Устройство для проверки систем зажигания двигателей внутреннего сгорания Советский патент 1983 года по МПК F02P17/00 

Изобретение относится к контрольноизмерительной технике, а именно к устройствам для испытания и проверки систем зажигания двигателей внутреннего сгорания, и может быть использовано для измерения угла замкнутого состояния контактов распределителя в процессе диагностирования автомобилей на автотранспортных и авторемонтных предприятиях, на станциях и базах технического обслуживания автомобилей, а также в процессе производства аппаратов систем зажигания на заводах изготовителях. Известно устройство для измерения угла замкнутого состояния контактов распределителя зажигания двигателей внутреннего сгорания, содержащее формирователь импульсов зажигания, подключенный к низковольтной клемме прерывателя-распределителя, триггер, собранный на двух тран зиcтopax, база первого из которых подключена к выходу формирователя импульсов зажигания, и измерительный прибор, включенный в качестве нагрузки второго транзистора триггера. Устройство позволяет определять среднее значение угла замкнутого состояния контактов, причем, чем больший ток протекает через измерительньтй прибор, тем больше величина этого угла 1 Указанное устройство имеет недостаточную точность измерений. Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устроиство для измерения угла замкнутого состояния контактов распределителя зажигания двигателя внутреннего сгорания, содержащее формирователь импульсов зажигания, подключенный к низковольтной клемме прерывателя-распределителя, два ключевых элемента, соединенных с выходом формирователя импульсов зажигания, две интегрирующие цепочки, подключенные к соответствующим ключевым элементам, два измерительных прибора и потенциометр. При замыканиях и размыканиях контактов прерывателя на выходе формирователя импульсов зажигания возникают П-образные импульсы, амплитуда которых с помощью потенциометра делится пополам. Образующиеся, таким образом, напряжения распределяются через ключевые элементы по соответствующим интегрирующим цепочкам и поступают на входы измерительных приборов, один из которых показывает среднее значение угла замкнутого состояния контактов распределителя зажигания 2. Недостатком этого устройства является недостаточная точность измерения, характерная для аналоговых измерительных устройств и не превыщающая 2,5-3,5%. Целью изобретения является повышение точности измерений. Поставленная цель достигается тем, что в устройство для проверки систем зажигания двигателей внутреннено сгорания, содержащее формирователь импульсов зажигания, подключенный к низковольтной клемме прерывателя-распределителя, пер вый и второй ключевые элементы, одни которых соединены с выходом формирователя импульсов зажигания, первый и второй измерительные приборы и пусковую кнопку, дополнительно введены формирователь импульсов свечи зажигания с входом, три триггера, генератор импульсов временных интервалов, третий, четвертый и пятый ключевые элементы, третий измерительный прибор, два блока делителей частоты импульсов, два переключателя, десятичный счетчик импульсов, задающий элемент и блок сравнения, причем вход первого триггера через пусковую кнопку подключен к выходу формирователя импульсов свечи зажигания, а выход - к одному из входов второго триггера, один выход которого соединен с другим входом первого ключевого элемента, а второй выход - с другим входом второго ключевого элемента, входы третьего триггера подключены к выходам первого и второго ключевых элементов, одни входы третьего, четвертого и пятого ключевых элементов подключены к выходу генератора импульсов временных интервалов, другие входы третьего и четвертого ключевых элементов соединены с первым выходом второго триггера, а другой вход пятого ключевого элемента подключен к выходу третьего триггера, вход третьего измерительного прибора подключен к выходу третьего ключевого элемента, вход одного из блоков делителей частоты импульсов соединен с выходом пятого ключевого элемента, а вход другого блока делителей частоты импульсов - с выходом четвертого ключевого элемента, входы одного из переключателей подключены к выходам первого блока делителей частоты импульсов, входы другого переключателя - к выходам второго блока делителей частоты импульсов, а выходы переключателей - соответственно к входам первого и второго измерительных приборов, вход десятичного счетчика импульсов подключен к выходу первого ключевого элемента, входы задающего элемента соединены с соответствующими выходами дешифратора десятичного счетчика импульсов, входы блока сравнения подключены к выходам задающего элемента, а выход - к второму входу второго триггера. Введение в устройство формирователя импульсов свечи зажигания, трех триггеров, генератора импульсов временных интервалов, трех ключевых элементов, измерительного прибора, двух блоков делителей частоты импульсов, двух переключателей, десятичного счетчика импульсов, задающего элемента и блока сравнения, соединенных соответствующим образом между собой и с другими узлами устройства, позволйет за один цикл работы устройства в цифровом виде измерять среднее значение времени замкнутого состояния контактов распредедителя по всем граням, кулачка прерывателя, среднее время цикла работы грани кулачка прерывателя и время цикла работы двигателя, по которым определяют среднее по двигателю значение угла между моментами возникновения импульсов зажигания (среднее значение асинхронизма искрообразования), средние значения углов замкнутого и разомкнутого состояния контактов распределителя и частоту вращения коленчатого вала двигателя внутреннего сгорания.

