1
, Изобретение относится к измерительной технике и может быть исполь. зовано для определения угла опере- жения зажигания в МногоцилИядровых двигателях внутреннего сгорания. 5
Известно несколько типов устройств для определения угла опережения зажигания. Одно из таких устройств содержит датчик для определения верхней мертвой точки, формиро- 10 ватели импульсов свечи зажигания и датчика верхней мертвой точки, генератор импульсов времени, регистраторы угла опережения зажигания и скорости вращения коленчатого вала, со- 15 ответствуюадей измеренному углу, кнопку, управляющие триггеры и элементы совпадения 1).
Недостатком указанного устройства является невозможность одновременно- 20 го измерения им угла опережения зажигания в каждом цилиндре многоцилиндрового двигателя.
Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является 25 устройство, содержащее датчики верхней мертвой точки и скорости вргицения коленчатого вала, формирователи импульсов обоих датчиков, входы которых соединены с выходами coot- )0
ветствующих датчи1 ов, формирователь импульсов зажигания, подключенный к низковольтной клемме прерыват яраспределителя, триггеры, делитель частоты импульсов и измерители скорости вращения коленчатого вала и угла опережения зешигания 2,
Недостатки этого устройства - . низкая точность и большая трудоемкость определения угла опережения зажигания в каждом цилиндре многоцилиндрового двигателя вследствие примен ния в нем шлейфового осциллографа, что связано с большой трудоемкостью по расшифровке осциллограмм и потерей точности, обусловленной как ошибками в процессе обработки полученных результатов,, так и невозможностью поддержания постоянной скорости перемещения светочувствительной бумаги.
Цель изобретения - повышение точности и уменьшение.трудоемкости определения угла опережения зажигания в каждом цилиндре двигателя.
Поставленная цель достигается тем, что в известное устройство для определения угла опережения зажигания, содержащее датчики верхней мертвой точки и скорости вращения коленчатого вала, формирователи импульсов обоих датчиков, входы которых соеди eны с выходами соответствующих датчиков, формирователь импульсов зажиганий, подключенный к клемме прерывателя-распределителя, триггеры, делитель частоты импульсов и измерители скорости вращения коленчатого вала и-угла опережения зажигания, введены коммутатор импульсов зажигания, а измеритель угла опережения зажигания выполнен в виде блока цифровых измерителей, одни входы которы подключены к соответствующим выходам коммутатора импульсов, зажигания, а вторые - к выходу формирователя импульсов датчика верхней мертвой точки, два элемента совпадения, один вход первого из них соединен с выходом формирователя импульсов за-жигания, э выход подключен к татору импульсов зажигания, один вход второго элемента совпадения соединен с выходом формирователя импульсов датчика скорости вращения а выход - с делителем частоты импульсов, подключенным двумя своими выходами к цифровому измерителю скорости вращения коленчатоговала, формирователь импульсов свечи зажигания, вход которого подключен к свече зажигания, а выход через пусковую кнопку соединен со входом пер вого триггера, причем выход первого триггера подключен к одному входу второго триггера, второй вход которого соединен с одним выходом делителя частоты импульсов, а выход со вторыми входами обоих элементов совпадения.
На фиг. 1 изображена блок-схема устройства для определения угла опережения зажигания; на фиг. 2 принципиальная схема датчиков верхней мертвой точки и скорости вращения коленчатого вала.
Устройство для определения угла опережения зажигания содержит датчи 1 верхней мертвой точки (фиг. 1) и датчик 2 скорости вращения коленчатого вала, формирователи 3 и 4 импульсов обоих датчиков, входы котрых соединены с выходами соответствующих датчиков, формирователь 5 импульсов зажигания, подключенный к низковольтной клемме б прерывателяраспределителя, триггеры 7 и 8, делитель 9 частоты импульсов, цифровой измеритель 10 скорости вращения коленчатого, вала, цифровые измерители 11 угла опережения зажигания, коммутатор 12 импульсов зажигания, выходы которого соединены с одними из входов цифровых измерителей 11 угла опережения зажигания, вторые входы которых подключены к выходу, формирователя 3 имиульсов; верхней мертвой точки, элементы 13 и- 14 совпадения, одни входы которых подключены соответственно к выходам формирователя 5 импульсов зажигания и формирователя 4 скорости вращения, вторые входы - к выходу триггера 8, а выходы - соответственно -ко входу коммутатора 12 импульсов зажигания и ко входу делителя 9 частоты импульсов, подключенного двумя своими выходами к цифровому измерителю 10 скорости вращения коленчатого вала, формирователь 15 импульсов свечи зажигания, вход которого подключен к свече 16 зажигания, а выход через пусковую кнопку 17 соединен со входом триггера 7, выход которого подключен к одному из входов триггера. 8, второй вход которого соединен с одним из выходов делителя 9 частоты импульсов.
