Устройство измерения максимального давления впрыска топлива в двигатель внутреннего сгорания Советский патент 1989 года по МПК G01M15/00 

4 ел ел го

о

I регистра (P).14, информационный вход которого подключен к информационному входу Р 15 и к первому входу системы 16 сравнения, выход которой подключен через формирователь 5 переднего фронта и синхронизирующий вход Р 15 к второму входу системы сравнения и индикатору 8. Последовательно уста- : новленные блок 9 задания порогов, компаратор, инвертор 11, С 12 и триггер 2 подключены к первому входу С 7. ,Формирователь 6 заднего фронта сигнала подключен к синхронизирующему входу триггера 3, инверсный выход которого подключен к третьему входу

С 7. Кнопка 4 подключена к входам обнуления триггера 3 и Р 14 и 55. Такое вьтолнение позволяет начать измерение давления только после того, как сигнал на выходе компаратора достигнет нулевого уровня, что свидетельствует о завершении предыдущего цикла впрыска, и осуществить измерение в течение времени, соответст- вукмцего одному циклу впрыска независимо от частоты вращения вала насоса. Более высокая точность устр-ва обеспечивается также вследствие использования цифровой обработки данных. 2 ил.

Изобретение относится к двига- телестроению и м.б. использовано для безраэборного контроля технического состояния топливной аппаратуры дизелей. Цель изобретения - повышение точности измерения максимального давления впрыска топлива в дизель. датчика 1 давления топлива подключен к информационному входу аналого-цифрового преобразователя (П) 13 и к первому входу компаратора 10. Синхронизирующий выход П подключен к вторым входам схем (С) 7 и 12 разрешения измерений. Информационньй вход П под1 лючен к информационному входу

1

Изобретение относится к двигателе- I строению, в частности к диагностике I двигателей внутреннего сгорания, j и может быть использовано для без- I разборного контроля технического со I стояния топливной аппаратуру дизеI лей.

I Цель изобретения - повышение точ- ; ности измерения максимального давле- ния впрыска топлива в дизель путем автоматического обеспечения начала измерения давления после окончания предыдущего цикла впрыска и ограничения продолжительности измерения в пределах одного впрыска независимо от частоты вращения вала, насоса,

На фиг,1 представлена функциональная схема устройства; на фиг.2 - вре

менная диаграмма работы элементов устройства, где а - сигналь на выходе датчика давления, б - сигналы на выходе компаратора, Ь - сигналы на выходе кнопки, 2 - сигналы на выходе формирователя заднего фронта, Э -. сигналы на инверсном выходе второго триггера, е - сигналы на выходе первого триггера, ж - сигналы на синхронизирующем выходе аналого-цифрового преобразователя, з - сигналы на выходе первой схемы разрешения измерения, и - сигналы на выходе формирователя переднего фронта.

Устройство измерения максимального давления впрыска топлива в двига- тель внутреннего сгорания содержит

5

0

5

5

0

(фиг.1) датчик i давления топлива, первый триггер 2, второй триггер 3, вьшолненный таАтируемым, кнопку 4, формирователь 5 переднего и формирователь 6 заднего фронтов сигнала, первую схему 7 разрешения измерения и индикатор 8, причем кнопка 4 подключена к входу обнуления первого триггера 2, вьрсод которого подключен к информационному входу второго триггера 3.

Устройство снабжено блоком 9 задания порога, компаратором 10, инвертором 11, второй схемой 12 разрешения измерения, аналого-цифровым преобразователем (АЦП) 13, первым 14 и вторым 15 регистрами и схемой 16 сравнения. При этом датчик 1 давления топлива подключен к входу анало- го-цифрювого преобразователя 13 и первому входу компаратора 10, к вто- рому входу которого подключен выход блока 9 задания порога, а выход коьг паратора 10 присоединен через инвертор 11 к первому входу второй схемы

12разрешения измерения и через формирователь 6 заднего фронта - к синхронизирующему входу второго триггера 3.