На фиг. 1 изображена блок-схема устройства для проверки систем зажигания двигателей внутреннего сгорания; на фиг. 2 - временные диаграммы напряжений на выходах основных узлов устройства.

Устройство для проверки систем зажигания двигателей внутреннего сгорания путем измерени я угла замкнутого состояния контактов распределителя зажигания содержит формирователь 1 импульсов зажигания, подключенный к низковольтной клемме 2 прерывателя-распределителя, формирователь 3 импульсов свечи зажигания, вход 4 которого соединен с соответствующей свечой зажигания, триггеры 5-7, вход триггера 5 через пусковую кнопку 8 подключен к выходу формирователя 3 импульсов свечи зажигания, а выход - к одному из входов триггера 6, генератор 9 импульсов временных интервалов, ключевые элементы 10-14, одни входы ключевых элементов 10 и 11 соединены с выходом формирователя 1 импульсов зажигания, одни входы ключевых элементов 12-14 - с выходом генератора 9 импульсов временных интервалов, вторые входы ключевых элементов 10, 12 и 13 - с одним из выходов триггера 6, второй выход которого подключен к другому входу ключевого элемента 11, выход которого соединен с одним входом триггера 7, второй вход которого подключен к выходу ключевбго элемента 10, а выход - к второму входу ключевого элемента 14, десятичный счетчик 15 импульсов, вход, которого подключен к выходу ключевого элемента 10, задающий элемент 16, входы которого соединены с соответствующими выхода дещифратора десятичного счетчика 15 импульсов, блок 17 сравнения, входы которого подключены к выходам задающего элемента 16, а выход - к другому входу триггера 6, блоки 18 и 19 делителей частоты импульсов, входы которых соединены соответственно с выходами ключевых элементов 14 и 13, переключатели 20 и 21, входы которых подключены соответственно к выходам блоков 18 и 19 делителей частоты импульсов, и измерительные приборы 22 - 24, входы которых соединены соответственно с выходами ключевого элемента 12 и переключателей 20 и 21.

Формирователь 1 импульсов зажигания служит для формирования сигналов, соответствующих разрядному процессу в свече определенного цилиндра двигателя, и выполнен в виде двухкаскадного электронного усилителя, на входе первого каскада

которого установлены последовательно соединенные гасящее сопротивление и неоновая лампа.

Триггеры 5 и 6 служат для запуска устройства и его остановки после окончания цикла измерения, равного двум оборотам коленчатого вала двигателя. Оба триггера вместе позволяют пропускать только один импульс от входа 4 формирователя 3 импульсов свечи зажигания независимо от продолжительности нажатия пусковой кнопки 8. Триггер 6 управляет работой ключевых эле0ментов 10-13, а триггер 7 - работой ключевого элемента 14. Все триггеры выполнены с раздельными входами.

