Измеритель угла опережения зажигания в двигателе внутреннего сгорания Советский патент 1993 года по МПК F02P17/00 

Фиг.1

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения угла опережения зажигания при стендовых и дорожных испытаниях и в процессе эксплуатации автомобильных карбюраторных двигателей,

Целью изобретения является повышение достоверности измерения и упрощение измерителя.

На фиг. 1 изображена структурная схема измерителя угла опережения зажигания в двигателе внутреннего сгорания; на фиг. 2 - временные диаграммы работы измерителя угла опережения зажигания.

Измеритель содержит датчик импульсов зажигания 1 и отметки верхней мертвой точки 2, соединенные с блоком формирования импульсов 3. пропорциональных углу опережения зажигания, элемент И 4, выход которого соединен с синхронизирующим входом первого счетчика импульсов 5, генератор 6, выход которого соединен с первым входом элемента И 4 и со входом синхронизации второго счетчика импульсов 7. Второй вход элемента И 4 соединен с выходом блока формирователя 3. Выход второго счетчика 7 соединен с формирователем импульсов записи 8, выход которого соединен с входом записи блока памяти 9 и входом формирователя импульсов сброса 10. Информационные выходы блока памяти 9 соединены с блоком индикации 11.

Работает измеритель следующим образом.

При работе двигателя в момент искрообразования в любом из цилиндров в датчике импульсов зажигания 1 образуется импульс, который подается на вход блока формирования импульсов 3, пропорциональных углу опережения зажигания. На выходе блока 3 появляется высокий потенциал, соответствующий сигналу логической единицы. Этим сигналом открывается элемент И 4; через который начинают проходить импульсы от генератора 6 на вход синхронизации первого счетчика 5. Процесс поступления импульсов в первый счетчик 5 продолжается до поступления импульса отдатчика отметки верхней мертвой точки 2, который поступает на второй вход блока формирования импульсов 3, пропорциональных углу опережения зажигания, С приходом импульса от датчика 2 на выходе блока 3 высокий потенциал преобразуется в низкий, соответствующий логическому нулю, которым элемент И 4 закрывается, Число импульсов, прошедших через элемент И 4, пропорционально углу опережения момента искрообразования в данном цилиндре относительно момента прохождения

поршнем этого цилиндра положения верхней мертвой точки.

При дальнейшей работе двигателя иск- рообразование происходит в следующем

цилиндре и в датчике 1 образуется следующий импульс, который поступая на вход блока 3, обеспечивает на его выходе появление высокого потенциала, которым открывается элемент И 4. Импульсы от генератора б

вновь поступают в первый счетчик 5. Таким образом, в счетчик 5 поступают пачки импульсов, число импульсов в которых пропорционально конкретному углу опережения зажигания в каждом цилиндре двигателя.

5 Процесс поступления пачек импульсов в счетчик 5 происходит до момента поступления импульса от формирователя импульсов записи 8 на вход записи блока памяти 9. Во время действия этого импульса инфор0 мация из первого счетчика 5 записывается через информационные входы в блок памяти 9. Информационные выходы блока памяти 9 соединены с блоком индикации 11, в котором осуществляется индикация средне5 го значения угла опережения зажигания в градусах угла поворота коленчатого вала двигателя, осредненное за время между двумя последовательными импульсами записи, По окончании действия импульса за0 писи срабатывает -формирователь импульсов сброса 10, который формирует импульс сброса, поступающий на установочный вход первого счетчика 5. С помощью этого импульса счетчик 5 сбрасывает в ис5 ходное состояние. Дальше процесс работы счетчика 5 происходит аналогично до момента прихода следующего импульса сброса от формирователя 10.

Периодичность формирования импуль0 сов записи, а следовательно, и импульсов сброса определяется объемом второго счетчика, на вход синхронизации которого поступают импульсы от генератора 6. Периодичность формирования импульсов

5 записи может быть выбрана, например, равной 1 секунде, что будет соответствовать осреднению значений угла опережения зажигания по времени за 1 секунду.

O Работа измерителя поясняется временными диаграммами напряжений на выходах элементов схемы измерителя.

Частота импульсов генератора б определяется следующими условиями.

Угол опережения зажигания измеряется в градусах угла поворота коленчатого вала двигателя, амомент искрообразования в цилиндре четырехтактного карбюраторного двигателя происходит эдин раз за два оборота коленчатого вала,

5

что составляет угол поворота, равный 720 градусам.

Следовательно, для получения результата измерения в градусах угла поворота коленчатого вала частота импульсов генератора должна быть кратна числу 720.

Для обеспечения измерения угла опережения зажигания с погрешностью не более 1 градуса в диапазоне частоты вращения коленчатого вала, например, до 12000 оборотов в минуту необходимо, чтобы за время тх пропорциональное повороту коленчатого вала на 1 градус, в первый счетчик 5 должно пройти через элемент И 4 минимум один импульс. При этом частота импульсов генератора fx должна быть равна

где гх

Ј

п 60

360

где р. - угол поворота коленчатого вала в градусах;

П - частота вращения коленчатого вала в оборотах в минуту.

Таким образом, при 1 градусу и. ГМ2000мин

тх 72000Гц.

Первый счетчик 5 имеет объем такой, который обеспечивает осреднение числа импульсов в пачках за время, равное, например, 1 секунде. Коэффициент деления счетчика при этом равен числу 200.

Второй счетчик 7 имеет объем таким, чтобы с его выхода импульсы поступали с частотой 1 Гц.

При частоте генератора 6, равной 72000 Гц, коэффициент деления второго счетчика выбран равным 72000.

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я 5Измеритель угла опережения зажигания в двигателе внутреннего сгорания, содержащий датчики импульсов зажигания, отметки верхней мертвой точки, соединенные соответственно с первым и вторым вхо0 дом блока формирования импульсов, пропорциональных углу опережения зажигания, генератор, элемент И, первый счетчик импульсов, формирователь импульсов записи и формирователь импульсов сброса,

5 соединенный с установочным входом первого счетчика, отличающийся тем, что, с целью повышения достоверности измерения и упрощения измерителя, в него введен второй счетчик импульсов, причем

0 выход генератора соединен с первым входом элемента И и входом синхронизации второго счетчика, выход которого соединен с входом формирователя импульсов записи, выход формирователя импульсов записи со5 единен с входом записи блока памяти и входом формирователя импульсов сброса, выход которого соединен с установочным входом первого счетчика импульсов, выход блока формирования импульсов, пропорци0 онэльных углу опережения зажигания, соединен с вторым входом элемента И, выход которого соединен с входом синхронизации первого счетчика импульсов, выходы которого соединены с информационными входа5 ми блока памяти.

Использование: измерительная техника, может быть использовано для измерения угла опережения зажигания автомобильных карбюраторных двигателей. Сущность: сигналы датчиков импульсов зажигания (1) и отметки верхней мертвой точки (2) поступают на вход блока (3) формирования импульсов, пропорциональных углу опережения зажигания, выходные импульсы блока (3)поступают на первый вход элемента (И 4), на, второй вход которого поступают импульсы генератора (6). Количество импульсов на выходе элемента (И 4) подсчитываются счетчиком (5), Импульсы с генератора (6) подсчитываются также счетчиком (7) и с помощью формирователей (8, 10) импульсов записи и сброса происходит управление режимом работы счетчика (5) и элемента (9) памяти, на выходе которого формируется код, пропорциональный углу опережения зажигания. Индикация данного угла обеспечивается блоком (11) индикации, 2 ил.