Аналого-цифровой преобразователь

13подключен информационньм выходом к информационному входу первого регистра 14, а синхронизирующим выходом - к вто1Я «м входам первой 7 и второй 12 схем разрешения измереиия

Выход второй схемы 12 разрешения измерения соединен с единичным входом первого триггера 2, выход которого присоединен к первому входу первой схемы 7 разрешения измерения. Выход последней подключен к синхронизирующему входу первого регистра 14.Информационный выход подключен к ин1455260

Первый регистр 14 используют для хра нения кода, соответствующего величине текущего значения давления. Второй регистр 15 предназначен для хранения кода, соответствующего величин максимального давления. Схема I6 сравнения предназначена для сравце- ния текущего значения с максимальным

, icivymciu с5пачепил с максимальным

trrr: :,..r™ 0 индикатор 8 используют для индикации

15 и к первому входу схемы 16 срав- . нения, выход которой подключен через формирователь 5 переднего фронта к синхронизирующему входу второго регистра 15. Инверсный выход второго триггера 3 соединен с третьим вхо- дом первой схемы 7 разрешения измерения, а кнопка 4 подключена к входам обнуления второго триггера 3 и первого 14 и второго 15 регистров. Назначение элементов устройства следующее.

Датчик 1 давления топлива регенерирует электрический сигнал, напряжение которого пропорционально давлению в трубопроводе. Первый триггер 2 предназначен для выработки сигнала, соответствующего началу измерения. Второй триггер 3 предназначен для выработки сигнала, соответствующего концу измерения. Кнопка 4 предназначена для сброса элементов устройства в исходное состояние.

Формирователь 6 заднего фронта используют для выработки единичного импульса, соответствуккцего заднему фронту импульса с компаратора 10. Формирователь 5 переднего фронта предназначен для выработки единич- ньж стробирующих импульсов записи. Первая схема 7 разрешения измерения предназначена для- формирования последовательности синхроимпульсов во время измерения. Блок 9 задания порога предназначен для задания значения давления, начиная с которого .начинается обработка сигнала. Компаратор 10 используют для сравнения текущего значения давления с заданным.

Инвертор 11 используют для выработки сигнала, разрешакицего прохождение импульсов через вторую схему 12 разрешения измерения, которая предназначена для выработки сигналов установки первого триггера 2. Аналого-цифровой преобразователь 13 предназначен для преобразования аналогового сигнала в цифровую форму.

результата измерения.

Исполнение элементов устройства может быть следунщим.

Датчик I давления топлива выпол- 15 йен в виде пьезокварцевого датчика давления. Формирователи переднего 5 и заднего 6 фронтов выполнены на ба зе операционных усилителей. Блок 9 задания порога, компаратор 10, пер- 20 вый и второй триггеры 2 и 3, первая и вторая схемы 7 и 12 разрешения измерения, инвертор М, первый и второй регистры 14 и 15 и схема 16 сравнения выполнены на базе типовых циф- 25 ровых интегральных схем. Аналого-цифровой преобразователь 13 выполнен в вцде АЦП типа К. Индикатор 8 выполнен в виде светодиодной индикаторной панели.

30 Устройство работает следующим образом (фиг.2).

Перед началом измерения в блок 9 задания порога вводится начальная величина, соответствующая давлению, 35 начиная с которого начинается измерение. Данная величина выбирается такой, чтобы она была больше, чем величина давления подвпрыска. После на-- жатия кнопки 4 вырабатывается корот- 40 кий импульс, который приводит в исходное нулевое состояние первый 2 и второй 3 триггеры, первый 14 и второй 15 регистры, АЦП 13 постоянно квантует сигнал с выхода датчика 1 45 давления топлива. При этом через равные промежутки времени дt на его первом выходе появляется цифровой код, соответсфвующий величине напряжения На выходе датчика 1 давлен1и топлива 50 а на втором выходе - сигналы готовности, свидетельствующие о том, что текущие данные сформированы.

