Устройство для определения продолжительности впрыска топлива в двигатель внутреннего сгорания Советский патент 1977 года по МПК F02M65/00 G01M15/00 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПРОДОЛЖИТЕЛЬИасГН ВПРЫСКА ТОПЛИВА В ДВИГАТЕЛЬ BffiTPEHHEFO СРЗРАНЙЯ

HorjbicoKOi (u «рччпп/пшсй окчоГшосгыо икднKarofKj, no KOTOpiiM) ироичБодится определение лях MoMcirroB. так и cJiyfaiiuwNni оптбками операгора.

f Icjibjo нзобрсте П1я является упрощение и повыигенне точности процесса измерения.

Для достижения поставленной цели выход усилителя параллельно связан с сигнальньпчт входами блока формирования сигнала канала впрыска, соединенного с установочным входом счеэтика, устройства, выборки и запоминания, соединенного с блоком сравнения, и блока формирования интервала измерения, между блоком сравнения и вентилями включен клапан импульсов записи, между вентилями и блоком визуальной индикации подключен регистр памяти, а выход блока формирования сигнала накала впрыска связан с управляющим входом блока формирования интервала измерения, выход которого параллельно связан с управляющими входами устройства выборки и запоминания и клапана импульсов записи и устройством уп равления.

Блок формирования интервала измерения содержит фильтр нижних частот, соединенный с одним входом компаратора через устройство выборки и запоминания, а другим - непосредственно, и триггер, один вход которого образует управляющий вход блока формирования интервалов измерения, а другой связан через формирователь заднего фронта с выходом компарагора, который соединен также с управляющим входом устройства выборки и запоминания, и выход триггера образует выход блока формирования интервалов измерения, сигнальный вход которого образует вход фильтра нижних частот.

На фиг. 1 изображена блок-схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - зпюры напряжений на выходах отдельных узлов устройства.

Устройство содержит датчик I давления, например, пьезоэлектрического типа, встраиваемый в топливопровод высокого давления перед форсункой и связанный через усилитель 2 сигналов датчика давления с блоком 3 формирования сигнала начала впрыска, который состоит из блока 4 порогового устройства, вьшолненного, например, по схеме триггера Шмитта, соединенного через одновибратор 5 параллельно со схемой блока 6 выделения экстремумов и схемой 7 выделения первого импульса, соединенных также между собой. Вход блока 6 соединен со входом блока 4 и служит сигнальным входом блока 3, а выход схемы 7выходом блока 3. На выходе усилителя 2 включены последовательно устройство 8 запоминания, блок 9 сравнения, клапан 10 импульсов записи, причем, блок 9 связан другим своим входом с входом устройства 8. Выход усилителя 2 соединен с блоком 11 формирования интервала измерения, который вьпюлнен в виде последовательно соединенных фильтра 12 нижних частот устройства 13 выборки и запоминания, компаратора 14, формирователя 15 заднего фронта импульса и риггера 16, другой

вход которого CBHsati с выходом блока 3, и является управ;гяю11И м входом блока П, а выход CfXiwneii с управляюпшми входами устройства 8 и клапана 10. Выход компаратора 14 соединен также с другим входом устройства 13, а другой вход компаратора 14 вместе со входом фильтра 12 образует сигнальный вход блока 11.Генератор 1 импульсов фиксированной .частоты последовательно через счетчик 18, вентили 19 и регистр памяти 20 соединен с блоком 21 визуальной ИНДИКРЦИН, на входе которого включено устройство управления 22, связанное также с выходом триггера 16. Клапан управления связан с другим входом вентилей 19, а другой вход счетчика 18 соединен с выходом блока 3.

Фильтр нижних частот 12 имеет постоянную. времени, которая выбирается, исходя из условия вьшолнения неравенств:,

.

П) Г2) ,

где Т, Тв - период следования и длительность импульсов впрыска соответственно;

Трп - постоянная времени цепи, состоящей из устройства 13 и компаратора 14.

