Устройство определения фазы топливоподачи дизеля Советский патент 1985 года по МПК G01M15/00 F02M65/00 

tpuij Изобретение относится к диагносIтированию дизельного двигателя и ег топливной аппаратуры высокого давления (ТАВД), в частности. Целью изобретения являетсяповьш ние помехоустойчивости измерений и растшрение круга диагностируемых дизелей, т.е. повышение эффективнос ти работы устройства. На фиг. 1 показана структурная схема устройства; на фиг. 2 - огиба щие двух реализаций ВЧ (0,5 МГц) виброимпульсов удара нагнетательного клапана топливного насоса высо кого давления (ТНВД); на фиг.З приемные кривые плотности распредел ния амплитуд высокочастотных (ВЧ) виброимпульсов секции ТНВД Pj (U) и Р| (и) и помех Pfi(U); на фиг. 4 диаграмма работы устройства ( W |Круговая частота вращения коленчато го вала дизеля; t - время). YcTpoficTBO содержит вибродатчик полосовой фильтр 2, амплитудный детектор 3, делитель 4 напряжения,, ко паратор 5, усилитель 6, Пороговое устройство 7, первый°и второй элемен ты И-НЕ 8 и 9, одновибратор 10, триг гер 11 (т), формирователь 12 времен.ных интервалов (ФВИ), дешифратор 13 ложного срабатывания (Дш), измерител ный блок 14 и датчик 15 опорной точк (ВЖ). Рассмотрим работу устройства при измерении -угла 6 опережения начала -нагнетания топлива первой секцией ТНВД четырехтактного дизеля,. Вибродатчик 1 прикрепляется на первую секцию ТНВД. Реальный вибросигнал UB(t) (фиг.4) включает в себя кроме собственных А , А, А виброимпульсов (распределение Р (U) фиг.З), помеху Рл(и) (фиг.З, без обозначения на фиг, 4а) от соседних секций ТНВД. Место крепления виброда1чика 1 и частоту фильтрации его сигнала выбирают исходя из необходимости максимального подавления помех. Амплитуда и длительность ВЧ виброимпульсов ТПВД типа НД-22/6 варьируется в широ

ких пределах, причем импульсы с большей амплитудой затухают быстрее, чем с меньшей (фиг,2: кривые огибающих колебаний В и С соответственно). Оптимальную ширину полосы & f фильтрации (на уровне 0,7) выбира ют согласно условию:

tn « 1 Af г t,, (1)

соответствующее максимальной амплиi туде U/fn виброимпульсов, через делитель 4 напряжения подается на первы вход компаратора 5. Коэффициент К передачи делителя 4 выбирается из условия