Пусковая кнопка 8 предназначена для подачи импульсов с выхода формирователя

5 3 импульсов свечи зажигания на вход триггера 5 в момент запуска устройства.

Генератор 9 импульсов временных интервалов служит источником электрических колебаний повыщенной стабильности с частотой 1,923 МГц. Он выполнен в виде

0 последовательно соединенных задающего узла, эмиттерного повторителя, импульсного усилителя и второго эмиттерного повторителя.

Ключевые элементы 10-14 предназначены для сообщения и разобщения соответствующих каналов связи. Ключевой элемент 10 предназначен для сообщения и разобщения формирователя 1 импульсов зажигания с десятичным счетчиком 15 импульсов и одним иа входов триггера 7, ключевой элемент 11 - формирователя I импульсов зажигания с другим входом триггера 7, включевой элемент 12 - генератора 9 импульсов временных интервалов с измерительным прибором 22, ключевой элемент 13- генератора 9 импульсов временных интервалов с блоком 19 делителя частоты импульсов, ключевой элемент 14 - генератора 9 импульсов временных интервалов с блоком 18-делителей импульсов. Ключевые элементы 10-13 управляются триггером 6, а ключевой элемент 14 управляется триггером 7. Все они выполнены в виде транзисторных схем совпадения на два входа, выдающих на выходе положительные сигналы. Ключевые элементы 11 и 14 выдают на выходе сигналы при наличии на их входах отрицательных сигналов, а ключевые элементы 10, 12 и 13 - при наличии на их входах положительных сигналов. Десятичный счетчик 15 импульсов служит для подсчета импульсов, поступающих на его вход с выхода формирователя 1 импульсов зажигания. Он выполнен в виде одноразрядного десятичного электронного счетчика, состоящего из пересчетного устройства, дещифратора и цифрового индикатора. Задающий элемент 16 предназначен для предварительного задания числа, соответствующего числу цилиндров проверяемого двигателя. Он выполнен в виде однодискового переключателя на одиннадцать положений с подвижным контактом, к неподвижным контактам которого присоединены соответствующие выходы дешифратора десятичного счетчика 15 импульсов. Он позволяет задавать значения чисел от нуля до девяти. Блок 17 сравнения служит для выдачи на его выходе сигнала в случае совпадения числа, заданного с помощью задающего элемента 16, с числом, отсчитанным десятичным счетчиком 15 импульсов. Он выполнен в виде делителя напряжения, на выходе которого установлен электронный усилитель. Блоки 18 и 19 делителей частоты импульсов предназначены для деления поступающих на их входы чисел импульсов генератора 9 на число, соответствующее числу цилиндров двигателя. Оба блока выполнены по аналогичным схемам. Каждый блок включает в себя пересчетные устройства на 2,4,6 и 8. Устройства пересчета на 2,4 и 8 состоят соответственно из одного, двух последовательно соединенных и трех последовательно 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. Для обеспечения пересчета на 6 второй и третий триггеры охвачены обратной связью. Соединены триггеры в следующем порядке: выход первого триггера соединен с одним из входов второго триггера и счетным входом третьего триггера, а выход третьего триггера соединен с другим входом второго триггера и выходом устройства.

Переключатели 20 и 21 служат для подключения соответственно измерительных приборов 23 и 24 к соответствующим выходам блоков 18 и 19 делителей частоты импульсов в зависимости от числа цилиндров проверяемого двигателя. Каждый из них имеет четыре входа и один выход, работают они синхронно и конструктивно выполнены в виде одного двухплатного переключателя.

