Устройство для оценки неравномерности работы цилиндров двигателя внутреннего сгорания Советский патент 1988 года по МПК G01M15/00 

(Л

1А

нижних частот и генератор 21 импульсов. Прямой выход RS-триггера 3 подключен к первым входам элементов (Э) И 7, и, 9, 1C, а его инверсный выход - к первым входам Э И 11, 12, 13, 14 и входу Э 15 задержки. Прямой выход Т-триггера 5 подключен к входу Т-триггера 16 и вторым входам Э И , 9, 13, 14, 1, 18, а инверсньй выход Т-триггера 5 - к вторым входам Э И 8, 10, 11, 12, 19, 20, Прямой выход Т-триггера 16 подключен к тре- тьим входам Э И 7, 8, 11, 13, 19, 17, а его инверсный выход - к третьим входам ЭЙ 9, 10, 12, 14, 18,20, Выход генератора 21 связан с R-входом RS-триггера 3, а выход генератора 4- с четвертыми входами Э И 7, -8, 9, 10. Выходы Э И 7, 9 и 8, 10 связаны с входами Э ИЛИ 22, 23 соотв., а выходы Э 1ШИ 22, 23 - с суммирующими входами счет6882

чиков 24, 25. Выходы счетчиков 24, 25 Связаны с четвертыми входами Э И 11 12 и 13, 14 соотв., а их установочные входы - с выходами Э ИЛИ 46, 47, входы к-рых.связаны с выходами Э И 17, 18, 19, 20. Выходы Э И 11, 12 связаны с входами селекторов (С) 26, 27 и Э И 28, 29, .30, 31, а выходы Э И 13, 14 - с входами С 32, 33 и ЭЙ 34, 35. Выходы С 26, 27 связаны с входами соотв. Э И 29, 31 и 28, 30, а выходы С 32, 33 - с входами соотв. Э И 34, 37 и 35, 36. Выходы Э И 28, 34 связаны с входами Э ИЛИ 39, вьпсоды Э И 29, 36 - с входами Э ИЛИ 41, выходы Э И 30, 37 - с входами Э ИЛИ 43, а выходы Э И 31, 35 - с входами Э ИЛИ

t 45. Выходы Э 39, 41, 43, 45 сооб- .щены с входами индикаторов 38, 40, 42, 44 соотв. 1 ил.

Изобретение позволяет расширить функциональные возможности устр-ва. Устр-во содержит последовательно установленные датчик 1 положения коленчатого вала, формирователь 2 импульсов, RS-tpHrrep 3, фильтр 6

1

Изобретение относится к испытанию двигателей, в частности к диагностированию двигателей внутреннего сгорания, и может быть использовано для оценки технического состояния ци- линдров двигателя.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства.

На чертеже представлена схема устройства.

Устройство, содержит включенные последовательно датчик 1 положения коленчатого вала и формирователь 2 импульсов, выход которого подключен к К-входу RS-триггера 3, к входу второго генератора 4 импульсов и входу первого Т-триггера 5. Прямой выход kS-триггера 3 подключен к входу фильтра 6 нижних частот и первым входом первого, второго, третьего и четвертого элементов И 7-10. Инверсный выход RS-триггера 3, подключен к первым входам пятого-восьмого элементов И 11-14 и входу элемента

15задержки.

