Claims (2)
1one
Изобретение относитс к области приборостроени , в частности к приборам дл исследовани рабочих процессов двигател внутреннего сгорани .The invention relates to the field of instrumentation, in particular to devices for studying the working processes of an internal combustion engine.
Известно устройство дл измерени среднего индикаторного давлени в цилиндрах двигателей внутреннего сгорани , содержащее датчик, преобразующий величину угла поворота коленчатого вала в электрические импульсы, датчик, преобразующий величину давле ни в цилиндре в электрическое напр жение , блоки вьщелени импульсов верхней и нижней мертвой точки (ВМТ и Ш1Т) , ппгротно-импульсный преобразователь , выход которого соединен с входами двух схем совпадени , вторые входы которых подключены к генератору импульсов, а третьи входы к триггерам, управл емым импульсами ВМТ и НМТ, причем выходы схем совпадени соединены через число-аналоговый преобразователь со схемой сравнени , вторым входом подключенной к выходу формировател импульсов НМТ l.A device for measuring the average indicator pressure in cylinders of internal combustion engines is known, which contains a sensor that converts the angle of rotation of the crankshaft into electrical pulses, a sensor that converts the pressure in the cylinder into electrical voltage, blocks in the pulses of upper and lower dead points (TDC and Ш1Т), an impulse-pulse converter, the output of which is connected to the inputs of two coincidence circuits, the second inputs of which are connected to the pulse generator, and the third inputs to the triggers It is controlled by pulses VMT and NMT, and the outputs of the coincidence circuits are connected via a number-to-analog converter with a comparison circuit, the second input connected to the output of the NMT pulse former l.
Недостатками устройства вл ютс : двойное преобразование напр жени в число импульсов и обратно, что вл етс источником дополнительной погрешности , и необходимость перестановки датчиков при последовательном исследовании нескольких цилиндров.The drawbacks of the device are: double conversion of voltage into the number of pulses and vice versa, which is a source of additional error, and the necessity of rearranging the sensors during the sequential study of several cylinders.
Известно другое устройство, содержащее датчики сигналов ВМТ и НМТ мертвых сигналов равных приращ ений объема цилиндра и сигналов изменени равных приращений объема, соединенные с соответствующими формировател ми сигналов, регулируемые линии задержки этих сигналов, датчик давлени с усилителем, соединенные с бдним из входов широтно-импульсного преобразовател , второй вход которого подсоединен к входу формировател сигналов равных приращепий.объема, а выход - к входам двух схем И, вторые входы которых соединены с генера тором счетных импульсов, третьи вход соответственно - с единичным и нулевым выходами триггера, счетный вход которого соединен с формирователем сигнала изменени равньге приращений объема, а вход установки в О - с формирователем сигнала НМТ, выходы схем И соединены с входами схемы ИЛИ, перва - непосредственно, втора - через первый реверсивный счетчик , выходы схемы ИЛИ соединены с входом реверсивного счетчика, причем входы суммирование и вычитание обоих реверсивных счетчиков соединены с выходами единиц и нулей триггера управлени реверсом, единичный вход ко торого соединен с формирователем сиг нала ВМТ, а нулевой - с формирователем сигнала НМТ 2j. - Недостатком его вл етс необходимость дополнительной перестройки датчиков при последовательном исследовании нескольких цилиндров, что преп тствует автоматизации измерений . Целью изобретени вл етс автоматизаци измерений при последовательном исследовании нескольких цилиндров . Поставленна цель достигаетс тем что в устройство введены два счетчика , четыре дешифратора, переключатель , третий триггер, треть схема И и третий реверсивный счетчик, причем счетный вход первого счетчика соединен с формирователем сигнала угловых меток, а вход установки в О - с формирователем сигнала ВМТ, выход первого счетчика через первый дешиф . ратор и переключатель в первом полож нии соединен с входом установки в второго триггера и входом установки в О третьего реверсивного счетчика счетный вход которого подключен к выходу формировател угловых меток, а суммируклдий и вычитающий входы соответственно соединены с единичным и нулевым выходом второго триггера, причем выход третьего реверсивного счетчика подключен к входам второго третьего и четвертого дешифраторов.Another device is known that contains sensors for TDC and NMT signals of dead signals of equal increments of the cylinder volume and signals of equal increments of volume connected to the corresponding signal