Принцип действия устройства заключается в автоматическом выявлении на характерных участках кривой давления моментов начала и конца впрыска с последующим измерением временного интервала между этими моментами. Момент начала впрыска топлива определяется моментом появления первого экстремума (момент tj на зпюре а фиг. 2) на переднем фронте нарастающего давления впрыска. Момент конца впрыска (момент ts на зпюре а фиг. 2) определяется на заднем фронте спадающего давления впрыска в момент равенства текущего давления и уровня начала впрыска UB (с коэффициентом пропорциональности ,75-1) зафиксированного в момент начала впрыска. Поскольку в процессе впрыска возможны колебания давления относительно уровня UB, причем текущее значение давления может принимать значения меньише величины UB, то для отределения истинного участка снижения давления, вызванного отсечкой топлива в конце его подачи, используется дополнительный признак. В качестве последнего используется факт достижения или пересечения (момент tg на эпюре а фиг. 2) спадающим давлением установивщегося сигнала давления Uy, зафиксированного в момент начала подачи топлива (момент ti на эпюре а фиг. 2)о ,

Момент начала впрыска определяется с помощью блока 3 формирования сигнала начала впрыска. Устройство 8 выборки и запоминания фиксирует сигнал UB, пропорциональный уровню UB, а блок 9 сравнения формирует импульсы в момент равенства снижающегося сигнала давления и уровня UB- Факт достижения или пересечения текущим значением сигнала давления уровня Uy фиксируется с помощью блока 11 формирования интервала измерения. Измерение продолжительности впрыска топлива осуществляется численно -импульсным методом. В процессе измерения в счетчике 18 фиксируется код текущего времени впрыска te с началом отсчета в момент начала впрыска (момент эпюре а1;фиг. 2). В момент конца впрыска (момент ts на эпюре а фиг. 2) по сигналу блока 9 сравнения код счетчика 18 считьгеается и затем передается в блок 21 визуальной индикации. Сигналы датчика 1 давления, следующие с периодом Т, усиленные усилителем 2, поступают на сигнальные в.ходы блока 3 формирования сигнала начала впрыска блока 9 сравнения, блока 11 формирования интервала измерения и на сигнальный вход устройства 8 выборки и запоминания. Импульсы с выхода генератора 17 поступают на вход счетчика 18. Перед началом подачи топлива при выполнении неравенства (1) сигнал на выходе фильтра 12 нижних частот блока 11 практически равен сигналу Uy на выходе усилителя 2, соответствующего установившемуся уровню давле1шя топлива перед впрыском. В результате сигналы на обоих входах компаратора 14 равны и соответственно этому сигнал на выходе компаратора 14 равен или близок к нулю. Начиная с момента подачи топлива11 сигнал на входе компаратора 14, подключенного к выходу усилителя 2 непосредственно, возрастает и становится больщим по величине сигнала на другом входе компаратора 14, подключенного к выходу устройства 13 выборки и запоминания. Компаратор 14 срабатьшает и формирует на выходе сигнал 1 (эпюра б на фиг. 2) по которому на выходе устройства 13 выборки и запоминания благодаря выполнению неравенства 2 фиксируется уровень Uy (эпюра а фиг. 2) при дальнейшем увеличении сигнала давления сигнал на выходе компаратора 14 не изменяется. При достижении передним фронтом нарастающего давления уровня впрыска Ug блок формирования сигнала начала впрыска UB блок формирова ния сигнала начала впрыска 3 вырабатывает импульс фиксированной длительности (эпюра в на фиг. 2), передний фронт которого соответствует моменту начала впрыска топлива. Импульс момента начала впрыска поступает на установочный вход датчика 1. По этому импульсу счетчик 18 устанавливается в нулевое состояние, в результате чего по мере заполнет1я импульсами генератора 17 счетчика 18 в последаем фиксируется код, значение которого пропорционально текущему значению длительности процесса впрыска топлива tg. Одновременно сигнал с выхода блока 3 поступает на единичный вход триггера 16 и устанавливает последний в eди шчнoe состояние (эпюра г на фиг. 2). Сигнал 1 с выхода триггера 16 разблокирует клапан 10 импульсов записи и устанавливает устройство 8 выборки и запоминания в режим запоминания входного сигнала с выхода усилителя 2. Таким образом, в момент начала впрыска на выходе устройства 8 фиксируется уровень сигнала UB, пропорциональный сигналу давле1шя начала впрыска UB (эпюра а на фиг. 2).