Устройство для определения углов поворота вала двигателя внутреннего сгорания Советский патент 1984 года по МПК G01M15/00 

рой вход второй схемы И подключен к выходу формирователя сигнала переписи, а выход - к второму запоминающему устройству, вход которого подключен к счетчику импульсов, а выход к устройству индикации.

1

Изобретение относится к измерению и технической диагностике двигателей внутреннего сгорания и может быть использовано для измерения углов опережения подачи топлива или з.ажигания, исследования вибрационных характеристик и управления механизмами в зависимости от углов поворота вала.

Известно устройство для определеВИЯ углов поворота вала двигателя внутреннего сгорания, содерксаццее датчики фиксированной точки и исследуемых сигналов, усилитель-формирователь, первый и второй счетчики, счетчик импульсов, схемы сравнения, комму тат оры-переключате,пи , формирователи выходных импульсов, смеситель катодный осциллограф, первую схему И, первую схему ЮШ, триггер, генератор стабильных импульсов, делитель nejiBoe запоминающее устройство, схему эквивалентности, формирователь .сигнала переписи и формирователи сигналов установки ь/ля счетчиков, причем генератор стабильных импульсов подключен к смесителю параллельно через первую цепочку, содержащую последовательно соединенные делитель первую схему И, первый счетчик, первое запоминающее устройство и схему эквивалентности, к которой подключен второй счетчик, и через вторую цепочку, содержащую последовательно соединенные второй счетчик, первую схему ИЛИ и .формирователь сигнала установки нуля второго счетчика, при этом датчик фиксированной точки через усилитель-формирователь соединен, параллельно с входами триггера и ; счетчика импульсов, к входу которого подключен смеситель, а к выходу параллельно цепочки, каждая из кото1рых содержит последовательно сое,циненные коммутатор-перключатель, схему сравнения и формирователь выходкык импульсов, выходы цепочек связаны параллельно осциллографом и смесителем, связанным с датчиком исследуемых сигналов и с осциллографом, триггер соединен параллельно с первой схемой И и формирователем сигнала переписи, связанным через формирователь установки нуля первого и второго счетчиков с первым счетчиком, первой схемой ИЛИ и триггере,

вход формирователя установки нуля первого и второго счетчиков соединен с первым запоминающим устройством ЦИ .

Однако известное устройство имеет недостаточную точность при нестабильных оборотах вала двигателя внутреннего сгорания (при изменении оборотов вала двигателя на 1 об/мин максимальная ошибка достигает 0,9°, при 3 об/мин - 2,7.

Целью- изобретения является повышение точности измерений независимо от нестабильности вращения вала двигателя внутреннего сгорания.