conditioners, adjustable delay lines of these signals, a pressure sensor with an amplifier connected to one of the pulse-width inputs. converter, the second input of which is connected to the input of the signal generator of equal increments of volume, and the output - to the inputs of two AND circuits, the second inputs of which are connected to the counting generator x pulses, the third input, respectively, with single and zero trigger outputs, the counting input of which is connected to the shaper of the change in the equal volume increment, and the input of the installation in O - with the HMT shaper, the outputs of the AND circuit are connected to the inputs of the OR circuit, the first is directly, the second one is through the first reversible counter, the outputs of the OR circuit are connected to the input of the reversible counter, and the summation and subtraction inputs of both reversible counters are connected to the outputs of the ones and zeros of the reverse control trigger; input to the generator is connected to torogo sig Nala TDC, and zero - a signal generator BDC 2j. “The disadvantage of it is the need for additional adjustment of the sensors during the sequential study of several cylinders, which prevents the automation of measurements. The aim of the invention is to automate measurements in the sequential study of several cylinders. The goal is achieved by the fact that two counters, four decoders, a switch, a third trigger, a third And circuit, and a third reversible counter are entered into the device, the counting input of the first counter being connected to the signal generator of the corner marks, and the installation input to O, with the TDC signaling generator, the output of the first counter through the first decrypt. The rator and the switch in the first position are connected to the installation input to the second trigger and the installation input to the third reversible counter whose counting input is connected to the output of the corner marker, and the summed and subtractive inputs are respectively connected to the unit and zero output of the second trigger, and the third output A reversible counter is connected to the inputs of the second third and fourth decoders.
вькод второго из них соединен с первого триггера The code of the second one is connected to the first trigger.
дом установки в tt 1IIinstallation house in tt 1ii
и входами установки в 1 второго третьего триггеров, а также через второй счетчик - с входом установки в О третьего триггера, выход третьего дешифратора подсоединен к входу широтно-импульсного преобразоватеR c ,,fpgci давление в цилинде в точках отсчета соответственно при сжатии и расшир1 нин; 5 л через третью схему И., второй вход которой соединен с единичным выходом третьего триггера, выход четвертого дешифратора - со счетным входом первого триггера, а датчики давлени соединены с усилителем через переклкгчатель во втором положении. Кроме того, дл повьш1ени точности в устройство введен регулируемый элемент задержки, причем выход формировател сигнала верхней мертвой точки соединен с входом установки в О первого счетчика через схему И, второй вход которой, а также счетные входы первого счетчика и третьего реверсивного счетчика соединены с формирователем сигнала угловых меток через регулируемый элемент задержки. На чертеже изображена функциональна схема устройства. Устройство дл измерени среднего индикаторного давлени в двигател х внутреннего сгорани содержит датчик угловых меток с индикатором ВМТ 1. Формирователь сигналов угловых меток 2, формирователь сигналов ВМТ 3, датчики давлени 4, усилитель 5, широтно-импульсный преобразователь 6 схему И 7, вторую схему И 8, генератор импульсов 9, триггер 10, схему ИЛИ 11, первый реверсивный счетчик 12, второй реверсивный счетчик 13, второй триггер 14, третий реверсивный счетчик 15, третью схему И 16, третий реверсивный счетчик 17, регулируемый элемент задержки 18, переключатель 19, дешифратор НМТ 20, дешифратор равных приращений объема цилиндра 21, дешифратор изменени равных приращений объема 22, третий триггер 23, счетчик 24, схему И 25 и дешифратор ВМТ 26. Устройство реализует алгоритм вычислени среднего индикаторного давлени . 