемента пам ти образует вход управлени  бло ка. На чертеже приведена структурна  электрическа  схема предлагаемого устройства. Устройство содержит установленны против маховика двигател  индуктивный датчик 1, подключенный к усилителю 2, выход которого св аан непос редственно и через последовательно соединенные пиковый детектор 3, эле мент пам ти 4 и делитель 5 напр жени  соответственно с первым и вторым входами 6 и 7 блока 8 компарато ров , на третий вход 9 которого пода нулевой потенциал, а выход 10 подключен ко входу блока 11 управл ющи сигналов, первый выход которого сое динен со входом управлени  элемента пам ти 4, а второй выход соединен со входами управлени  пикового детектсра 3 и блока 8 компараторов. Между выходом элемента пам ти 4 и входом делител  напр жени  5 вклю чен блок 12 умножени , другой вход которого св зан с датчиком 13 угловой скорости и другим входом блока 11 управл ющих сигналов через блок 14 определени  относительного изменени  сигнала, выход управлени  которого соединен с первым выходом бло ка управл ющих сигналов. БЛОК 14 определени  относительного изменени  сигнала содержит эле-i 1мент пам ти 15 ,вход и выход которого: соединены.со входами делител  напр жений 16, причем, вход управлени  элемента пам ти 15 образует вход управлени  блока. Элементы пам ти 4 и 15 имеют два режима работы: при отсутствии сигнала на их входах управлени  элементы 4 и 15 работают в режиме выборки (повторени ) входного сигнала: при наличии сигнала на входах управлени  - в режиме запоминани . Блок 8 содержит два компара,тора: точный, пороги срабатывани  и отпускани  которого определ ютс  нулевым потенциалом на входе 9, и грубый, порог срабатывани  которого определ етс  уровнем потенциала на входе 7. При обратном срабатывании точного компаратора на выходе 10 блока формируетс  импульс, если перед этим произошло срабатывание грубого комапартора. Обратное срабатывание последнего осуществл етс  при подаче сигнсша на вход управлени  блока 8. Датчик 13 угловой скорости может быть выполнен в виде тахогенератора посто нного тока или в любого другого устройства, св занного с коленчатым валом двигател  и формирующего напр жение посто нного тока, уровен15 которого пропорционален мгновенному значению угловой скорости вращени  коленчатого вала двигател . Делитель напр жений 16 осущесвл ет деление сигнала, поступающего на его вход с выхода датчика 13, на сигнал , .поступающий с выхода элемента пам ти 15, и может быть выполнен, например, на базе операционного усилител , в цеиь обратной св зи которого включен умножитель. Устройство работает следующим овразом . Пусть двигатель работает на посто нном режиме, которому соответствует частота следовани  f импульсов на выходе индуктивного датчика 1. При прохождении отметки ВМТ на маховике мимо датчика 1 в последнем возникают два разнопол рных импульса/ , причем истинному моменту ВМТ соответствует момент перехода сигнала через нулевой потенциал при смене положительной пол рности сигнала на отри- . цательную. Датчик 13 вырабатывает напр жение U / пропорциональное мгновенному значению угловой скорости вращени  коленчатого вала двигател . Допустим, на выходе датчика 1, а, следовательно, и на выходе усилител  2 по вл етс  импульс положительной пол рности, возникающий при прохождении мимо датчика 1 отметки (отверст|1Я в маховике) ВМТ. В момент по влени  импульса на выходе усилител  2, а, следовательно, и на входе 6 в

блоке 8 срабатывает точный компаратор , пороговый уровень срабатывани  которого определ етс  нулевым потенциалом на входе 9 блока 8. При достижении сигналом на выходе усилител  2 некоторого уровн , равного уровню сигнала на входе 7, в блоке 8 срабатывает грубый компаратор

и разблокирует выход точного КОМ паратора , а в момент, соответствующий максимуму сигнала, на выходе пикового детектора 3 фиксируетс  уровень , равный амплитудному значению по вившегос  импульса. В момент прохоладени  ВМТ импульс на выходе усилител  2 измен ет свою пол рность , что вызывает обратное срабатывание точного компаратора блока 8. На выходе 10 блока 8 формируетс  короткий импульс,который поступает на вход блока 11. Этот импульс проходит на первый выход блока 11 и поступает на входы управлени  элемента пам ти 4 и блока 14 определени  относительного изменени  сигнала. При этом элемент 4 переводитс  в режим выборки сигнала . с выхода пикового детектора 3, а в блоке 14 фиксируетс  значение U сигнала на выходе датчика 13, пропорциональное значению угловой скорости в момент по влени  импульса на первом выходе блока 11.