Датчик 1 верхней мертвой точки предназначен для выдачи импульсов, соответствующих положению поримней в цилиндрах двигателя в верхней мертвой точке конца такта сжатия, и выполнен в виде вала 18 (фиг. 2) с укрепленным на нем диском 19 с отверстиями 20, по одну сторону которого расположены источники 21 света а по другую - чувствительные элементы 22, в качестве которых применны фотодиоды типа ФД-2. Выходы чувствительных элементов 22, соответствующих определенному числу цилиндров испытуемого двигателя, подключены ко входам переключателя 23,имеющего четыре входа и один выход.
Отверстия ia диске, расположены для восьмицилиндрового двигателя через 90 , для шестицилиндрового через 120, для четырехцилиндрового через 180 , для двухцилиндрового через 360° .
Корпус датчика с расположенными на нем чувствительными элементами 2 и источниками 21 света может свободно перемещаться относительно оси диска 19, что необходимо для совмещения отверстий 20 диска 19 с источниками 21 света и чувствительными элементами 22 в процессе установки датчика.
Датчик 2 скорости вращения коленчатого вала конструктивно совмещен с датчиком 1 верхней мертвой точки и имеет на диске 19 одно отверстие 24, источник 25 света и чувствительный элемент 26. При этом отверстие 24 размещается на одном радиусе с отверстиями О датчика 1 верхней мертвой точки, соответствующими положениям поршня первого цилиндра двигателя в верхней мертвой точке конца такта сжатия. Датчик 2 служит для выдачи в процессе вращения коленчатого вала двигателя импульсов, частота которых пропорциональна угловой скорости. За один оборот коленчатого вала датчик выдает по одному импульсу точно в одной и той же фазе поворота. Формирователи 3 и 4 предназначены для усиления, ограничения по амплиту де и формирования, по длительности поступающих на их входы сигналов соответственно датчика 1 верхней точки и датчика 2 скорости вращения коленчатого вала. Оба формирователя выполнены аналогично и каждый из них представляет собой однокаскад ный электронный усилитель, снабженный эмиттерными повторителями на вхо де и выходе. Формирователь 5 импульсов зажиган служит для формирования сигналов,соо ветствующих моментам размыкания контактов прерывателя-распределителя, и представляет собой двухкаскадный электронный усилитель, на входе первого каскада которого установлен емкостно-реостатный фильтр для устране ния высокочастотной составляющей разряда. Триггеры 7 и 8 предназначены для запуска устройства и его остановки после окончания цикла измерения, равного двум оборотам коленчатого вала двигателя. Кроме того, оба триг гера вместе позволяют пропускать только один импульс от свечи зажигания независимо от продолжительности нажатия пусковой кнопки 17. Делитель 9 частоты импульсов служит для ограничения цикла работы устройства для определения угла опережения зажигания двумя оборотами ко ленчатого вала двигйтеля. Он состоит из двух последовательно соединенных между собой триггеров со счетными входами, причем вход второго триггера соединен с единичным выходом первого триггера. Цифровой измеритель 10 скорости вращения коленчатого вала -предназначен для измерения длительности двух оборотов коленчатого вала двигателя, составляющих цикл его работы, в период которого производится измерение углов опережения зажигания. Он выполнен в виде шестиразрядного электронного пересчетного устройства и ге нератора импульсов времени, причем на входе пересчетного устройства установлен элемент совпадения, управля емый триггером с раздельными входами. Цифровые измерители 11 угла опере жения зажигания служат для измерения промежутков времени, пропорциональны углам опережения зажигания в соответствующих цилиндрах двигателя, от момента появления импульсов зажигаНИН до моментов появления импульсов датчика 1 верхней мертвой точки. Все измерители - четырехразрядные и по конструкции аналогичны измерителю 10 скорости вращения коленчатого вала. Для индикации результатов измерений цифровые измерители 10 и 11 снабжены одним дешифратором и подключенным к его выходу одним шестиразрядным индицирующим устройством, выполненным на базе цифровых индикаторов. Выходы триггеров пересчетных устройств обоих измерителей через одни из входов элементов совпадения подключены к соответствующим входам дешифратора, а вторые входы элементов совпадения через кнопки соединены с источником управляющего положительного напряжения плюс 1,5 В. При наличии на входах элементов совпадения указанного напряжения пересчетное устройство разобщается с дешифратором, а при отсутствии его - соединяется, индицируя свое состояние на цифровЕЛХ индикаторах. Коммутатор 12 импульсов зажигания предназначен для распределения поступающих на его вход импульсов прерывателя-распределителя по соответствующим входам измерителей 11 угла опережения зажигания. Он имеет один . . вход и восемь выходов (для восьмицилиндрового двигателя) и выполнен в виде двоичного электронного Счетчика с дешифратором. Элементы 13 и 14 совпадения служат для сообщения и разобщения соответственно формирователя 5 импульсов прерывателя-распределителя с коммутатором 12 импульсов зажигания и формирователя 4 скорости вращения с делителем частоты 9 импульсов. Оба они управляются триггером 8 и выполнены в виде транзисторной схемы совпадения на два входа, выдающей на выходе положительные сигналы при наличии на ее входах oтpицaтeль ыx сигналов. Формирователь 15 импульсов зажигания служит для формирования сигналов, соответствующих разрядному процессу в свече первого цилиндра двигателя, и выполнен в виде двухкаскадного электронного усилителя, на входе первого каскада которого установлены последовательно соединенные гасящее сопротивление и неоновая лампа. Устройство для определения угла опережения зажигания работает следующим образом. .