5 количество приращений объема цилиндра, соответствую щее одинаковым приращением соответственно; отношение одинаковых приращений , целое число. Устройство работает следующим образом . В исходном состо нии все триггеры и счетчики установлены в состо ние О. Датчик угловых меток с индикатором ВМТ одного из цилиндров вьщает сигналы, соответствующие равным изменени м угла поворота коленчатого вала в определенном количестве за оборот, и сигнал, соответствующий ВМТ одного из цилиндров двигател . Счетчик 15 устанавливаете в состо ние О каждым сигналом ВМТ с фор мировател 3 и производит пересчет угловых меток. Состо ние счетчика 15 соответствующее углам поворота коленчатого вала, в которых один из ци линдров находитс в ВМТ, декодируетс дешифратором 26. Один из сигналов дешифратора, соответствующий сигнала ВМТ исследуемого цилиндра, через переключатель 19 устанавливает триггер 14 в состо ние 1 и подтверждает нулевое состо ние реверсивного счетчика 17 триггера 14, включает ре версивные счетчики 12, 13 и 17 в режим суммирование. Следукнцие за сигналом ВМТ сигналы угловых меток суммируютс по количеству реверсивны счетчиком 17, который определ ет те кущий угол поворота коленчатого вала относительно ВМТ. Угол, соответствую щий НМТ .исследуемого цилиндра декоди руетс дешифратором 20, сигнал котор. го устанавливает триггер 14 в состо ние О. Триггер 14 включает реверси ные счетчики 12, 13 и 17 в режим выч тание . Счетчик 17 производит вычитание количества угловых меток в интервале от НМТ до ВМТ. После установки устройства в исходное состо ние первым сигналом НМТ исследуемого цилиндра устанавливаетс в состо ние 1 триггер 23 чем разрешаетс прохождение сигналов через схему И 25 с дешифратором 21.. Этим обеспечиваетс включение устройства в любой момент времени цикла. Дешифратор 21 определ ет дискретные моменты одинаковых приращений объема цилиндра. Дещифратор 22 определ ет моменты изменени равных приращений объема 55 цилиндра. Сигналы, соответствующие этим моментам, подаютс на счетный вход триггера 10, синхронизаци которого производитс сигналами НМТ исследуемого цилиндра с дешифратора 20. Счетчик 24 пересчитывает заданное . количество циклов, устанавливает в состо ние О триггер 23 и удерживает его в зтом состо нии, что обеспечивает окончание измерени среднего индикаторного давлени . Сигнал датчика давлени цилиндра выбранного переключателем 19 усиливаетс и поступает на широтно-импульсный преобразователь, который преобразует величину напр жени , пропорционального давлению в цилиндре, в длительность пр моугольного импульса в моменты времени, определ емые сигналами с дешифратора 21. Этот импульс обеспечивает прохождение счетных импульсов с генератора 9 через одну из схем И 7 или 8 в зависимости от того, в каком состо нии находитс триггер 10.. Вблизи ВМТ, где вычисление производитс при меньших изменени х объема цилиндра, триггер 10 находитс в единичном состо нии и счетные импульсы проход т через вторую схему ИВ, а при увеличении равных приращений объема цилиндра в К раз счетные импульсы проход т через первую схему И 7. В первом случае число - импульсный код со второй схемы И пересчитываетс реверсивным счетчиком 12 в К раз и через схему ИЛИ поступает на счетный вход реверсивного счетчика 13, во втором - поступает на счетный вход реверсивного счетчика без пересчета. За интервал цикла от НМТ до ВМТ исследуемого цилиндра число - импульсный код вычитаетс , а от ВМТ до НМТ суммируетс . По окончании измерени в реверсивном счетчике 13 сохран етс код числа, пропорционального среднему индикаторному давлению. Схема И 16 и регулируемый элемент задержки 18 введены дл совмещени сигнала ВМТ одного из цилиндров с одной из угловых меток, что дает озможность корректировать положеие сигналов одинаковых приращений бъема цилиндра относительно ВМТ ндицируемого цилиндра. От положеи их относительно ВМТ индицируеого цилиндра значительно зависит очность измерени .and the installation inputs to 1 of the third third trigger, as well as through the second counter — to the installation input to O of the third trigger; the output of the third decoder is connected to the input of the pulse-width transducer R c ,, fpgci pressure in the cylinder at reference points, respectively, under compression and expansion; 5 liters through the third circuit I., the second input of which is connected to the single output of the third trigger, the output of the fourth decoder to the counting input of the first trigger, and the pressure sensors connected to the amplifier through the switch in the second position. In addition, to improve accuracy, an adjustable delay element is inserted into the device, the output of the top dead center signal generator is connected to the installation input of the first counter O via an AND circuit, the second input of which, as well as the counting inputs of the first counter and the third reversible counter, are connected to the signal conditioner corner tags via adjustable delay element. The drawing shows a functional diagram of the device. A device for measuring the average indicator pressure in internal combustion engines comprises an angle mark sensor with an TDC indicator 1. Angle mark 2 signal conditioner, an TDM signal conditioner 3, pressure sensors 4, amplifier 5, pulse-width converter 6, And 7 8, pulse generator 9, trigger 10, circuit OR 11, first reversible counter 12, second reversing counter 13, second trigger 14, third reversing counter 15, third AND 16 circuit, third reversing counter 17, adjustable delay element 18, ne eklyuchatel 19, decoder 20 BDC, the decoder increments equal volume of the cylinder 21, the decoder changes equal increments of volume 22, a third flip-flop 23, a counter 24, AND circuit 25 and decoder 26. The TDC device implements an algorithm for calculating mean indicated pressure. 