Устройство для определения угловогопОлОжЕНия КОлЕНчАТОгО ВАлА Советский патент 1981 года по МПК G01M15/00 G01P3/48 

Изобретение относится к испытаниям машин, в частности к измерению парс1метров лвигателей, а именно к определению углового положения колен чатого вала двигателя внутреннего его рання (две) в момент начала впрыска топлива. Известно устройство для измерения углового положения вала, содержащее источник счетных импульсов, подключенный через последовательно соединен ные формирователь импульсов, преобразователь частоты в напряжение, управляе1иый генератор и селектор импульсов к отсчетному устройству, при этом вторые входы генератора и селектора подключены к выходу формирователя импульсов, а второй вход отсчетного устройства - к выходу генератора L11. недостатками известного устройства являются большая погрешность измерения и невозможность определения с его помощью углового положения коленчатого вала.в момент начала впрыска топлива из-за отсутствия сигнала, определяющего начало этого впрыска. Известно также устройство для определения углового положения коленчатого вала, содержащее блок информационных сигналов, связанный через блок усилителей с блоком счетчиков и блоком управления, причем блок информационных сигналов выполнен в виде отметчика угловых меток, датчика меток, отметчика верхней мертвой точки (вмт), датчика вмт и датчика начала процесса, блок усилителей содержит первый, второй и третий усилители, блок счетчиков выполнен в виде первого и второго счетчиков, первой и второй схем совпадения, триггера управления и выходных вентилей, а блок управления выполнен в виде ViepBoro и второго триггеров и входного вентиля, так что датчик меток через первый усилитель подключен параллельно к входам схем совпадения, связанным соответственно, с первым и вторым счетчиками, выходы первого из которых через выходные вентили подключены к шинам цифровой вычислительной машины (ЦВМ), датчик вмт через третий усилитель связан последовательно с установочными входами второго и первого триггеров и первого счетчика, датчик начала процесса через второй усилитель и триггер управления связан параллельно с другим входом второй схемл совпадения, входами второго счетчика и входными вентилями, соединенными одним входом с шиной ЦВМ и единичным входом первого триг гера, а выходом - с единичным входом второго триггера, связанного с другим входом первой схемы совпадения 2 Основном недостатком указанного устройства является небольшая точность измерения углового положения коленчатого вала, особенно в момент начала впрыска топлива при неравномерности скорости вращения коленчатого вала двигателя в пределах Одного оборота, а также невозможность осуществления измерений впределах каждого оборота двигателя. Цель изобретения - повышение точности определения углового положения вала. Указанная цель достигается тем, что в блок счетчиков дополнительно включен дешиЛратор, а в блок управления - третий триггер, причем дешифратор включен на выходах второго счетчика и соединен параллельно с входнйм вентилем и установочным входом триггера управления, а третий триггер выходом подключен к выходнш вентилям и шине ЦВМ установочным входом - к выходу первого триггера, а единичным - к выходу второго триггера. На чертех е приведена схема устройства дЛя определения углового положения коленчатого вала. Устройство содержит размещенный в блоке 1 информационных сигналов источ ник счетных импульсов, включающий зуб чатый диск 2, жестко связанный с коленчатым валом 3 двигателя, и датчик 4 угловых меток, через усилитель 5 и схемы 6 и 7 совпадения подключенный к счетчику 8 выработки кода углового положения вала и счетчику 9 выработки кода синхронизирующего сигнала блока 10 счетчиков, источник сигнала начала счета, включающий дат чик 11 начала подъема клапана форсунки, подключенный через усилитель 12 к едини гному входу триггера 13 управления, выход которого подсоединен ко второму входу схемы 7 совпадения, к установочным входам счетчика 9 и входному вентилю 14 блока 15 управле ния; источник сигнала окончания счета, включающий командный лепесток 16 жестко связанный с коленчатым валом 3, и датчик 17 верхней мертвой точки через усилитель 18 подключенный к установочному входу триггера 19 управления, выход которого подключен ко второму- входу схемы 6 совпадения, и счетному входу триггера 20 управления, а единичный вход триггера 19 подключен к входному вентилю 14, три гер 21 управления, единичным входом подключенный к шине 22 ЦВМ и входному В(энтилю 14, и. установочным входом соединенный со вторым выходом триггера 19,а выходом подключенный к установочным входам счетчика 8 и триггера 20,выходные вентили 23, связанные с шинами 24 ЦВМ, счетчиком 8 и триггером 20, выход последнего подключен к шине 25 ЦВМ; дешифратор 26, входами подключенный к счетчику 9, а выходами - к входному вентилю 14 и установочному входу три ггера 3. Устройство работает следуюг.им образом. При вращении аубчатого диска 2, жестко связанного с коленчатым валом 3 двигателя, в датчике 4 угловых меток при прохождении под ним зубцов диска наводятся сигналы .угловых меток. С валом 3 двигателя жестко связан командный лепесток 16, установленный таким образом, что при прохождении под датчиком 17 верхней мертвой точки поршень находится в верхней мертвой точке, а в датчике 17 наводится сигнал отметки верхней мертвой точки. В исходном состоянии схемы б и 7, входной вентиль 14 и выходные вентили 23 заперты. Импульсы угловых меток с выхода датчика 4 на вход счетчика. 