Перед началом измерений поршень первого цилиндра двигателя устанавливается в положение, соответствующее верхней мертвой точке конца такта сжатия. После этого устанавливаются датчик 1 верхней мертвой точки и датчик 2 скорости вращения коленчатого йала, а корпус датчиков перемещается относительно его оси с расположенными на нем чувствительными элементами 22 и источниками 21 света до совпадения их с соответствующими , отверстиями 20, расположенными вмес.те с другими отверстиями диска 19 на одном радиусе. Устройство подключается к выводу свечи 16 зажигания первого цилиндра лвигателя,-датчику 1 верхней мертво) точки и датчику 21 скорости вращения коленчатого вала и низковольтной клемме 6 прерывателя-распределителя Переключатель 23 устанавливается в положение, соответствующее числу цилиндров проверяемого двигателя (на фиг. 2 положение переключателя соответствует восьмицилиндровому двигателю) . После подачи питающих устройство напряжений на входы формирователей 3,4,5 и 15 непрерывно поступают при работающем двигателе импульсы, где они усиливаются, ограничиваются по амплитуде и формируются по длительности . . Импульсом гашения (на чертеже не показано) узлы устройства приводятс в исходное состояние, изображенное на фиг. 1, при котором все триггеры находятся в положении , элемен ты 13 и 14 совпадения закрыты и . импульсы от формирователей 5 и 4 через них не проходят. Импульсы с выхода формирователя 3 импульсов верхней мертвой точки поступают на входы цифровых- измерителей 11 угла опережения зажигания и поддерживают их в закрытом состоянии. При нажатии пусковой кнопки 17 импульс от свечи зажигания первого цилиндра, пройдя формирователь 15, поступает на вход триггера 7 и пере ворачивает его в состояние . Появляющийся на его выходе сигнал поступает на вход второго триггера и также переводит его в состояние . В результате этого элементы 13 и 14 совпадения огкрываются. Поскольку триггер -7 меняет свое состояние только один раз независимо от продолжительности нажатия кнопки 17, то триггер 8 сохраняет свое новое положение до тех пор, по ка не подается сигнал на его второй вход. Таким образом, триггеры 7 и 8 позволяют пропускать только один си «ал от свечи зажигания, а остальные задерживать триггером 7. Импульс с выхода формирователя 5 пройдя открытый элемент 13 совпаден поступает на вход коммутатора 12 им пульсов зажигания, который на своем выходе выдает сигнал, открывающий первый цифровой измеритель 11 угла ойережения зажигания, который начинает суммировать импульсы времени. По мере поворота коленчатого вал двигателя наступает момент, когда поршень первого цилиндра двигателя оказывается в положении верхней мер вой точки конца такта сжатия. При этом соответствующее отверстие 20 на диске 19 датчика верхней мертвой точки оказывается расположенным напротив соответствующего источника 21 света. Происходит освещение соответствующего чувствительного элемента 22, сигнал с выхода которого поступает на вход формирователя 3 импульсов верхней мертвой точки и закрывает первый цифровой измеритель 11 угла опережения зажигания. Одновременно с этим через отверстие 24 на диске 19 источником 25 света освещается чувствительный элемент 26. Выделяющийся на его выходе сигнал поступаетна вход формирователя. 4 импульсов скорости вращения, проходит открытый элемент 14 совпадения и открывает цифровой измеритель 10 скорости вращения. С приходом от формирователя 5 импульсов зажигания следующего сигнала, соответствующего моменту зажигания в следующем по порядку работы двигателя цилиндре (в данном случае в пятом) , он проходит открытый элемент 13 совпадения и поступает на вход коммутатора 12 импульсов зажигания. Коммутатор выдает сигнал, который открывает второй цифровой измеритель 11 угла опережения зажигания. В момент появления с выхода формирователя 3 импульсов верхней мертвой точки следующего сигнала второй цифровой измеритель 11 угла опережения зажигания также закрывается. Описанный процесс работы устройства для определения угла опережения зажигания проходит аналогично и по другим цилиндрам двигателя в последовательности, определяемой порядком его работы (для восьмицилиндрового двигателя - в последовательности 1-5-4-2-6-3-7-8). По окончании цикла работы двигателя, равного двум оборотам коленчатого вала, импульсом с выхода формирователя 3 импульсов верхней мертвой точки закрывается последний цифровой измеритель 11 угла опережения зажигания, а импульсом с выхода формирователя 4 импулксов скорости вращения закрывается цифровой измеритель 10 скорости вращения. При этом сигнал с выхода делителя 9 частоты импульсов поступает на вход триггера 8 и переводит его в исходное состояние, в результате чего элементы 13 .и 14 совпадения закрываются, предотвращая да; ьнейшее прохождение через них импульсов с выхода формирователей 4 и 5. На этом цикл измерений иаканчивается. Нажатием соответствующих кнопок поочередно соединяют пересчетные устройства измерителей 10 и 11 с дешифратором, в результате чего их состояние индицируется на цифровых
индикаторах индицирующего устройства. .