Указанная цель достигается тем, что устройство .для определения углов поворота вала двигателя внутреннего сгорания, содержащее датчики фиксированной точки и исследуемых сигналов, усилитель-формирователь, перВЕз1й и второй счетчики, счетчик импульсов, схемы сравнения, коммутаторы-переключатели, формирователи выходных импульсов, смеситель, катодный осциллограф, первую схему И, первую схему ИЛИ, генератор стабильных импульсов, делитель, первое запоминающее устройство,, схему эквивалентности, формирователь сигнала переписи и формирователи сигналов установки нуля счетчиков,, причем генератор стабильных импульсов подключен к смесителю через параллельные первую цепочку, содержащую последовательно соединенные делитель, первую cxej/iy И, первый счетчик, первое запоминающее устройство и схему эквивалентности, к которой подключен второй счетчик, и вторую цепочку, содержащую последовательно соединенные второй счетчик, первую схему ИЛИ и формирователь сигнала установки нуля второго счетчика, при этом, датчик фиксированной точки через усилитель-формирователь соединен параллельно с входами триггера и счетчика имг ульсов, к входу которого подключен смесител а к выходу - параллельно цепочки, каждая из которых содержит последоватепъно соединенные коммутатор-переключатель, схему сравнения и формирователь выходных импульсов, выходы цепочек связаны параллельно с осциллографом и смесителем, связанным с датчиком исследуемых сигнало и с осциллографом, триггер соедине параллельно с первой схемой И и фор мирователем сигнала переписи, связа ным через формирователь установки нуля первого и второго счетчиков с первым счетчиком, первой схемой ИЛИ и триггеров, вход формирователя установки нуля первого и второго счетчиков соединен с первым запоминающим устройством, дополнительно содержит вторую, третью и четвертую схемы И, первый и второй счетные триггеры, второе запоминающее устройство, устройство индикации, первый и второй переключатели, причем первый переключатель соединен с входо синхронизации осциллографа и служит для переключения входа на выход третьей схемы И или выход формирователей выходных импульсов, с которыми связан один из входов третьей схемы И, второй переключатель связывает выход схемы эквивалентности с установкой нуля первого :и второго счетных триггеров или выход формирователя установки нуля в-торого счетчика с входом четвертой схемы И, с вторым входом которой связан выход второго счетного тригге ра, а с выходом - счетный вход первого счетного триггера, выход которого параллельно связан со счетным входом второго счетного триггера и с входами второй и третьей схемы И, второй вход второй схемы И подключен к выходу формирователя сигнала переписи, а выход - к второму запоминающему устройству,вход которого подключен к счетчику импульсов, са выход - к устройству индикации . На фиг. 1 приведена блок-схема предлагаемого устройстваi на фиг.2 осциллограгл1а сигналов. Устройство содержит датчик 1 фик сированной точки, например, верхней мертвой точки (DMT) одного из поршней усилитель-формирователь 2, триггер генератор 4 стабильных импульсов, делитель 5, первую И б, форми рователь 7 сигнала переписи, формирователь 8 установки нуля первого и второго счетчиков, первый счетчик 9, вторую схему И 10, устройство 11 индикации, первое запоминающее устройство 12,.счетчик 13 импульсов, котфлутаторы-переключатели 14, схемы 15 сравнения, формирователи 16 выходных импульсов, второе запоминающее устройство 17, схему 18 эквивалентности, второй счетчик 19, первую схему ИЛИ 20, формирователь 21 установки нуля второго счетчика, первый переключатель 22, третью схему И 23, смеситель 24, осцилло граф 25 с запоминающей трубкой, дат чик 26 исследуемого сигнала, второй переключатель 27, четвертую схему И 28, первый счетный триггер 29 и второй счетный триггер 30. Устройство работает следующим образом. Датчик 1 фиксированной точки подсоединен к усилителю-формирователю 2, при помощи которого формируется стандартный импульс, подаваемый на счетный вход триггера 3 и на вход установки нуля счетчика 13 импульсов. Первым или вторыг импульсом с усилителя-формирователя 2, после начала вращения вала двигателя, триггер 3 устанавливается в положение, при котором запрещается прохождение импульсов с делителя 5 через первую схему И 6, а в счетчик 13 импульсов каждым импульсом с усилителя-формирователя 2 записывается число ноль. При положении триггера 3, запрещающем прохождение сигнала через первую схему И 6, с формирователя 7 сигнала переписи поступает разрешение на перепись в первое запоминающее устройство 17 числа, накопленного в первач счетчике 9. После этого сигнал с формировател.1 8 установки . нуля первого и второго счетчиков записывает в первом .