Прямой выход первого Т-триггера подключен к входу второго Т-триггер

16и вторым входам первого, третьег седьмого-десятого элементов И 7,9,

13, 14, 17 и 18, а инверсный выход первого Т-триггера 5 подключен к вторым входам второго, четвертого, пятого, шестого, одиннадцатого идве- надцатого элементов И 8, 10, 11, 12, 19 и 20. Прямой выход второго Т-триггера 16 подключен к третьим входам первого, второго, пятого, седьмого, одиннадцатого и девятого элементов И 7, 8, 11, 13, 19 и 17, а инверсный выход этого триггера подключен к третьим входам третьего, четвертого, шестого, восьмого, десятого и двенадцатого элементов И 9, 10, 12, 14, 18 и 20. Выход фильтра 6 подключен к входу первого генератора 21 импульсов, выход которого связан с R-входом RS-триггера 3. Выход генератора 4 импульсов подключен к четвертым входам первого-четвертого элементов И 7-10. Выходы первого и третьего элементов И 7 и 9 подключены к первому и второму входу первого элемента ИЛИ 22 соответственно. Выходы второго и четвертого элементов И 8 и 10 подключены к первому и второму входу второго элемента ИЛИ 23 соответственно. Выход первого элемента ИЛИ 22 связан с суммирующим входом первого счетчика 24 и с вычитающим входом

второго счетчика 25. Выход второго элемента ИЛИ 23 связан с вычитающим входом счетчика 24 и с суммирующим входом счетчика 25. Выход счетчика 24 подключен к четвертым входам пятого и шестого элементов И 11 и 12, а выход счетчика 25 подк.пючен к четвертым входам седьмого и восьмого элементов И 13 и 14. Выход пятого элемента И 11 связан с первыми входами первого и второго селекторов 26 и 27 и с первыми входами тринадцатого и четьфнадцатого элементов И 28 и 29. Выход шестого элемента И 12 связан с вторыми входами первого и второго селекторов 26 и 27 и с первыми входами пятнадцатого и шестнадцатого элементов И 30 и 31. Выход седьмого элемента И 13 подключен к первым входам т ретьего и чет- ветого селекторов 32 и 33 и к первым входам семнадцатого и восемнадцатого элементов И 34 и 35. Выход восьмого элемента И 14 подключен к вторым входам третьего и четвертого селекторов 32 и 33 и к первым входам девятнадцатого и двадцат9го элементов И 36 и 37. Выход второго селектора 27

связан с вторыми входами тринадцатого ЗО Длительность сигнала высокого урови пятнадцатого элементов И 28 и 3Q. Выход первого селектора 26 связан с вторыми входами четырнадцатого, и шестнадцатого .элементов И 29 и 31. Выход третьего селектора 32 подключен к вторым входам семнадцатого и двадцатого элементов И 34 и 37. Выход четвертого селектора 33 подключе к вторым входам восемнадцатого и девятнадцатого элементов И 35 и 36, Вход первого индикатора 38 через третий элемент ИЛИ 39 связан с выходами тринадцатого и восемнадцатого элементов И 28 и 34. Вход второго индикатора 40 через четвертый элемент ИЛИ 41 связан с выходами четырнадцатого и девятнадцатого элементов И 29 и 36. Вход третьего индикатора 42 через пятый элемент ИЛИ 43 связан с выходами пятнадцатого и двадцатого элементов И 30 и 37. Вход четвертого индикатора 44 через шестой элемент ИЛИ 45 связан с выходами шестнадцатого и восемнадцатого элементов И 31 и 35. Первые входы элементов И 17, 18, 19 и 20 подключены к выходу элемента 15 задержки. Вьпсоды одиннадцатого и двенадцатого элементов И 19 и 20 через-седьмой эле

882

.

мент ИЛИ 46 связаны с установочным входом первого счетчика 24, а выходы девятого и десятого элементов И 17 и 18 через восьмой элемент ИЛИ 47 связаны с установочным входом второго счетчика 25.

Устройство .работает следующим образом.

10 Сигналы положения коленчатого вала с датчика 1 поступают на формирователь 2 импульсов, с выхода которого входная последовательность

импульсов и,, временные интервалы межпу которыми при неравномерной работе цилиндров неодинаковы, поступает на S-вход RS-триггера 3, генератор 4 импульсов и первый Т-триггер 5. RS-триггер 3 запускается импульса- ми формирователя 2, а сбрасывается импульсами, поступающими на его R-вход с выхода управляемого генератора 21 импульсов. Частота иЗ следования импульсов с выхода -генерато- ра 21 импульсов при отсутствиц уп- равляющего напряжения на его входе выбирается заведомо меньшей номинальной частоты сЛ„следования импульсов

И

с выхода формирователя 2 импульсов.