Измерительный прибор 22 предназначен для измерения двигательности двух обоИмпульсом гашения (не показано) узлы устройства приводят в исходные состояния,

при которых показания измерительных приборов 22-24 и десятичного счетчика 15 импульсов сбрасываются на нули, триггеры 5-7, а также триггеры, входящие в состав блоков 18 и 19 делителей частоты импульсов, приходят в состояние О, ключевые элементы 10-14 закрываются и импульсы с выходов формирователя 1 импульсов зажигания и генератора 9 импульсов временных интервалов через них не проходят. ротов коленчатого вала двигателя составляющих цикл его работы, в период которого производится измерение углов замкнутого состояния контактов распределителя зажигания. Он выполнен в виде щестиразрядного десятичного электронного счетчика, каждый разряд которого состоит из пересчетного устройства, дешифратора и цифрового индикатора. Измерительный прибор 23 служит для измерения среднего за один цикл работы двигателя значения промежутка времени между моментами зажигания во всех цилиндрах двигателя, пропорционального сред„ему по двигателю углу между момента возникновения импульсов зажигания в его цилиндрах. Он выполнен в виде пятиразрядного десятичного электронного счетчика и по конструкции аналогичен измерительному прибору 22. Измерительный прибор 24 предназначен для измерения среднего значения времени замкнутого состояния контактов распределителя по всем граням кулачка прерывателя, пропорционального среднему по двигателю углу замкнутого состояния контактов распределителя. Он выполнен в виде трехразрядного десятичного электронного счетчика и ло конструкции аналогичен другим измерителям. Устройство работает следующим образом. Устройство подключают к низковольтной клемме 2 прерывателя-распределителя и свече зажигания определенного цилиндра (как правило, первого), переключатели 20 и 21 устанавливают в положения, соответ ствующие числу цилиндров испытуемого двигателя (например, в положения для 4цилиндрового двигателя), в задающем элементе 16 устанавливают число 5. После запуска двигателя и подачи питающих устройство напряжений на входы формирователей 1 и 3 импульсов зажигания и свечи зажигания непрерывно поступают импульсы, где они усиливаются, ограничиваются по амплитуде и формируются по длительности. Генератор 9 импульсов временных интервалов вырабатывает на своем выходе электрические колебания с частотой 1,923 МГц.

При нажатии пусковой кнопки 8 импульс с выхода формирователя 3 импульсов свечи зажигания поступает на вход триггера 5 и перебрасывает его в состояние 1. Выделяющийся на его выходе сигнал поступает -на вход триггера 6 и также перебрасывает его в состояние 1, в результате чего ключевые элементы. 10-13 открываются. При этом импульсы с выхода генератора

9импульсов временных интервалов поступают на вход измерительного прибора 22, который начинает их суммировать, и на вход блока 19 делителей частоты импульсов, который начинает производить деление частоты этих импульсов на число 4. Импудьсы с выхода блока 19-делителей частоты имяульсов через переключатель 21 поступают на ;вход измерительного прибора 24, который также начинает их суммировать.

Одновременно с этим импульс положительной полярности с выхода формирователя 1 импульсов зажигания, соответствующий моменту размыкания контактов прерывателя-распределителя на. первой грани кулачка, поступает на второй вход ключевого элемента 10, где образуется совпадение, на его выходе выделяется сигнал и поступает одновременно на вход десятичного счетчика 15 импульсов, который начинает их подсчитывать, и на вход триггера 7, который не изменяет своего состояния, так как поступивший сигнал имеет обратную полярность. Ключевой элемент 14 продолжает оставаться закрытым и импульсы с выхода генератора 9 импульсов временных интервалов через него не проходят.

С приходом от формирователя 1 импульсов зажигания отрицательного сигнала, соответствующего моменту замыкания контактов прерывателя-распределителя на первой грани кулачка, совпадение образуется на ключевом элементе И, в результате чего на его выходе выделяется сигнал и поступает на второй вход триггера 7. Триггер 7 перебрасывается в противоположное состояние, ключевой элемент 14 открывается, в результате чего импульсы с выхода генератора 9 поступают на вход блока 18 делителей частоты импульсов и после деления частоты этих импульсов на число 4 через переключатель 20 поступают на вход измерительного прибора 23, который начинает их суммировать.

