Устройство для контроля параметров дизеля Советский патент 1991 года по МПК G01M15/00 

Изобретение относится к приборостроению, в частности к средствам контроля и диагностирования дизельного двигателя внутреннего сгорания.

Целью изобретения является повышение достоверности контроля таких параметров, как угол опережения начала подачи топлива и частота вращения коленчатого вала.

На фиг. 1 приведена структурная электрическая схема устройства; на фиг. 2 - структурная электрическая схема одновибратора с

регулируемой длительностью импульса; на фиг. 3 - временные диаграммы, где а - сигнал на выходе блока нормализации, б, в, г, д, е - импульсы соответствелно на выходах первого блока компарирования, одно- вибратора с фиксированной длительностью импульса, блока фазоизбиранин второго блока компарирования, одновибратора с регулируемой длительностью импульса, ж, з - импульсы соответственно на первом н втором выходах регистра сдвига данных.

Устройство для контроля параметров дизеля (фиг. 1) содержит датчик 1 давления накладного типа, блок 2 нормализации, первый блок 3 компарирования, источник 4 опорного сигнала, выполненный в виде амплитудного детектора, одновибратор 5 с регулируемой длительностью импульса, одно- вибратор 6 с фиксированной длительностью импульса, стробоскоп 7 и блок 8 измерения, второй блок 9 компарирования, управляемый делитель 10 напряжения, регистр 11 сдвига данных, блок 12 фазоизбирания, преобразователь 13 периода в напряжение и узел 14 сигнализации.

Выход датчика 1 связан через блок 2 нормализации с сигнальным входом первого блока 3 компарирования, входом источника 4 опорного сигнала, выход которого соединен с опорным входом блока 3. Выход од- новибратора 5 с регулируемой длительностью импульса соединен с входом стробоскопа 7 и первым входом блока 8 измерения, второй вход которого соединен с выходом одновибратора 6 с фиксированной длительностью импульса. Сигнальный вход второго блока 9 компарирования соединен с выходом блока 2 нормализации, опорный вход блока 9 связан через управляемый делитель 10 напряжения с выходом источника 4 опорного сигнала, а выход соединен с тактовым входом регистра 11, первый выход которого соединен с первым входом одно- вибратора 5, второй выход соединен с входом узла 14 сигнализации, а установочный вход - с выходом блока 12 фазоизбирания. Вход последнего соединен с выходом первого блока 3 компарирования, а также с входом одновибратора бис входом преобразователя 13 периода в напряжение, выход которого соединен с вторым входом одно- вибратора 5.

Одновибратор 5 с регулируемой длительностью импульса выполнен в виде триггера

15и последовательно соединенных источника

16напряжения, ключа 17, интегратора 18 и компаратора 19, причем первый вход триггера 15 соединен с выходом компаратора 19,-вторые входы ключа 17 и интегратора 18 соединены с выходом триггера 15, вторые входы триггера 15 и компаратора 19 соответственно совмещены с первым и вторым входами одновибратора 5, а выход триггера 15 - с его выходом.

Датчик 1 устанавливается на наружную поверхность трубопровода высокого давления топливной системы дизеля и при деформации трубопровода при впрыске топлива формирует электрический заряд, пропорциональный давлению внутри трубопровода.

Устройство работает следующим образом.

Сигналы от датчика 1 давл.ения, следующие с периодом Т, поступают через блок 2 нормализации на сигнальные входы блоков 3 и 9 компарирования и источника 4 опорного сигнала. Амплитудное значение на выходе блока 2 пропорционально амплитуде сигнала давления. На выходе источника формируется уровень напряжения постоянного тока, пропорциональный амплитуде сигнала Vm на выходе блока 2.

Сигнал с выхода источника 4 поступает непосредственно на опорный вход блока 3 и через управляемый делитель 10 на опорный вход блока 9. Сигнал на опорном входе блока

9 равен значению You-K« i в зависимости от установленного оператором значения К, коэффициента передачи делителя 10. Перед началом процесса контроля устанавливается минимальное значение К, и соответственно минимальный порог срабатывания .

5 В паузе между впрысками топлива сигнал на выходе блока 2 близок к нулевому. В процессе начала подачи топлива сигнала на выходе блока 2 возрастает и при достижении уровня Voy, блок 9 срабатывает

0 и сигнал на его выходе поступает на тактовый вход регистра 11. При дальнейшем нарастании давления в топливопроводе происходит впрыск топлива, соответственно возрастает сигнал на выходе блока 2 и при достижении более высокого уровня V0 происходит сра5 батывание блока 3. На выходе последнего формируется импульс.