иит/илт-- К Ь

(2) время установления колебаний где t фильтра;длительность гидравлического составляющего виброимпульса; длительность вибрационного отклика удара нагнетательного клапана. Установление колебаний в узкополосном фильтре иллюстрируется на фиг.2, где отношение Hz/Vim максимальных значений огибающих сигнала на выходе фильтра меньше соответствующего отношения Ua/и/ на входе. Следовательно, предлагаемый фильтр снижает варьирование максимальных амплитуд ВЧ виброимпульсов ТНВД и обеспечивает преобразование распределения Р (и) на входе в распределение Р, (и) на выходе (фиг.З). Длительность th гидродинамической составляющей вибрримпульса превьшает длительность tn отклика механического удара нагнетательного клапана, и узкополосный фильтр, соответствующий условию (1) его амплитуды, значительно не искажает. Подача топдива у четырехтактного дизеля повторяется за каждые два поворота коленчатого вала, т.е. периодом Т 4 Г (фиг. 4а) , В качестве опорной точки обычно используется ВМ1 рабочего такта проверяемого (первого) цилиндра (моменты где п - целое число). Началу нагнетания соответствует передний фронт гидродинамической составляющей (с амплитудой Ur - фиг. 4а) ви-броимп льса первой секции ТНВД. Амплитуда Ur имеет значения ниже уровня помех tlfirn- Это значит, что измерение фазы топливоподачи (ФЗ) необходимо стробировать. Для описания ввода измерения в синхронизм с работой дизеля рассмотрим начальное состояние устройства. Выделенные с помощью фильтра 2 ВЧ виброимпульсы датчика 1 поданы на . входы усилителя 6 и амплитудного детектора 3. Постоянное напряжение. 3 где Unm- максимальная амплитуда по мех. Триггер 11 находится в состоянии логического О, первый элемент 8И-НЕ заперт. Формирователь 12 вре менньгх интервалов остановлен. Коэффициент В усиления усилителя 6 выбран таким, что усиленная гидродинамическая составляющая вибросигнала значительно превышает порог U срабатывания порогового устройства 7 (BUp Uo). Сигнал срабатывания в устройстве формируется при подаче двух последующих виброимпульсов А и А (биг. 4а), превьш1ающих напряжение KU/m , на второй вход компаратора 5 Последний через второй элемент 9И-НЕ запускает одновибратор 10, формированные импульсы которого подаются на входы триггера 11, формирователя 12 временных интервалов и измерительного блока 14, Триггер 11 сохраняет состояние логического О, формирователь 12 временных интервалов запоминает период Т 4 между пиками импульсов А и А и вырабатывает импуль.современной интервал Тс Н Т,(3) где Я - коэффициент преобразования временного интервала Н () 4F, где л- угол стробирования. Угол ot. стробирования выбирается меньше фазового сдвига от помех до переднего фронта гидродинамических составляющих виброимпульса секции ТНВД (фиг.4). За время Тф Н Т после импульса формирователь 1 2вырабатьшает импуль который вводит триггер 11 в состоя ние А (фиг. 46), чем Начинается импульс стробирования. 04 Последний (уровень логической 1) подается на второй вход первого элемента 8 И-НЕ. С началом гидродинамической составляющей импульса А- пороговое устройство через элементы 8 и 9 И-ПБ запускает одновибратор, который вводит триггер 11 в начальное состояние логического О (конец импульса стробирования). Следующий временной интервал T$ до начала следующего импульса стробирования вьфабатывается формирователем 12 временных интервалов, начиная от переднего фронта гидродинамической составляющей виброимпульса А. Измерительное устройство 14 измеряет фазу Ор между передним фронтом виброимпульса и импульса ВМТ от датчика 15 опорной точки. Дешифратор 13 служит для возврата устройства в начальное состояние в случае превышения предельного значения или колебаний отсчетом измерительного блока 14. За некоторое время обновляется значение U/m в памяти амплитудного детектора 3. При измерении угла опережения начала впрыскивания вибродатчик 1 прикреплен на форсунку, а устройство работает аналогично описанному. Согласно реализованному предпагаемым устройством алгоритму возможно выделение виброимпульсов топливопо- дачи с помощью только одного датчика, имеющего механическую связь с дизелем, в условиях сильного варьирования и разброса вибропараметров ТАВД. Основное преимущество предлагаемого устройства - возможность применения универсального стробоскопического датчика опорной точки при диагностировании многих марок дизелей. Устройство может быть использовано в качестве канала синхросигнала более сложных систем диагностирования механизмов дизеля.

УСТРОЙСТВО ОПРЕДЕЛЕНИЯ ФАЗЫ ТОГШИВОПОДАЧИ ДИЗЕЛЯ, содержащее вибродатчик, полосовой фильтр, амплитудньп детектор, делитель напряжения, компаратор, одновибратор, триггер, датчик опорной точки, измерительный блок, дешифратор ложного срабатывания и формиров атель временных интервалов, причем вибродатчик последовательно через полосовой фильтр, амплитудньй детектор, компаратор и одновибратор соединен с первым входом триггера, с измерительным блоком и формирователем временных интервалов, связанным с вторым входом триггера, датчик опорной точки соединен с измерительным блоком, выход которого через дешифратор ложного срабатывания подключен к формирователю временных интервалов, а второй вход компаратора подключен к выходу полосового фильтра, отличающеес я тем, что, с целью повышения эффективности, в устройство включены усилитель, пороговое устройство, первьй и второй элементы И-НЕ, включенные через первые входы последовательно между полосовым фильтром и одновибратором, причем второй элеQ С мент И-НЕ через второй вход включен в связь между компаратором и одновибратором, а второй вход первого злемента И-НЕ подключен к выходу триггера.

фиг.