При появлении с выхода формирователя 1 импульсов зажигания второго положительного сигнала, соответствующего моменту размыкания контактов прерывателяраспределителя на второй грани кулачка, он проходит открытый ключевой элемент

10и также одновременно поступает на вход -десятичного счетчика 15 импульсов и на

вход триггера 7. Последний возвращается в исходное состояние, ключевой элемент

14 закрывается и измерительный прибор 23 останавливается.

В момент появления с выхода формирователя 1 импульсов зажигания второго отрицательного импульса, соответствующего моменту замыкания контактов прерывателяраспределителя на второй грани кулачка, он проходит через открытый ключевой элемент 11 и поступает на второй вход триггера 7. Последний снова перебрасывается в противоположное состояние, ключевой элемент 14 открывается, импульсы с выхода генератора 9 импульсов временных интервалов поступают на вход блока 18 делителей частоты импульсов и после деления частоты этих импульсов на число 4 через переключатель 20 поступают на вход измерительного прибора 23, который снова начинает их суммировать.

Описанный процесс работы устройства для проверки систем зажигания двигателей внутреннего сгорания происходит далее аналогично и по другим граням кулачка прерывателя.

С появлением на выходе формирователя 1 импульсов зажигания сигнала, соответствующего моменту размыкания контакта прерывателя-распределителя снова на первой грани кулачка и завершению цикла работы двигателя, равного двум оборотам коленчатого вала, на выходе ключевого элемента 10 появляется сигнал, который одновременно поступает на вход десятичного счетчика 15 импульсов и на вход триггера 7, который при этом возвращается в исход ное состояние. В результате этого ключевой элемент 14 закрывается, прекращая далькейщее прохождение через него импульсов с выхода генератора 9 импульсов временных интервалов и измерительный прибор 23 останавливается.

Одновременно с этим наступает совпадение числа импульсов, зафиксированного десятичным счетчиком 15 импульсов, с ;к:лом, заданным в задающем элементе И На выходе блока 17 сравнения выделяется сигнал, который поступает на вход триггера 6 и возвращает его в исходное состояние. Ключевые элементы 10-13 закрываются, прохождение через них импульсов с выходов формирователя 1 импульсов зажигания и генератора 9 прекращается и измерительные приборы 23 и 24 также останавливаются. На этом цикл работы устройства заканчивается.