Таким образом, по окончании двух оборотов коленчатого вала двигателя в течение которых происходит один полный цикл его работы, на цифровых измерителях 11 фиксируются в соответствии с порядком работы двигателя числа импульсов времени, соответствующие промежуткам времени от моментов зажигания в соответствую1цих цилиндрах до моментов достижения поршнями этих же цилиндров верхних мертвых тоточек конца такта сжатия и пропс« ционгшьные углам опережения зажигания, а на цифровом измерителе 10 - число импульсов времени, соответствующее длительности двух оборотов коленчатого вала двигателя и пропорциональное скорости вращения.
Введение в предлагаемое устройство коммутатора импульсов зажигания, двух элементов совпадения, формирователя импульсов свечи зажигания, пусковой кнопки а также шлполнение измерителя угла опережения зажигания в виде блока цифровых измерителей и применение ци4ф1ового измерителя скорости вращения коленчатого вала , соединенных соответствующим образом между собой и с другими узлами устройства, позволяет за один . цикл работы двигателя произвести измерение в цифровом виде углов one режения зажигания во всех цилинJф ax многоцилиндрового двигателя с одновременным измерением скорости враще НИН коленчатого вала, которую можно считать величиной постоянной. Это приводит к уменьшению трудоемкости и повышению точности определения угла опережения зажигания.
Знание углов опережения .зажигания в каждом цилиндре двигателя позволяет определить асинхронизм чередования искр и бесперебойность искрообразования, оказывающих существенное влияние на эффективность работы системы зажигания.
Кроме того, более точное определение угла опережения зажигания позволяет производить его более точную установку на двигателе и тем самым уменьшить расход топлива, увеличить мощность двигателя и повысить производител:Е ность автомобиля.
Формула изобретения .
Устройство для определения угла опережения зажигания в двигателях
внутреннего сгорания, содержащее датчики верхней мертвой точки и скорости вращения коленчатого вала, формирователи импульсов обоих датчиков, входы которых соединены с выходами соответствующих датчиков, формирователь импульсов зажигания, подключенный к клемме прерывателя-распределителя, триггеры, делитель частоты импульсов и измерители скорости вращения коленчатого вала и
0 угла опережения зажигания, отличающееся тем,что, с целью г овышения точности и уменьшения трудоемкости определения угла опережения зажигания в каждом ци5линдре многоцилиндрового двигателя, в него ввея&на коммутатор импульсов зажигания, а измеритель угла опереЧемия зажигания выполнен в виде блоka ци 1чровых измерителей, одни входы
0 которых подключены к соответствующим выходам коммутатора импульсов зажигания, а вторые - к выходу формирователя импульсов датчика верхней мертвой точки, два элемента совпадения, один вход первого из них соеди5нен с выходом формирователя импульсов зажигания, а выход подключен к коммутатору импульсов зажигания, один вход второго элемента совпаде ния соединен с выходом формирователя
0 импульсов датчика скорости вращения, а выход - с делителем частоты импульсов, подключенным двумя своими выходами к цифровому измерителю ско рости врйщения коленчатого вала,:
5 формирователь импульсов свечи зажигания, вход которого подключен к свече зажигания, .а выход через пусковую кнопку соединен со входом первого/триггера, прИчем выход первого
0 триггера; подключен к одному входу второго триггера, второй вход которого соединен с одним выходом делителя частоты импульсов, а выход - со вторыми входами обоих элементов совпадеяия. .
5
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
0
1.Авторское свидетельство СССР 544118, кл. F 02 Р 17/00, 1975.
2.Авторское свидетельство СССР 144625, кл. F 02 Р 17/00, 1960
5 (прототип)..