5

0

ня на прямом выходе RS-триггера 3 определяется фазовым сдвигом между импульсными последовательностями с выхода управляемого генератора 21 импульсов и с выхода формирователя 2 импульсов и зависит от начальной разности частот , и о);, . Напряжение с выхода RS-триггера 3 через фильтр 6 нижних частот поступает на вход управляемого генератора 21 импульсов. При этом происходит автоматическая подстройка частоты следования импульсов t с выхода этого генератора 21 к значению иЗ . Импульсы от генератора 21 сдвинуты по фазе в сторону отставания на угол по отношению к импульсам формирователя 2. Величина угла (5 сдвига фаз пропорциональна требуемой величине

Q управляющего напряжения, необходимого для подстройки частоты управляемого генератора 21 импульсов к частоте и) следования импульсов.

Генератор 4 импульсов генерирует

g импульсы f высокой частоты, поступающие через первый - четвертый элементы И 7-10 на входы первого и второго реверсивных счётчиков 24 и 25 и обеспечивающие измерение угловых отрезков 0 . Пер 5

вый импульс с выхода формирователя 2 импульсов обеспечивает переход в единичное состояние обоих Т-тригге- ров 5 и 16, открытие первого элемента И 7, который через первый элемент ИЛИ 22 обеспечивает запись в первом реверсивном-счетчике 2А и считывание во втором реверсивном счетчике 25 числа импульсов N за время прохож- дения УГЛОВОГО отрезка р -, пропорционального скольжению угловой частоты txJ вра:щения в течение такта рабочего хода в первом цилиндре по отношению к частоте uJj, . Второй импульс с выхода формирователя 2 устанавливает единичный сигнал на инверсном выходе первого Т-триггера 5, при этом открывается второй элемент И 8, который через второй элемент ИЛИ 23V обеспечивает считывание в первом реверсивном счетчике 1 и запись во втором реверсивном счетчике числа N , пропорционального скольжению частоты вращения вала в тече- ние рабочего хода во втором по порядку работы цилиндре,

В результате этого оставшееся в первом реверсивном счетчике 24 число пропорционально величине относи- тельной степени неравномерности работы цилиндров.

Если число, оставшееся в первом реверсивном счетчике 24, превьшгает допустимое значение, число, оставшееся в счетчике, по абсолютному значению больше допустимого. Этот факт фиксируется одним из селекторов 26, 32 или 27, 33. Селекторы 26 и 32 настроены на положительное число, с.електоры 27, 33 - на отрицательное число. При сравнении чисел N и N возможны три исхода. В первом случае . разность чисел положительна и пре- вьшхает допустимое значение, соответ-

„

ствующее настройке первого селектора 26, во втором случае разность N -N отрицательна и превышает допустимое значение, соответствующее наст ройке второго селектора 27, в третьем случае абсолютная величина разности N -N не превьш1ает допустимое значение. В первом случае после включения селектора 26 и четырнадцатого элемента И 29 через четвертый элемен ИЛИ 41 включается индикатор ДО неисправности второго по порядку работы цилиндра 40. Во втором случае после включения селектора 27 и тринадцатог

5

о

5

5

0

элемента И 28 через третий элемент ИЛИ 39 включается индикатор 38 неисправности первого по порядку работы цилиндра. В третьем случае селекторы 26 и 27 не срабатывают и индикаторы неисправности не включаются.