По заднему фронту импульсного сиг нала на первом выходе блока 11 элемент 4 переходит в режим запоминани  уровн  Uyvn , а на втором выходе блока 11 формируетс  второй короткий импульсный сигнал. По этому сигналу пиковый детектор 3 устанавливаетс  в исходное нулевое состо ние , а в блоке 8 происходит обратное срабатывание грубого компаратора , и выход точного компаратора блока 8, следовательно, и выход блок 8 блокируетс . На выходе блока 14 . вырабатываетс  сигнал К , , пропорциональный отношению сигнала UL на выходе датчика 13 в текущий момент времени к уровню и, сигнала датчика 13 момент по влени  импульса на первом выходе блока 11. Сигнал ULc выхода элемента 4 и сигнала Кц с выхода блоха 14 поступают на соответствующие входы блока 12 умножени . На выходе последнего образуетс  сигнал, пропорциональный произведению этих сигналов и равный к . Uw, t где Кц-UN / UVHУровень сигнала на выходе блока

12 уменьшаетс  в К а раз с помощью делител  5 и поступает на вход 7 блока 8.

Таким образом, в результате описанного выше процесса на входе 7 бло ка 8, св занного с делителем 5, автоматически устанавливаетс  пороговой уровень, пропорциональный значению амплитуды сигнала отметки ВМТ и изменению угловой скорости вращен .и  коленчатого вала двигател , а на выходе 10 в момент обратного срабатывани  точного компаратора блока 8 формируетс  короткий импульс Передний фронт этого импульса соот;ветствуёт-моменту изменени  пол рности сигнала отметки ВМТ, поскольку порог срабатывани  и отпускани , трчного компаратора устанавливаетс  на входе 9 посто нным и равным нулю.

Описанный вьюне процесс формировани  сигнала на выходе 10 устройства повтор етс  при по влении на выходе ус илител  2 следующего импульса положительной пол рности с амплитудой UH, , превышающей пороговый уровень на входе 7 блока 8. При этом если амплитуда этого импульса отличаетс  от амплитуды предьщущего импульса , т.е. (п. то на входе 7 блока 8 автоматически устанавливаетс  новый пороговый уровень срабатывани  грубого компаратора блока 8, равный Ut /KuKe..

Описанный выше процесс формировани  сигнала на выходе 10 устройств не происходит при по влении на выход усилител  2 импульса помехи положительной пол рности с амплитудой, меньшей порогового уровн  на входе 7 блока 8. При этом значение порогового уровн  на входе 7 не измен етс 

Поскольку амплитуда положительных импульсов, вызванных прохождением мимо датчика 1 отметок ВМТ, всегда больше амплитуды импульсов, вызванных дефектами маховика, то пороговый уровень срабатывани  на входе 7 блока 8 определ етс  только сигналами отметок ВМТ, При выполнении услови  Кл. Ксп/ где «сп отношение сигнал/ помехана выходе датчика 1, по вление импульсов, вызванных дефектами . махоЬика,. не вызывает срабатывани  блока 8, а, следовательно, и по влени  сигнала на выходе 10 устройства.