5 the number of increments of the cylinder volume corresponding to the same increment, respectively; the ratio of the same increments, an integer. The device works as follows. In the initial state, all the triggers and counters are set to the O state. The angle mark sensor with the TDC indicator of one of the cylinders outputs signals corresponding to equal changes in the crankshaft angle in a certain amount per revolution, and the signal corresponding to the TDC of one of the engine cylinders. Counter 15 is set to the state About by each signal of the TDC from the former 3 and recalculates the angle marks. The state of the counter 15 corresponding to the angles of rotation of the crankshaft, in which one of the cylinders is at TDC, is decoded by the decoder 26. One of the decoder signals corresponding to the TDC signal of the cylinder under investigation, through switch 19, sets trigger 14 to 1 and confirms the zero state reversible counter 17 trigger 14, includes reversible counters 12, 13 and 17 in the summation mode. Following the TDC signal, the signals of the corner marks are summed up by the number of reversible counter 17, which determines the current angle of rotation of the crankshaft relative to the TDC. The angle corresponding to the NMT of the cylinder under investigation is decoded by the decoder 20, the signal is kotor. He sets trigger 14 to state O. Trigger 14 switches reverse counters 12, 13, and 17 into subtraction mode. The counter 17 performs the subtraction of the number of corner marks in the range from BDC to TDC. After the device is reset to the initial state, the first NMT signal of the cylinder under investigation is set to state 1 trigger 23, which allows the signals to pass through the AND 25 circuit with decoder 21. This ensures that the device is turned on at any time during the cycle. The decoder 21 determines the discrete moments of the same increments of the cylinder volume. The decipher 22 determines the moments of change of equal increments of the volume 55 of the cylinder. The signals corresponding to these moments are sent to the counting input of trigger 10, which is synchronized by the signals of the small-scale locomotive of the cylinder under study from the decoder 20. Counter 24 recalculates the given one. the number of cycles sets the trigger 23 to state O and keeps it in this state, which ensures that the measurement of the average indicator pressure is completed. The signal of the pressure sensor of the cylinder selected by switch 19 is amplified and fed to a pulse-width converter that converts the voltage proportional to the pressure in the cylinder to the duration of a rectangular pulse at times determined by signals from the decoder 21. This pulse allows the counting pulses to pass generator 9 through one of the schemes AND 7 or 8, depending on the state in which the trigger 10 is located. Near TDC, where the calculation is performed with smaller changes in the volume of cylinders Indra, trigger 10 is in a single state and the counting pulses pass through the second IW circuit, and with increasing equal increments of the cylinder volume by K times the counting pulses pass through the first AND 7 circuit. In the first case, the number is the pulse code from the second AND circuit. is recalculated by the reversible counter 12 to K times and through the OR circuit it arrives at the counting input of the reversible counter 13, in the second one it goes to the counting input of the reversible counter without recalculation. During the cycle interval from NTC to TDC of the cylinder under study, the number — the pulse code is subtracted, and from TDC to NTC is summed. At the end of the measurement, a code of a number proportional to the average indicated pressure is stored in the reversible counter 13. Circuit I 16 and adjustable delay element 18 are introduced to align the TDC signal of one of the cylinders with one of the corner marks, which makes it possible to correct the position of the signals of the same increments of cylinder relative to the TDC of the indexable cylinder. The position accuracy of the measurement significantly depends on their position relative to the TDC of the indicated cylinder.