счетчике 9 и через первую схему ИЛИ 20 во второй счетчик 19 число ноль, а также устанавливает триг:рёр 3 в положение, при котором разрешается прохождение сигнала через первую схему И 6. При этом сигналы с генератора 4 стабильных импульсов через делитель 5 с частотой, равной частоте генератора 4 стабильных импульсов, деленной на коэффициент деления делителя 5, поступают через первую схему И 6 на счетный вход первого счетчика 9 и суммируются в HeNi за период между двумя импульсами с датчика 1 фиксированной точки. При каждом последующем сигнале с датчика 1 фиксированной точки сумма импульсов, накопленная в первом счетчике 9, переписывается в первое запоминающее устройство 12, и после этого в первом счетчике 9 записывается число ноль. На вход второго счетчика 19 поступают сигналы с выхода генератора 4 Iстабильных импульсов, и при совпадении переписанного в первом запоминающем устройстве 12 и во втором счетчике 19 на выходе схемы 18 эквивалентности появляется импульс, ко- торый поступает на счетный вход счетчика 13 импульсов, входы смесителя 24 и формирователя 21 установки нуля второго счетчика, сигнал с выхода которого через первую схему ИЛИ 20 записывает во втором счетчике 19 число ноль. За период между двумя сигналами с датчика 1 фиксированной точки сумма в первом запоминающем устройстве 12 и втором счетчике 19 будет совпадать столько раз, на сколько делится частота генератора 4 стабильных импульсов делителем 5 и на выхсде схемы эквивалентности столько же раз появятся импульсы. При совпадении сигнгшов в счетчике 13 импульсов с числами, набранными на ксяиг утаторах-переключателях 14, на выходе схемы 1Ь срав нения -появляются сигналы, длительность равна периоду между двумя сосоцними сигналами, поступающими на счет «ли вход счетчика 13 импульсов. Эти сигналы поступают на вход фор1 ирователей 16 выходных импульсов, преобразуются в них в импульсы tpe6yeMoft длительности и амплитуды и выводятся на внешний разъем для целей управления и в смеситель 24 для просмотра на экране осциллографа 25, На входы смесителя 24 поступают импульсы Uj с выхода схемы 18 эквивалентности датчика 26 исследуемых сигналов Uj и с формирователей 16 выходных импуль сов U;, , которые без искажения передаются с выхода сглесителя 24 на вхо осциллографа 25. В режиме проверки наличия сигналов на экране осциллографа 25 и.про смотра их формы переключа.тель режим работы электроннолучевой трубки на осциллографе 25 ставится в положение .Осциллографирование, первый переключатель 22 переключается в положение, при котором выход формирователя 16 выходных импульсов соединяется с входом синхронизации осциллографа 25, а второй переключа тель 27 - в положение, при котором выход схемы 18 эквивалентности подключается к входу установки нуля первого счетного триггера 29 и второго счетного триггера 30. При этсм первым же импульсом с-о схемы 18 эквивалентности первый счетный триггер 29 и второй счетный триггер 30 установятся в положения, при которых сигнал с выхода второго счетного триггера 30 открывает четвертую схему И 28 для прохоходения сигнала по ее BTOpoiy входу, а сигнал с выхода первого счетного триггера 29 запрещает прохо)хдение сигнала через третью схему И 23 и вторую схему И 10. Развертка экрана осциллографа 25 следует с частотой, равной частоте вращения вала исследуемого двигателя. В режиме измерения вначале первый переключатель 22 перключается в положение, при котором выход третьей схемы И 23 подключается к вхо ду синхронизации осциллографа 25, сигнал с выхода формирователя 16 выходных импульсов не проходит на вход синхронизации осциллографа 25, Переключатель режима работы электроннолучевой трубки осциллографа 25 переключается в положение Запсминание. Второй переключатель 27 переключается в положение, при котором выход формирователя 8 установки нуля первого и второго счетчиков подсоединяется к входу четвертой схемы И 28. После этого первым же сигналсл с выхода формирователя 8 установки нуля первого и второго счетчиков первый счетный триггер 29 переключается в положение, при котором сигнал с его выхода разрешает прохождение сигнала через третью схему И 23 и вторую схему И 10. При совпадении количества импульсов, записанных в счетчике 13 импульсов, с числом, набранном на KOMr-iyTaTopeпереключателе 14 1пх1 , сигнал с выхода формирователя 16 выходных импульсов через третью схему И 23 по-, ступает на вход развертки осцилло графа 25, и на его экране фиксируется количество сигналов и их форма (фиг, 2). После полного оборота вала двигателя сигнал с формирователя 7 сигнала переписи через вторую схему И 10 поступает на вход разрешения переписи второго запоминающего устройства 17, и в него переписывается число импульсов, поступивших за один оборот вала со 18 эквивалентности в счетчик 13 импульсов. Это число высвечивается на экране устройства 11 индикации. Последующим сигналом с формирователя 8 установки нуля первого и второго счетчиков первый счетный триггер 29 переключается в положение, при котором сигнал с его выхода запрещает прохождение сигналов через третью схему И 23 и вторую схему И 10 и переключает второй счетный-триггер 30 так, что сигнал с его выхода запрещает прохождение сигнала через четвертую схему И 28. Сигнал на экране осциллографа 25 и число во втором запоминающем устройстве 17 и устройстве 11 индикации сохраняются до переключения первого переключателя 22 и второго переключателя 27 в первоначальное положение. Подсчитав количество сигналов (пг) с момента начала развертки экрана Ъсциллографа 25 до начала сигнала Uj с датчика исследуемого сигнала, определяется угол поворота вала с датчика 1 фиксированной точки до начала появления, сигнала i/s по формуле ( п. ) - угол между двумя соседними импульсами 14 выхода схемы 18 эквивалентности, f - число оборотов двигателя.

Годовой экономический эффект при использовании изобретения составит 34820 руб.

н::н:к:ь-