Пусть теперь скоростной режим двигател  резко измен етс . Допустим, например, что при выбеге двигател  (скорости вращени  коленчатого вала двигател  уменьшаетс ) амплитуда следующего сигнала отметки ВМТ уменьшаетс  по сравнению с амплитудой предыдущего сигнала отметки ВМТ в К К раз. Однако во столько же раз к моменту по влени  следукндего сигнала отметки ВМТ уменьшаетс  сигнал на выходе блока 14, а, следовательно , и на выходе блока 12 и соответственно на выходе делител  5 и на входе 7 блока 8. В результате сигналы на обоих входах 6 и 7 блока 8 уменьшаютс  в равное количество оаз и процесс формировани  слелук цего импульса на выходе блока 8 не нарушаетс . Допустим тепеоь, что при разбеге двигател  fскорость вращени  коленчатого вала двигател  увеличиваетс ) амплитуда не только сигнала нр и помехи на выходе усилител  2 увеличиваетс  в К К.раз. Однако в такое же количество раз увеличиваетс  сигнал и на выхрде блока 14, а, следовательно, и пороговый уродень н входе 7 блока 8.В результате не про исходит ложного срабатывани „блока 8 При остановке двигател  сигнал на . выходе датчика 13 становитс  равным нулю. В этот момент блок 11 срабатывает и формирует на своих выходах по сто нные сигналы. В результате пиковы1 детектор удерживаетс  посто нно в исходном нулевом состо нии, а выход блока 8 блокируетс . Элемент 4 находитс  в режиме выборки сигнала с .выхода пикового детектора 3, а в блоке 14 фиксируетс  нулевой уровень сигнала с выхода датчика 13. При запуске двигател  на выходе датчика 13 по вл етс  сигнал, отличнь й от нулевого. В этот момент на выходах блока 11 по вл ютс  нулевые сигналы, по которым на выходе элемента 4 фиксируетс  нулевой уровень сигнала, а на выходе блока 14 - сигнал , соответствующий К,«1. В результате на выходе блока 12, а, следовательно , на выходе делител  5 и, со 6тветствеино на входе 7 блока 8 устанавливаетс  нулевой порог срабатываии . Первый же импульс с датчика 1 проходит ма выход блока 8 и Формируе niepByio управл кших сигналов на выходе блока 11. .Блок 14 работает следукхцим образом . Короткий импульс, образующийс  на первом выходе блока 11 в момент прохождени  ВМТ, поступает на вход управлени  блока 14, св занный со вхором управлени  элемента пам ти 15, на вход которого поступает сигнал да тчика 13. По этому импульсу элемент пам ти 15 устанавливаетс  в режим вы борки (повторени ) сигнала датчика 13, а по окончании этого импульса ус танавливаетс  в режим хранени  сигнала датчика 13. Таким образом, между моментами прохождени  ВМТ на выходе элемента пам ти 15 фиксируетс  уровень сигнала U датчика 13, пропорциональный значению угловой скорости вращени  коленчатого вала двигател  в;момент прохождени  очередной ВМТ. Сигнал с выхойа элемента пам ти 15 поступает на вход делител  напр жений 16, на другой вход которого по ступает сигнал Uv непосредственно с выхода датчика 13. Делитель напр жений 16 осуществл ет операцию делени  сигнала, поступающего с выхода датчика 13, на сигнал, поступающий с выхода элемента пам ти 15. В результате на выходе делител  напр жений 16, а, следовательно, и на выходе блока 14 нёпрерЕлвно формируетс  сигнал Кц иу/иу , пропоциональный изменению угловой скорости вращени  коленчатого вала двигател  между моментами прохождени  ВМТ. Таким образом, введение новых элементов; блока умножени , датчика угловой скорости вращени  и блока определени  относительного изменени  сигнала - выгодно отличает предложенное устройство оа прототипа, так как позвол ет автоматически без участи  оператора формировать порог . срабатывани  устройства при измен ющейс  угловой скорости вращени  коленчатого вала двигател , например, в режиме разбега и выбега двигател , что расшир ет область применени  устройства. формула изобретени  1. Устройство дл  определени  верхней мертвой точки двигател  внутреннего сгорани , содержащее индуктивный датчик , усилитель, пиковый детектор , элемент пам тч, делитель напр жени , блок компараторов и блок управл ющих сигналов, причем, индуктивный датчик св зан через усилитель с первым входом блока компараторов и с последовательно соединенными пиковыми детектором и элементом пам -. ти, делитель напр жени  св зан со вторым входом блока компараторов, на третий вход которого подключен нулевой потенциал, а выход подключен к входу блока управл ющих сигнгшов, первый выход которого соединен с вхЬдом управлени  элемента пам ти, а второй с входами управлени  пикового детектора и блока компараторов, отличающеес  тем, что, с целью расширени  области его применени , в него дополнительно включены блок умножени , датчик угловой скорости и блок определени  относительного изменени  сигнала, причем, между выходом элемента пам ти и входом делител  напр жени  включен блок умножени , другой вход которого св зан с датчиком угловой скорости и другим входом блока управл ющих сигналов через блок определени  относительного изменени  сигнала-, вход управлени  которого соединен с первым выходом блока управл квдих сигналов. 2. Устройство по п.1, отличающес  тем, что блок определени  отноительного изменени  сигнала содерит дополнительный элемент пам ти, дополнительный делитель напр жени , причем вход и выход дополнительиого элемента пам ти соединены со ВХОДАМИ дополнитедьного делител  на пр жени , а вход управлени  дополнительного элемента пгил ти служит входом у1 р влени  блока.

Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР по за вке 2671301/25-06, кл. QOIM 15/00, 1978.

Claims (2)

1. формула изобретения

   1. Устройство для определения верхней мертвой точки двигателя внутреннего сгорания, содержащее индуктивный датчик , усилитель, пиковый детектор , элемент памяти, делитель напряжения, блок компараторов и блок управляющих сигналов, причем, индуктивный датчик связан через усилитель с первым входом блока компараторов и с последовательно соединенными пиковыми детектором и элементом памя- ти, делитель напряжения связан со вторым входом блока компараторов, на третий вход которого подключен нулевой потенциал, а выход подключен к входу блока управляющих сигналов, первый выход которого соединен с входом управления элемента памяти, а второй с входами управления пикового детектора и блока компараторов, отличающееся тем, что, с целью расширения области его применения, в него дополнительно включены блок умножения, датчик угловой скорости и блок определения относительного изменения сигнала, причем, между выходом элемента памяти и входом делителя напряжения включен блок умножения, другой вход которого связан с датчиком угловой скорости и другим входом блока управляющих сигналов через блок определения относительного изменения сигнала·, вход управления которого’ ’ соединен с первым выходом блока управляющих сигналов.
2. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что блок определения относительного изменения сигнала содержит дополнительный элемент памяти, и дополнительный делитель напряжения, причем вход и выход дополните .9 льиого элемента памяти соединены со входами дополнительного делителя на’пряжения, а вход управления дополнительного элемента памяти служит входом управления блока.