Фиксированный уровень сигнала с выхода устройства 8 поступает на вход блока 9 сравнегшя, на другой вход которого поступает изменяющийся сигнал с выхода усилителя 2. В процессе впрыска топлива при снижении сигнала давления на выходе усилителя 2 в моменты равенства сигнала давления величине UB (моменты tj,t4 на эпюре а фиг. 2) блок 9 сравнения формирует импульсы фиксированной длительности (эпюра д на фиг. 2), поступающие через открытый клапан 10 на управляющий вход вентилей 19. По этим сигналам вентили 19 разблокируются и код счетчика 18 переписьшается в регистр памяти 20. Аналогичным образом при снижении сигнала давления на участке конца впрыска в момент ts в регистр памяти 20 переписывается код счетчика 18, значение которого пропорционально продолжительности впрыска топлива ts. На участке конца впрыска топлива в процессе дальнейшего С1шжения давле}шя сигнал на выходе усилителя 2 становится равным или меньшим уровня Uy, зафиксированного на выходе устройства 13 выборки и запоминания блока 11. В этот момент происходит обратное срабатывание компаратора 14 и сигнал на выходе последнего изменяет свое значение с 1 на О (эпюра б на фиг. 2). По перепаду уровня сигнала на выходе компаратора 14 срабатывает формирователь 15 заднего фронта (эпюра е на фиг. 2) и формирует импульс фиксированной длительности, которьш поступает на нулевой вход триггера 16, и устанавливает последний в исходное нулевое состояние. Сигнал О с выхода триггера 16 блокирует клапан импульсов залиси 10 и переводит устройство выборки и запоминания 8 в режим выборки сигнала с выхода усилителя 2. Одновременно по перепаду сигнала на выходе триггера 16 устройство управления 22 формирует сигнал на управляющем входе блока 21 визуальной индикации. По этому сигналу код числа регистра памяти 20, пропорционального продолжительности впрыска топлива, фиксируется в запоминающем устройстве блока 21, дешифрируется и индицируется. При последующем появлении сигнала на выходе блока 3 процесс работы устройства повторяется. Частота обновле шя показa шй на табло блока 21 визуальной шщнкации устанавливается оператором с помощью органов управления устройства управления 22. Формула изобретения 1. Устройстео для определения продолжительности впрыска топлива в двигатель внутреннего сгорания, содержащее датчик давления с усилителем, связанным с блоком Ч5аанения, генератор импульсов, ооеданешЕЫй через счетчик с вентилями, и блок внзуальной индакацни с устройством управления на входе, отличающееся тем, что, с целью упрощения процесса измерения и повышения точности, выход усилителя параллельно связан с сигнальными входами блока формирования Сигнала начала впрыска, соеданенного с установочным входом счетчика, устройства выборки и запоминания, соединенного с блоком сравнения, блока форлшрования интервала измерешя, между блоком сравнения и вентилями включен клапан импульсов записи, между вентилями и блоком внзуальной индикации подклгрчен регистр памята, а выход блока формиров;ани ; .сигнала начала впрыска связан с/управляющим входом блока формирования, интервала измерения, выход которого параллельно связан с управляющими входами устройства выборки и запоминания и клапана импульсов записи и устройством управления. 2. Устройство по П.1, отличающееся тем, что блок формирования интервала измерения содержит фильтр нижних частот, соединенный с одним входом компаратора через устройство выборки и запоминания, а с другим - непосредственно, и триггер, один вход которого образует управляющий вход блока формирдаания интервалов измерения, а другой связан через формирователь заднего фронта с выходом компаратора, который соединен также с управляющим входом устройства выборки и запоминания, и выход триггера образует выход блока формирования интервалов измерения, сигнальньШ вход которого образует вход фильтра нижних частот. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе изобретения: 1.Патент Англии №811910, кл. G 1 N,1953. 2.Патент США N 3503255, кл. 73-117,2, 1969. 3.Техническая диагностика двигателей внутреннего сгорания по параметрам рабочих процессов, М, ГОСНИТИ, 1973, с. 137-149.

L

и

А.Лл

Ui,

; уу V/

Ч

ч ч

у

ч