Таким образом, по окончании двух оборотов коленчатого вала двигателя, составляющих цикл его работы, в последовательности, определяемой порядком работы двигателя (для 4-цилиндрового двигателя в последовательности 1-3-4-2), на измерительном приборе 22 фиксируется число импульсов времени, соответствующее длительности двух оборотов коленчатого вала и характеризующее его частоту вращения, на измерительном приборе 23 - число импульсов времени, соответствующее среднему значению времени замкнутого состояния контактов распределителя по всем граням кулачка прерывателя, на измерительном приборе 24 - число импульсов времени, соответствующее среднему значению времени цикла работы грани кулачка прерывателя. По полученным результатам определяют среднее по двигателю значение угла между моментами возникновения импульсов зажигания (среднее значение асинхронизма искрообразования), средние значения углов замкнутого и разомкнутого состояНИИ контактов распределителя и частоту вращения коленчатого вала двигателя внутреннего сгорания. При этом .используют зависимости: Хц X,, чг:Ь,. 2хл) Т22 Y - Y Y у уу ЗС - угол поворота коленчатого вала двигателя,соответствующий среднему значению цикла работы грани кулачка прерывателя, град; к угол поворота коленчатого вала соответствующий двигателя. среднему по двигателю значению времени замкнутого состояния контактов распределителя зажигания, град; угол поворота коленчатого вала двигателя,соответствующий среднему по двигателю значению времени разомкнутого состояния контактов распределителя зажигания, град; 22 число импульсов времени, зафиксированное измерительным прибором 22; 23 - число имп-ульсов времени, зафиксированное измерительным прибором 23; 2 -число импульсов времени, зафп сированное измерительным п;1 -бором 24; - частота вращения коленчатого вала двигателя, с; -частота импульсов генератора импульсов времени, Гц. Введение в устройство формирователя импульсов свечи зажигания, трех триггеров, генератора импульсов временных интервалов, трех ключевых элементов, измерительного прибора, двух блоков делителей частоты импульсов, двух переключателей, десятичного счетчика импульсов, задающего элемента и блока сравнения, соединенных соответствующим образом между собой и с другими узлами устройства, позволяет за один цикл работы устройства в цифровом виде измерять среднее значение времени замкнутого состояния контактов распределителя по всем граням кулачка прерывателя, среднее значение времени цикла работы грани кулачка прерывателя и время цикла работы двигателя, по которым определяют среднее по двигателю значение угла между моментами возникновения импульсов зажигания.(среднее значение асинхронизма искрообразования), средние значения углов замкнутого и разомкнутого состояний контактов распределителя и частоту вращения коленчатого вала двигателя внутреннего сгорания. По сравнению с известным устройство позволяет увеличить точность измерений угла замкнутого состояния контактов распределителя зажигания в два раза, а следовательно, с больщей точностью поддерживать значение этого параметра в процессе эксплуатации. Это способствует увеличению силы тока в первичной цепи и напряжения во вторичной, улучщает интенсивность искрообразования и процесс сгорания рабочей смеси, в результате чего уменьщается расход топлива на 0,3%.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРОВЕРКИ СИСТЕМ ЗАЖИГАНИЯ ДВИГАТЕЛЕЙ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ преимущественно путем измерения угла замкнутого состояния контактов распределителя зажигания, содержащее формирователь импульсов зажигания, подключенный к низковольтной клемме прерывателя-распределителя, первый и второй ключевые элементы, одни входы которых соединены с выходом формирователя импульсов зажигания, первый и второй измерительные приборы и пусковую кнопку, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерений, в него дополнительно введены формирователь импульсов свечи зажигания с входом, три триггера, генератора импульсов временных интервалов, третий, четвертый и пятый ключевые элементы, третий измерительный прибор, два блока делителей частоты импульсов, два переключателя, десятичный счетчик импульсов, задающий элемент и блок сравнения, причем вход первого триггера через пусковую кнопку подключен к выходу формирователя импульсов свечи зажигания, а выход - к одному из входов второго триггера, один выход которого соединен с другим входом первого ключевого элемента, а второй выход - с другим входом второго ключевого элемента, входы третьего триггера подключены к .выходам первого и второго ключевых элементов, одни входы третьего, четвертого и пятого ключевых элементов подключены к выходу генератора импульсов временных интервалов, другие входы третьего и четвертого ключевых элементов соединены с первым выходом второго триггера, а другой вход пятого ключевого элемента подключен к выходу третьего триггера, вход третьего измерительного прибора подключен к выходу третьего «о. ключевого элемента, вход одного нз блоков делителей частоты импульсов соединен с (Л выходом пятого ключевого элемента, а вход другого блока делителей частоты импульсов - с выходом четвертого ключевого элемента, входы одного из переключателей подключень к выходам первого блока делителей частоты импульсов, входы другого переключателя - к выходам второго блока делителей частоты импульсов, а выходы переключателей - соответственно к входам оо первого и второго измерительных прибоCD СО ров, вход десятичного счетчика импульсов подключен к выходу первого ключевого элемента, входы задающего элемента соедиел нены с соответствующими выходами дешиГС фратора десятичного счетчика импульсов, входы блока сравнения подключены к выходам задающего элемента, а выход - к вто рому входу второго триггера.