Описанный процесс повторяется в каждом цикле впрыска топлива, в результате чего на выходе блока 3 формируется последовательность импульсов с периодом Т, обратно пропорциональным частоте f вращения коленчатого вала двигателя. При этом фаза фронта импульса на выходе блока 3 близка к фазе появления амплитудного значения давления.

Импульсы с выхода блока 3 поступают на вход запуска одновибратора 6, на вход преобразователя 13 и на вход блока 12 фазоизбирания.

В момент появления импульса на входе запуска одновибратор 6 срабатывает и фор- 40 мирует импульс фиксированной (эталонной) длительности rf. В результате на выходе одновибратора 6 и соответственно на втором входе блока 8 измерения формируется последовательность импульсов, характеризующихся коэффициентом заполнения f, 45 значение которого пропорционально частоте вращения коленчатого вала двигателя. Блок 8 по своему второму входу соответственно измеряет и индицирует на табло текущее значение частоты вращения.

Преобразователь 13 преобразует период следования Т импульсов, образующихся на выходе блока 3, в напряжение , пропорциональное текущему значению этого периода. Сигнал с выхода преобразователя 13 поступает на вход управления одновиб- 55 ратора 5.

Блок 12 формирует последовательность импульсов с периодом следования Т, равным периоду следования входных импульсов. Фаза среза импульса на выходе блока 12 опе0

5

режает момент начала подачи топлива, фаза фронта импульса совпадает с фазой фронта импульса на выходе блока 3. Импульсы с выхода блока 12 поступают на установочный вход регистра 11. В результате в течение длительности импульса на выходе блока 12 регистр 11 оказывается заблокированным, а сигналы на его выходах имеют нулевое значение, ь паузе между импульсами на выходе блока 12 (в зоне начала подачи топлива регистр 11 разблокируется и значение сигналов на его выходах определяется числом импульсов, появляющихся в этой паузе на выходе блока 9.

Пусть в указанный промежуток времени на выходе блока 9 и соответственно на тактовом входе регистра 11 появляется только один импульс. В момент появления этого импульса регистр 11 срабатывает и на его первом выходе появляется сигнал логической «1, вызывающий в свою очередь срабатывание одновибратора 5. Последний формирует импульс, длительность т которого пропорциональна постоянной времени т времязадающей цепи одновибратора 5 и уровню сигнала VT на входе управления. С учетом равенства получаем

ту Ку,т-Т,

где коэффициент пропорциональности. Описанный процесс повторяется в каждом цикле впрыска топлива, в результате чего на выходе одновибратора 5 образуется последовательность импульсов, характеризующихся коэффициентом заполнения

f или Ki т.

Таким образом, значение коэффициента Ki не зависит от частоты вращения коленчатого вала дизеля и определяется только -, постоянной времени времязадающей цепи одновибратора 5.

Импульс с выхода одновибратора 5 поступает на вход управления стробоскопа 7 и на первый вход блока 8. В момент среза этого импульса происходит срабатывание стробоскопа 7 и соответственно вспышка его лампы.

Оператор вращением движка переменного резистора времязадающей цепи одновибратора 5 изменяет момент вспышки лампы стробоскопа 7 и добивается совпадения метки ВМТ, нанесенной на вращающейся части дизеля, с неподвижной меткой на корпусе. При выполнении этого условия длительность импульса одновибратора 5 принимает значение ,, где т,НП1 - временной интервал опережения момента срабатывания блока- 9 при достижении сигналом на выходе блока 2 на участке начала подачи топлива минимального УРОВНЯ Vofc,.

Пусть вследствие наличия помех на участке начала подачи топлива, превышающих по амплитуде уровень V,, на выходе блока 9

и соответственно на тактовом входе регистра 11 появляются два или более импульсов Первый импульс вызывает появление сигнала логической «I на первом выходе регистра II, второй - появление сигнала логической «I на втором выходе регистра II. Появление последующих импульсов на тактовом входе регистра 11 не изменяет, значения сигналов на его выходах. Сигнал логической «1 на первом выходе регистра 11 вызывает срабатывание одновибратора 5, сигнал логической «1 на втором выходе регистра 11 - срабатывание узла 14 и вспышку его индикатора.

Оператор увеличивает коэффициент передачи делителя 10 и соответственно порога срабатывания блокз 9 до момента пропадания вспышек индикатора узла 14. Затем оператор выполняет описанный процесс регулировки постоянной времени времязадающей

0 цепи одновибратора 5. При этом длительность импульса одновибратора 5 оказывается равной временному интервалу т опере- жения момента срабатывания блока 9 при достижении сигналом на выходе блока 2 на участке начала подачи топлива уровня

л

Таким образом, после выполнения описанных регулировок на выходе одновибратора 5 и соответственно на первом входе блока 8 измерения формируется последова0 тельность импульсов с коэффициентом заполнения, не зависящим от значения частоты вращения коленчатого вала дизеля, а определяемым только значением постоянной времени времязадающей цепи одновибратора 5. При этом фронт импульса неза5 висимо от частоты вращения коленчатого вала дизеля соответствует моменту достижения давления на участке начала подачи топлива уровня, превышающего уровень помех на этом участке, а срез - моменту ВТМ. Блок 8 измеряет значение коэффици0 ента заполнения импульсов на выходе одно- вибратора 5 и индицирует соответствующее ему значение угла опережения начала подачи топлива.