Для рассматриваемого устройства характерны два режима работы: вычисления и индикации. Режим вычисления имеет место на угловом отрезке р, а режим индикации - на угловом отрезке 2JT- fi. С приходом первого импульса открывается первый элемент И 7, на угловом отрезке р есть единичный сигнал на прямом выходе RS-триггера 3. В счетчике 24 записывается число N,.B счетчике 25 число N вычитается,из записанного там ранее числа N -, характеризующего угловую частоту вращения в такте рабочего хода четвертого по порядку работы цилиндра. На угловом отрезке 27i - р единичный сигнал с прямого выхода RS-триггера 3 снимается, появляется единичный сигнал на ин- берсном выходе RS-триггера 3, за- 1 пускается элемент 15 задержки, откры-. вается седьмой элемент И 13, готовится к включению девятый элемент И 17 и закрывается первьй элемент И 7, прекращая тем самым запись в счетчике.24 и считывание в счетчике 25. После открытия седьмого элемента И 13 второй реверсивный счетчик 25 подключается к третьему и четвертому селекторам 32 и 33. Если число, оставшееся в счетчике 25, по абсолютному значению больше допустимого, то в зависимости от его знака включается либо третий селектор 32 (число положительное), либо четвертый селектор 33 (число отрицательное). Б случае включения третьего селектора 32 одновременно с ним через сем- надцатьй элемент И 34 и третий элемент ИЛИ 39 включается индикатор 38 неисправности первого- по порядку работы цилиндра двигателя. В случае включения четвертого селектора 33 одновременно с ним через восемнадцатый Э1лемент И 35 и шестой элемент ИЛИ 45 включается индикатор 44 неисправности четвертого по порядку работы цилиндра. Спустя время, рав- :Ное вьщержке времени элемента 15 Iзадержки, появляется сигнал на его |выходе, обеспечивая срабатывание девятого элемента И 1 7 и установ7 . U ку второго реверсивного счетчика 25 в нулевое состояние.

С приходом второго импульса с выхода формирователя 2 импульсов открывается второй элемент И 8 и на угловом отрезке /3 в счетчике 24 из числа N вычитается число N , одновременно с этим числом N записывается в счетчике 25. На угловом отрезке 2Л - р изменение показаний счетчиков 24 и 25 прекращается (появляется единичный сигнал на инверсном выходе RS-триггера 3), запускается элемент 15 задержки, открывается пятьй элемент И 11 и готовится к включению одиннадцатый элемент И 19. Пятъй элемент И 11 подключает первьй реверсивный счетчик 24 к первому и второму селекторам 26 и 27. Если число, оставшееся и счетчике 24, по абсолютному значению больше допустимого, то в зависимости от его знака появляется сигнал на выходе первого (число положительное) или второго (число отрицательное) селекторов 26 и 27. В случае включения первого селектора 26 одновременно с ним через четырнадцатый элемент И 29 и четвертый элемент ИЛИ 41 включается индикатор.40 неисправности второго по порядку работы цилиндра двигателя. В случае включения второго селектора 27 одновременно с ним через тринадцатый элемент И 28 и третий элемент ИЛИ 39 включается индикатор 38 неисправности первого по порядку работы цилиндра двигателя.

Спустя время, равное выдержке времени элемента 15 задержки, появляется сигнал на его выходе и через одиннадцатый элемент И 19 перв ый ревер- сивный C4eT4iiK 24 устанавливается в- нулевое состояние.

Оценка технического состояния третьего и четвертого цилиндров производится после прихода от формирователя 2 третьего и четвертого импульсов.

Формула изобретения

Устройство для оценки неравномерности работы цилиндров двигателя внутреннего сгорания, содержащее последовательно включенные датчик полож жения коленчатого вала, формировател импульсов, преобразователь частота

828

напряжение, фильтр нижних частот и первый генератор импульсов, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, оно дополнительно содержит второй генератор импульсов, первый и второй Т-триггеры, первый,, второй, третий, четвертый, пятый, шестой,

седьмой и восьмой элементы И, каждый из которых снабжен четырьмя входами, девятый, десятый, одиннадцатый и . двенадцатый элементы И, каждый из которых снабжен тремя входами,

тринадцатый, четьфнадцатый, пятнадцатый, шестнадцатый, семнадцатый, восемнадцатый, девятнадцатый и двадцатый элементы И, каждый из которых снабжен двумя входами, первый, вто-