Если впрыск топлива уже тедет и 55 величина давления больше,.чем величина давления, заданная блоком 9 задания порога, то на выходе компаратора 10 присутствует сигнал единичного уровня, а на выходе инвертора

1455260

Первый регистр 14 используют для хранения кода, соответствующего величине текущего значения давления. Второй регистр 15 предназначен для хранения кода, соответствующего величине максимального давления. Схема I6 сравнения предназначена для сравце- ния текущего значения с максимальным.

icivymciu с5пачепил с максимальным

индикатор 8 используют для индикации

0 индикатор 8 используют для индикации

результата измерения.

Исполнение элементов устройства может быть следунщим.

Датчик I давления топлива выпол- 15 йен в виде пьезокварцевого датчика давления. Формирователи переднего 5 и заднего 6 фронтов выполнены на ба зе операционных усилителей. Блок 9 задания порога, компаратор 10, пер- 20 вый и второй триггеры 2 и 3, первая и вторая схемы 7 и 12 разрешения измерения, инвертор М, первый и второй регистры 14 и 15 и схема 16 сравнения выполнены на базе типовых циф- 25 ровых интегральных схем. Аналого-цифровой преобразователь 13 выполнен в вцде АЦП типа К. Индикатор 8 выполнен в виде светодиодной индикаторной панели.

30 Устройство работает следующим образом (фиг.2).

Перед началом измерения в блок 9 задания порога вводится начальная величина, соответствующая давлению, 35 начиная с которого начинается измерение. Данная величина выбирается такой, чтобы она была больше, чем величина давления подвпрыска. После на-- жатия кнопки 4 вырабатывается корот- 0 кий импульс, который приводит в исходное нулевое состояние первый 2 и второй 3 триггеры, первый 14 и второй 15 регистры, АЦП 13 постоянно квантует сигнал с выхода датчика 1 5 давления топлива. При этом через равные промежутки времени дt на его первом выходе появляется цифровой код, соответсфвующий величине напряжения На выходе датчика 1 давлен1и топлива 0 а на втором выходе - сигналы готовности, свидетельствующие о том, что текущие данные сформированы.

Если впрыск топлива уже тедет и 55 величина давления больше,.чем величина давления, заданная блоком 9 задания порога, то на выходе компаратора 10 присутствует сигнал единичного уровня, а на выходе инвертора

51

11 - сигнал нулевого уровня, В результате вторая схема 12 разрешения (Оказывается закрытой, следовательно, первый триггер 2 не устанавливается В единичное состояние и сигналы готовности с второго выходе АЦП 13 не Проходят через первую схему 7 разре- 1пения на синхронизирующий вход пер- ого регистра 14,

I В момент окончания впрыска сиг- lari на выходе компаратора 10 изменяет свое состояние с единичного на нулевой. В результате на выходе ин- lepTOpa 11 появляется сигнал единич- JHoro уровня и первый после этого сиг- нал готовности с выхода МЩ 13 пос- тупает через вторую схему 12 разреше- ия на вход устайовки первого триг- Irepa 2. В результате последний уста- 1навливается, первая схема 7 разрешения открывается и сигналы готовности |с второго выхода АЦП 13 поступают че- ;рез нее на синхронизирующий вход пер- :вого регистра 14. По каждому из этих Iсигналов, следующих через время IB первый регистр 14, осуществляется. запись кода с первого выхода АЦП 13, соответствующая величине текущего ;давления. Данньй код А поступает с :выхода первого регистра 14 на инфор- мационньй вход второго регистра 15 и I на первьй вход схемы 16 сравнения. I Поскольку в исходном состоянии :второй регистр 15 обнулен, то на его выходе присутствует нулевой код, который поступает на второй вход схемы 16 сравнения. В результате на выходе схемы 16 сравненияiпоявляется сигнал единичного уровня, тшс как код А больше нулевого кода. Формирователь 5 переднего фронта формирует из переднего фронта данного сигнала еди- ничньй короткий импульс, который поступает на синхронизирующий вход второго регистра 15 и записывает в него код А с выхода первого регистра 14. По следующему сигналу готовности с второго выхода АЦП 13 в первьй регистр 14 записывается следующий код А , соответствующий величине текуще- го давления. Если код А| больще кода А,то снова срабатьшает схема 16 сравнения и код А переписывается во второй регистр 15.Еслико(А-, меньше кода А, то схема 16 сравнения не срабатывает и записи нет.

