Измеритель фазовых характеристик процессов в двигателе внутреннего сгорания Советский патент 1982 года по МПК G01L23/08 

(54) ИЗМЕРИТЕЛЬ ФАЗСвЫХ ХАРАКТЕРИСТЖ ПРОЦЕССОВ В ДВИГАТЕЛЕ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ

1

Изобретение относится к машиностроению, а именно к измерителю фазовых характеристик процессов в двигателе внутреннего сгорания.

Известны измерители фаЗовых характеристик процессов в двигателе внутреннего сгорания, содержащие датчик подъема иглы форсунки, формирователь, делитель частоты, D-триггер, элемент обработки, клапан и частотомер, связанные последо- ю вательно, а также датчик процесса, усилитель, дифференцирующий усилитель и фильтр, соединенные последовательно, причем выход делителя связан с элементом обработки, а выход частотомера свя- is зан с входом клапана 1

Недостатком известного устройства является пониженная точность определения фазы, связанная с задержками в системе преобразования сигнала и с не« 20 достаточно интенсивным IJ OHTOM perHc-nрируемого сигнала.

Цель изобретения - повышение точности.

Цель достигается тем, что измеритель дополнительно содержит двфференшфующую шпь, компаратор, включенные между ({яшьтром и D-триггером, и ключ лнввв связи выхода частотомера с выходом клапана, а элемент обработки выполнен в виде элемента искпючаюший ИЛИ.

На 1})иг. 1 приведена схема измерения угла задержки воспламенения топлива; на фиг. 2 - диаграммы, поясняющие его работу.