рой, третий, четвертый, пятый, тестой, седьмой и восьмой элементы ИЛИ, каждый из которых снабжен двумя вхо- дами, первый и второй реверсивные счетчики, первый, второй, третий и

четвертый селекторы, элемент задержки,- первый, второй, третий ичетвертьй ин-г дикаторы, причем преобразователь напряжение-частота выполнен в виде RS- триггера, а R-вход RS-триггера

и вход первого Т-триггера подключены к выходу формирователя импульсов, R-вход RS-триггера связан с выходом первого генератора, прямой выход RS-триггера подключен к входу

фильтра нижних частот и первым входам первого, второго, третьего и четвертого элеме нтов И, инверсный вход RS-триггера подключен к первым входам пятого, шестого, седьмого

и восьмого элементов И и входу элемента задержки, прямой выход первого -триггера подключен к входу второго Т-триггера и вторым входам первого, третьего, седьмого, восьмого, девя-того и десятого элементов И, а инверсный выход первого Т-триггера подключен к вторым входам второго, четвертого, пятого, шестого, одиннадцатого и двенадцатого элементов И,

прямой выход второго Т-триггера подгс ключен к третьим входам первого, второго, пятого, седьмого, одиннадцатого и девятого элементов И, а инверсный выход второго Т-триггера подключен

к третьим входам , четвертого шестого, восьмого, десятого и двенадцатого элементов И, выход второго генератора подключен к четвертым входам первого, второго, третьего и

четвертого, элементов И, выходы первого и третьего элементов И, подключены соответственно к первому и втором входам первого элемента ИЛИ, выходы второго и четвертого элементов И подключены соответственно к первому и второму входам элемента ИЛИ, выход первого элемента ИЛИ связан с суммирующим входом первого счетчика и вычитающим входом второго счетчика, выход второго элемента ИЛИ связан с вычитающим входом первого счетчика и суммирующим входом второго счетчика, выход первого счетчика подключен к четвертым входам пятого и шестого элементов И, а выход второго счетчика подключен к четвертым входам седьмого и восьмого элементов И, выход пятого элемента И связан с первыми входами первого и второго селекторов и с первыми входами тринадцатого и четырнадцатого элементов И, выход шестого элемента И связан с вторыми входами первого и второго селекторов и первыми входами пятнадцатого и шестнадцатого элементов И, выход седьмого элемента И подключен к первым входам третьего и четвертого селекторов и первым входам семнадцатого и восемнадцатого элементов И, выход восьмого элемента И подключен к вторым входам третьего и четвертого селекторов и первым входам девятнадцатого и двадцатого элементов И, выход второго селектора свя

зан с вторыми входами тринадцатого и пятнадцатого элементов И, выход первого селектора связан с вторыми входами четырнадцатого и шестнадцатого элементов И, выход третьего селектора связан с вторыми входами семнадцатого и двадцатого элементов И, а выход четвертого селектора связан с вторыми входами восемнадцатого и девятнадцатого элементов И, вход первого индикатора через третий элемент ИЛИ связан с выходами тринадцатого и восемнадцатого элементов И, вход второго индикатора через четвертый элемент ИЛИ связан с выходами четырнадцатого и девятнадцатого элементов И, вход третьего индикатора через пятый элемент ИЛИ связан с выходами пятнадцатого и двадцатого элементов И, а вход четвертого индикатора через шестой элемент ИЛИ связан с выходами шестнадцатого и восемнадцатого элементов И.

Первые входы девятого, десятого, одиннадцатого и двенадцатого элементов И подключены к выходу элемента задержки, выходы одиннадцатого и двенадцатого элем ёнтов И через

седьмой элемент ИЛИ связаны с установочным входом первого счетчика, а выходы девятого и десятого элементов И через восьмой элемент ИЛИ связан с установочным входом второго

счетчика.