Таким образом, во второй регистр 15 записываются лишь коды, величина

5260

которых больше, чем величина кода, записанного во втором регистре 15. Данная запись происходит до тех пор, пока сигнал на выходе компаратора 10

снова не изменяет свое состояние с единичного на нулевое, что происходит, когда оканчивается следующий впрыск топлива. В момент смены сос- 10 тояния сигнала на выходе компаратора 10 формирователь 6 заднего фронта, вырабатьшает короткий единичный импульс, которьй устанавливает второй триггер 3 в единичное состояние.

15 В результате сигнал нулевого уровня с инверсного выхода второго триггера. 3 поступает на третий вход пер вой схемы 7 разрешения и блокирует дальнейшее поступление сигналов го20 товности с второго выхода АЦП 13 на синхронизирующий вход первого регистра 14. В результате во втором регистре 15 оказьшается ма1ссимальный из текущих кодов, который соответст2 вует величине максимального давления впрыска топлива. Данный код поступает с выхода втброго регистра 15 на вход индикатора 8. На этом измерение кончается После следующего нажатия

30 кнопки 4 работа устройства повторяется .

Предлагаемое устройство обеспечивает иовьш1ение точности измерения максимального давления впрыска тошш ва по сравнению с устройством-прототипом в широком диапазоне частот вращения, так как позволяет начать измерение давления только после того,

дд как сигнал на выходе компаратора достигает нулевого уровня, что свидетельствует о зав.ершении предьщущего цикла впрыска, и осуществить измерение в течение времени, соответствую45 щем только одному циклу впрыска независимо от частоты вращения вала насоса. Более высокая точность устройства обеспечивается также вследствие использования цифровой обработки дан50

ных.

Формула изобретени

Устройство измерения максимального давления впрыска топлива в двига- тель внутреннего сгорания, содержащее датчик давления топлива, первый триггер и второй триггер, вьшолнен- ньй тактируемым, кнопку, формирователь переднего и формирователь заднего фронтов сигнала, первую схему разрешения измерения и индикатор, причем кнопка подключена к входу обнуления первого триггера, выход которого подключен к информационному входу второго триггера, отличающееся тем, что, с целью повышения точности, устройство снабжено ;блоком задания порога, компаратором, инвертором, второй схемой разрешения измерения, аналого-цифровым преобразователем, первым и вторым регистрами и схемой сравнения, причем датчик давления топлива подключен к входу ,аналого-цифрового преобразователя и первому входу компаратора, к второму- входу которого подключен выход блока задания порога, а выход компаратора присоединен через инвертор к первому входу второй схемы разрешения измерения и через формирователь заднего фронта - к синхронизирующему входу второго триггера, аналого-цифровой преобразователь подключен информационным выходом к информационному входу первого регистра, а синхронизирующим выходом - к вторым входам первой и второй схем разре- g шения измерения, выход второй схемы разрешения измерения соединен с единичным входом первого триггера, выход которого присоединен к первому входу первой схемы разрешения изме0 рения, выход которой подключен к синхронизирующему входу первого регистра, информационный выход которого подключен к информационному входу второго регистра и к первому входу

5 схемы сравнения, информационный выход второго регистра присоединен к входу индикатора и второму входу схема сравнения, выход которой подключен через формирователь переднего

0 фронта к синхронизирующему входу второго регистра, инверсн выход второго триггера соединен с третьим входом первой схе№.1 разрешения измерения, а кнопка подключена к входам об5 нуления второго триггера и первого и второго регистров.

J

г д

ж

Фа.2

I1IIIIIIL