Предлагаемый измеритель фазовых характеристик процессов в двигателях внутреннего сгорания содержит датчик 1 давления, отметчик 2 воспламенения, соединенный с датчиком 1 давления, датчик 3 подъема иглы форсунки и связанный с ним селектор 4 времени, к выходу которого подключен цифровой частотомер 5. Отметчик 2 воспламенения содержит включенные последовательно усилитель 6, дифференшфуюшвй усилитель 7, фипыр 8 нижних частот, дифференцирующую цепь 9 394 и компаратор 10. Вход усилителя 6 соединен с датчиком 1 давления, Селектор 4 времени содержит включенные последовательно формирователь 11 делитель 12 частоты, связанный с ним по входу, D-триггер 13,. подключенный Ьднш вхолом к нему элемент исключающий ИЛИ 14, клапан 15 и ключ 16 При этом вход формирователя 11 . ней с датчиком 3 подъема иглы форсунки С-вход D-триггера 13 связан с ш.1ходом компаратора 1О, один из входов элемента исключакмцее ИЛИ 14 соединен с выходом делителя 12 частоты, выход клапана 15 подключен к счетному входу частотомера 5, выход эталонной частоты кбторого через ключ 16 связан с одним вз входов клапана 15. Работа индикатора заключается в следуквцем. Сигнал датчик 1 давления через усилитель 6 поступает на вход дифференцирукяцего усилителя 7 и на его выходе воспроизводится производная элек1 рического сигнала датчика 1 давления. Для снижения помех, возникающих при ап трическом дифференцировании после дифференцирующего усилителя 7 включен (}ильтр 8 нижних частот, с выхода которого отфильтрованный сигнал поступает на дифференшрз сяцую цепь 9 и на выходе ее воспроизводится вторая производная электрического сигнала датчика 1 давления. Компаратор 1О формирует на выходе прямоугольные электрические импульсы тол1л;о по положительным значениям второй производной, поступакяцей на его вход с дифференцирующей ткпп 9. Так как вторая производная электрического сигнала датчика 1 давления имеет положительные величины на участке сжатия, а затем на учас1ке сгорания топлива, то передний фронт второго прямоугольнсяго импульса на выходе компаратора 10 (вых. 1О, фиг. 2) соответствует началу воспламенения, в отметчик 2 воспламенения фор. мерует электрический сигнал, содержащий информацию о начале воспламенения топ. лвва. С|1гнал датчика 3 подъема иглы форсунка поступает на вход формирователя 11 я преобразуется в прямсщольный импульс который поступает на вход делителя 12 частоты, с выхода которого снимаются имдулъсы с частотой в два раза меньщей воюдных импульсов, причем передний и задвгвй фронт импульсов на выходе дели- теля 12 соответствуют началу подъема 94 иглы форсунки, т. е. началу подачи топлива. С выхода делителя частоты прямоугольные импульсы поступают на Г -вход 15 -триггера 13 и на один вход элемента исключающее ИЛИ 14, на второй вход которого поступает: сигнал с выхода В-триггера 13. На С-вход D-триггера 13 поступают прямоугольные импульсы с компаратор 1О. Так как информация на D -входе триггера 13 изменяется только по переднему формирователя 11, то и на выходе триггера 13 информашя изменяется только по переднему фронту импульса, действующего на С-входе, после изменения информации на D -входе, а это соответствует переднему фронту второго импульса, компаратора 1О, т. е, началу воспламенения топлива. Использование Э-триггера 13 позволяет исключить ложные срабатьшания индикатора из-за помех в канале отметчика 2 воспламенения, так как D-триггер 13 изменяет свое состояние только по первому переднему фронту, приходящемуся на период изменения состояния на ;1)-входе. Таким образом, чередование логических уровней на U-входе и выходе триггера 13 содержит информадию о периоде задержки воспламенения. Извлечение этой информации осуществляется с помощью элемента исключающее ИЛИ 14, на выходе которого формируется логшгеская единица только тогда, когда на его входах действуют разноименные логнческие уровни с и 1. Поэтому на выходе - - - элемента 14 формируется прямоугольный импульс поло5кительной полярности, длительностью, равной периоду .задержки воспламенения от момента изменения логических уровней на выходе делителя 12 частоты до момента перехода триггера 13 в противоположное устойчивое состояние. Измерение периода задержки воспламенения осуществляется с помощью частотомера 5. Измерение может осуществляться в двух размерностях: в миллисекундах или в градусах поворота коленчатого вала. Изменение размерности осуществ- . ляется переводом частотомера в режим измерения длительности импульса или в режим измерения частоты и переключением ключа 16. ЕСЛИ клкэч 16 разомкнут. а частотомер 5 переведен в режим измерения длительности импульса, прямоугольные импульсы с элемента 14 через клапан 15 поступают на вход частотомера. который измеряет их длительиость. На табло частотомера индицируется результат измерения периода задержки воспламенения в миплисевундах. Если ключ 16 замкнут, а частотомер 5 переведен в режим измерения частоты на вход частотомера проходят пакеты импульсов его эталонной частоты в течение времени измерения -г . Поскол1жу пакеты поступают с частотой следования рабочих циклов, и в промежутки, соо- ветствуюшие периоду задержки воспламе нения fJ , то число на табло частотомер . V Так как период задержки воспламенения, выраженный в градусах поворота коленчатого вала Л -7, i где VI- частота вращения вала (об/мин) где -j - коэффициент точности ( дпя 2-х тактнык, i 2 для 4-х тактных), г- Если выбратьГ о ЗбОд показания Частотомера соответствуют периоду задержки, выраженному в и не требует пересчета. Формула изобретения Измеритель фазовых характеристик процессов в двигателе внутреннего сгорания, содержащий датчик подъема игпы форсунки, формирователь, делитель частоты, D -триггер, элемент обработки виа- пан и частотомер, связанные последовательно, а также датчик dponeccia,- усилитель, дм|зференцирующий усилитель и фильтр, соединенные последовательно, причем выход делителя связан с элементом обработки, а выход частотомера связан с входом клапана, отличающий - с я тем, что, с целью повышения точности, измеритель дополнительно содержит дифференцирующую цепь и компактор, включенные между фильтром и jj-трш - гером, и ключ - в линии связи выхода частотомера с входом клапана, а элемент обработки выполнен в виде элемента исключающий ИЛИ. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе . 1.Авторское свидетельство СССР по заявке № 322О084/25-06, KJi. GOlL 23/О8, 198О. бь/ходб Выкод 8 дыходЩ Г Выхода I diffxodfli ВыходП Выход Bbixodllf

di3/KodJ5 bbiKodS

t

f L