Устройство позволяет устранить необ& ходимость регулировок при изменении или колебаниях скоростного режима, полностью устранить регулировки при измерении частоты вращения, а также автоматизировать процесс контроля уровня помех на уровне начала подачи топлива и тем самым упрос0 тить и повысить достоверность контроля параметров дизеля.

Формула изобретения

1. Устройство для контроля параметров 5 дизеля, содержащее датчик давления накладного типа, блок нормализации, первый блок компарирования с сигнальным и опорным входами, источник опорного сигнала, выполненный в виде амплитудного детектора, одновибратор с регулируемой длительностью импульса, одновибратор с фиксированной длительностью импульса, стробоскоп и блок измерения с двумя входами, причем выход датчика давления связан через блок нормализации с сигнальным входом первого блока компарирования и входом источника опорного сигнала, выход которого соединен с опорным входом первого блока компарирования, выход одновибратора с регулируемой длительностью импульса соединен с входом стробоскопа и с первым входом блока измерения, второй вход которого соединен с выходом одновибратора с фиксированной длительностью импульса, отличающееся тем, что, с целью повышения достоверности контроля, оно дополнительно содержит второй блок компарирования с сигнальным и опорным входами, управляемый делитель напряжения, регистр сдвига данных с тактовым и установочным входами и двумя выходами, блок фазоизбирания, преобразователь периода в напряжение и узел сигнализации, а одновибратор с регулируемой длительностью импульса снабжен дополнительно вторым входом, причем сигнальный вход второго блока компарирования соединен с выходом блока нормализации, опорный вход связан через управляемый

делитель напряжения счвыходом источника опорного сигнала, а выход соединен с тактовым входом регистра сдвига данных, первый выход которого соединен с первым входом

одновибратора с регулируемой длительностью импульса, второй выход соединен с входом узла сигнализации, а установочный вход соединен с выходом блока фазоизбирания, вход которого соединен с выходом первого

блока компарирования, а также с входом одновибратора с фиксированной длительностью импульса и с входом преобразователя периода в напряжение, выход которого соединен с вторым входом одновибратора с регулируемой длительностью импульса.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что одновибратор с регулируемой длительностью импульса выполнен в виде триггера с двумя входами и последовательно соединенных источника напряжения, ключа, интегратора и компаратора, причем первый вход триггера соединен с выходом компаратора, вторые входы ключа и интегратора соединены с выходом триггера, вторые входы триггера и компаратора соответственно совмещены с первым и вторым вхо5 дами одновибратора с регулируемой длительностью импульса, а выход триггера служит его выходом.

5

0

Изобретение относится к приборостроению, в частности к средствам для контроля и диагностирования топливной аппаратуры дизельных двигателей. Цель изобретения - повышение достоверности контроля параметров угла опережения начала подачи топлива и частоты вращения коленчатого вала. Поставленная цель достигается тем, что устройство, содержащее датчик давления накладного типа, блок нормализации, первый блок компарирования, источник опорного сигнала, выполненный в виде амплитудного детектора, одновибратор с регулируемой длительностью импульса, одновибратор с фиксированной длительностью импульса, стробоскоп и блок измерения, дополнительно снабжено вторым блоком компарирования, управляемым делителем напряжения, регистром сдвига данных, блоком фа- зоизбирания, преобразователем периода в напряжение и узлом сигнализации, а одно- вибратор с регулируемой длительностью импульса снабжен вторым входом. Одновибратор с регулируемой длительностью импульса выполнен в виде триггера и последовательно соединенных источника опорного напряжения, ключа, интегратора с регулируемой постоянной времени и компаратора. При этом порог срабатывания устройства в зоне подачи топлива устанавливается автоматически в долях от максимального значения сигнала, также автоматически изменяется длительность импульса угла опережения подачи топлива при изменении частоты вращения, оставляя значение угла постоянным. Анализ формы сигнала в зоне подачи топлива позволяет осуществить контроль за моментом начала подачи и выявить ложные показания значений угла, что повышает достоверность контроля. Возможность регулировки порога срабатывания с одновременным контролем числа срабатываний также повышает достоверность контроля параметров при одновременном расширении области применения устройства. 1 з.п. ф-лы, 3 ил. (Л о со о j о 00

ФигЛ

Фиг. 2