8 вырэботки кода, углового положения вала и на вход счетчика 9 выработки кода синхронизирующего сигнала не проходят. При поступлении с выхода ЦВМ по шине 22 команды на измерение входной вентиль 14 открывается по входу, а триггер 21 управления переводится в единичное состояние и подтверждает установку в исходное состояние.счетчика 8 и триггера 20 управления. При подаче топлива в форсунку топливным насосом в момент подъема клапана форсунки происходит впрыск топлива и Одновременно наводится сигнал в датчике 11 начала подъема клапана форсунки. По этому сигналу триггер 13 управления переводится в единичное состояние, Б результате чего схема 7 совпадения открывается, с установочных входов счетчика 9 снимается сигнал запрета, входной вентиль 14 открывается по третьему входу и на его выходе появляется сигнал, по которому триггер 19 управления переводится в единичное состояние. При этом триггер 21 управления переводится в исходное состояние, тем самым снимая сигналы запретов с установочных дов счетчика 8 и триггера 20, а схема б совпадения тоже открывается и импульсы угловых меток с выхода датчика 4 начинают заполнять счетчики 8 и 9. С переходом счетчика 9 в первое состояние с выхода де1 1ифратора 26 поступает сигнал з.апрета на вход вентиля 14. При заполнении счетчика 9 импульсами угловых меток до состояния, несколько прев ;1шаюгл.его состояние счетчика 9 и соответствующего максимальному углу впрыска топлива, на втором выходе дешиЛратора 26 появляется сиг нал, по которому триггер 13 переводится в исходное состояние, входной вентиль 14 по второму входу отпирается, а по третьему запирается-. С приходом следующего импульса от датчика 11, т. е. с началом следующего впрыскатоплива, цикл работы счетчика 9 повторяется. С приходом сигнала от датчика 17 верхней мертвой точки триггер 19 пе1реводится в исходное состояние. В ре зультате снимается сигнал запрета с установрчного входа триггера 21, схема 6 совпадения запирается, поступление импульсов угловых меток на счетчик 8 прекращается, а триггер 20 по счетному входу переводится в единично состояние, отпирая тем самым выходные вентили 23 и посылая сигнал готовности по шине 25 на ЦВМ. В 8 фиксируется число, соответствующее количеству импульсов угловых меток, поступающих с выхода датчика 4 с момента начала впрыска топлива до момента привода сигнала с выхода датчика 17. Таким образом, определяется угловое положение коленчатого вала в момент начала впрыска топлива. Результаты измерения через открытые выходные вентили 23 посылаются по шинам 24 на вход ЦВМ. С приходом по шине 22 очередной команды цикл измерения повторяется. Снабжение устройства дополнительным установленным в блоке управления триггером, подключенным одним входом к счетчику выработки кода угловогЬ положения вала и через один из триггеров блока - к выходу ЦВМ, а вторым входом через другой триггер блока к входному вентилю и выходом к выходным вентилям блока счетчиков и входу ЦВМ а также дешифратором, размещенным в блоке счетчиков, подключенным к счетчику выработки кода синхронизирующего сигнала, входному вентилю блока управления и триггеру блока счетчиков, выход которого соединен со входами упомянутых счетчика и вентиля, и выполнение источника счетных импульсов в виде жестко связанного с валом зубчатого диска позволяет повысить точность определения углового положения коленчатого вала двигателя в момент начала впрыска топлива за счет исключения составляющей погрешности определения углового положения вала, зависящей от неравномерности угловой скорости вращения вала в пределах одного оборота. Кроме того, предлагаемое устройство позволяет производить измерение на каждом обороте двигателя что повышает его быстродействие примерно в два раза по сравнению с известным. Формула изобретения Устройство для определения углового положения коленчао ого вгша, сэтдержащее блок информационных сигналов, связанный через блок усилителей с блоком счетчиков и блоком управления, . причем блок информационных С11гналов выполнен в виде отметчика угловых меток, Датчика меток, отметчика верх- ней мертвой точки (вмт), датчика вмт и датчика начала процесса, блок усилителей содержит первый, второй и тре тий усилители, блок счетчиков выполнен в виде первого и второго счетчиков, первой и второй схем совпадения, триггера управления и выходных вен- . тилей, а блок управления выполнен в виде первого и второго триггеров и входного веитиля, так что датчик меток через первый усилитель подключен параллельно к входам схем совпадения, связанным, соответственно, с первши и вторым счетчиками, выходы первого из которых через выходные вентили под ключены к ши.нам цифровой вычислительной машины (ЦВМ), датчик вмт через третий усилитель .связан последовательно с установочными входами второго и первого триггеров и первого счетчика, датчик начала процесса через второй усилитель и триггер управления связан параллельно с другим входом второй схемы совп 1дения, входами второго счетчика и входным вентилем, соединенным одним входом с щиной ЦВМ и единичным входом первого триггера, а выходом - с единичным входом второго триггера, связанного с другим входом первой схеюл совпадения, о тличающееся тем, что, с целью повышения точности, в блок счетчиков дополнительно включен дешиФра- Стор, а в блок управления - третий триггер, причем дешифратор включен на выходах второго счетчика и соединен параллельно с входным вентилем и установочным входом триггера управления, а третий триггер выходом подключен к выходным вентилям и шине цам, установочным входом - к выходу первого триггера, а единичным - к выходу второго триггера. Источники информации, принятые во внимание при зкспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 590673, кл. G 01 Р 3/48, 1978. . 2. Авторское свидетельство СССР 136098, кл. G 08 С 9/04, 1961.