Формул;) изобрете,;;икFormulas;) invention, ;; IR
Устройство дл измерени cj-ie;:;некО .индикаторного давлеют Е ДЕТ.,.;а теп х внутреннего сгорани 5 с ,;j,ep.):..ш ,ее датчик угловых меток с. и.,;-,ик;; верхней мертной точки, соединенный с формировател ми cHrHaji-ovi, датчики давлени в цилиндрах, усилитель сигнала давлени , соединенный с ииротно-импульсным преобразова елем, включенным на входы двух схем И, вторые нходы которых соединены с rehepaтором импульсов, а третьи входы - соответственно с единичным и с нулевым выходом первого триггера, а выходы схем И соединены с входами схемы ИЛИ перва непосредственно, втора - через перньш реверсивный счетчик, выход схемы ИЩ роединен с .входом второго реверсивного счетчика, причем суммирующне rf- вычитающие входы обоих счетчиков срединены соответственно с единичным и нулевым выходом второго триггера, отличающеес тем, что, с целью автоматизации измерени , в устройство введены два счетлика , четыре дешифратора, переключа: ль , третий триггер, треть схема И к третий реверсивный счетчик, причем счетный вход первого счетчика соединен с формирователем сигнала угловых ето: 5 а вход установки в О - с формироваталем сигнала верхней мертвой точки, выход первого счетчика через первый дешифратор и переключател в первом положеьши соединен с входом установки в 1 второго триггера и входом установки в О третьего резерснвного счетчика, счетный вход хоторого подключен к выходу формировател угловых меток, а суммирук ций н вычитающий входы соответственно A device for measuring cj-ie;::; a non-OO. Pressure indicator is E DET.,.; And a heat x internal combustion 5 s,; j, ep.): .. w, its angle mark sensor with. and.,; -, ik ;; the upper dead point connected to the formers cHrHaji-ovi, pressure sensors in the cylinders, the pressure signal amplifier connected to the oriotho pulsed transducer connected to the inputs of two circuits AND, the second inputs of which are connected to the reheater of the pulses, and the third inputs are respectively single and with zero output of the first trigger, and the outputs of the AND circuits are connected to the inputs of the OR circuit directly, the second through the reverse reversing counter, the output of the TYPE circuit is connected to the input of the second reversible counter, and summing up The melting inputs of both counters are medianne, respectively, with a single and zero output of the second trigger, characterized in that, in order to automate the measurement, two counters are entered into the device, four decoders, switching, third trigger, third circuit And to the third reversible counter, and counting the input of the first counter is connected to the angular signal conditioner former: 5 and the installation input to O is connected to the signal generator of the upper dead center, the output of the first counter through the first decoder and switch in the first position is connected to input Fitting house 1 and the second latch input for setting a third rezersnvnogo O counter count input hotorogo connected to the output of the angle marks and summiruk tions n the subtracting inputs respectively
соедигшаы с единичным и нулевым выходом второго триггера5 причем выход третьего реверсивного счетчика Еодключен к входам второг-: -рет.ьего и четвертого дешифраторов, выход второго дешифратора соединен с входом установки в О первого триггера и входами установки в 1 второг и третьего триггеров, а также через второй счетчик - с входом установки в О третьего триггера, выход третьего дешифратора подсоединен к входу широтно-импульсного Преобразовател через третью схему И, второй вход которой соединен с единичным выходом третьего триггера, выход четвертого дешифратора - с счетным входом первого триггера, а датчики давлени соединены с усилителем через переключатель во втором положении.combining with single and zero output of the second trigger5, the output of the third reversible counter connected to the inputs of the second-: -the third and fourth decoders, the output of the second decoder is connected to the input of the installation of the first trigger and the inputs of the installation of the second and third of the trigger, as well as through the second counter - with the installation input into О of the third trigger, the output of the third decoder is connected to the input of the pulse-width converter via the third And circuit, the second input of which is connected to the single output of the third trigger, the output of the fourth decoder is with the counting input of the first trigger, and the pressure sensors are connected to the amplifier via a switch in the second position.
2. Устройство дл измерени среднего индикаторного давлени по п, 1, отличающеес тем что в него введен регулируемый элемент задержки, причем выход формировател сигнала верхней мертвой точк соединен с входом установки в О первого счетчика через схему И, второй вход которой, а также счетш ;е входы первого счетчика и третьего реверсивного счетчика соединены с формирователем сигнала угловых меток через регулируемый элемент задержки .2. A device for measuring the average indicator pressure according to claim 1, characterized in that an adjustable delay element is inserted into it, the output of the upper dead center signal generator connected to the installation input of the first counter O via the circuit I, the second input of which, as well as the counter; The inputs of the first counter and the third reversible counter are connected to the angle-coded signal shaper via an adjustable delay element.
Источники информации, прин тые во внимание при экспертизеSources of information taken into account in the examination
1.Авторское свидетельство СССР № 182371, кл. .G 01 L 23/22, 1963.1. USSR author's certificate number 182371, cl. .G 01 L 23/22, 1963.
2.Патент США № 3375711,2. US patent number 3375711,
кл. 73-117.2, опублик. 1968 (прототип ).cl. 73-117.2, pub. 1968 (prototype).