Отметчик верхней мертвой точки поршня двигателя внутреннего сгорания Советский патент 1982 года по МПК G01M15/00 

(54) ОТМЕТЧИК ВЕРХНЕЙ МЕРТВОЙ ТОЧКИ ПОРШНЯ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО 1, Изобретение откосится к средствам для испытанпня и диагностики двигателей внутреннего сгорания. Известны отметчики верхней мертвой точки (ВМТ) поршня двигателя внутреннего сгорания, содержащие генератор импульсов эталонной частоты, фррт шровател импульсов, регистр, счетчик, а также датчик давления, усилитель, пороговое устройство и первую схему совпадения) соединенные последовательно 1. Недостатком этого устройства является низкая точность, обусловленная наличием методической погрешности формирования отметки ВМТ поршня. Последняя вызывается тем, что вследствие колебаний скоростного режима двигателя зва чение кода, фиксируемое в счетчике в данном цикле, ипн больше значения кода, зафиксированного в предыдущем цикле работы двигателя. Соответственно, значение кода в запоминающем регистре меньше или больше половины значения ко да, фиксируемого в счетчике в данном СГОРАНИЯ цикле, а выходной сигнал устройства формируется раньше или позже момента прохождения ВМТ поршня. Кроме того, недостатком устройства является ограничьние его функциональных возможностей, вызванное невозможностью формирования о-пметки ВМТ при включенной подаче топлива в 1ШЛИНДР и, следовательно, невозможность измерения связанных с отметкой ВМТ различных параметров рабочего процесса, например, среднего индикаторного давления в цилиндре. Цель изобретения - повышение точности фор гарования отметки ВМТ, расшире- . ние функциональных возможностей, обеспечение возможности формирования отмет ки ВМТ при включенной подаче топлива во все цилиндры. Указанная цель достигается тем, что в отметчик дополнительно включены датчик частоты вращения, умножитель частоты, схема запрета, вычитающий счетчик, дешифратор нуля, первая и вторая группы вентилей, вторая и третья схемы совпадекия, формирователь ит гпульсов, триггер, датчик никла и отметчик экстремума. между датчшсом давлейия и первой схемой со& падения, а также дополнительный вход, примем датчик цикла подключен к второму формирователю;, выход которого связан параллельно со схемой запрета, первой группой вентилей, триггером и счетчиком непосредственно, а с второй грушюй вентилей - через вторую схему совпадения, на которую включен дополнительный вход, соединенный также с первой схемой совпадения, связанной через триггер и третыю схему совпадения со счетчиком, соединенным через вторую группу вентилей, регистр и первую группу вентилей с вычитающим счетчиком, на выходе которого включен дешифратор нуля, а на входе последовательно включен датчик чао тоты вращения, первый формирователь, умножитель частоты и схема запрета, сое диненная также с третьей схемой совпадения. На фиг. 1 приведена блок-схема устройства, на фиг. 2 - временная диаграк ма. Отметчик содержит датчик 1 давления, подключенный к входу отметчика 2 экстремума и через усилитель 3 к входу порогового устройства 4, выход которого соединен с одним кз входов первой схемы 5 совпадения, другой вход которой подключен к выходу отметчика 2 экст. ремума, а выход - к первому входу триргера 6, датчик 7 частоты вращения, подключенный через первый формирователь 8 импульсов к входу умножителя 9 частоты выход которого соединен с первым входом схемы 10 запрета, дополнительный вход 11, подключенный к третьему входу первой схемы 5 совладения И первому входу второй схемы 12 ссжпадения, датчик 13 шкла через второй фо{Иигарователь 14 mt пульсов, подключенный к первому входу первой группы вентилей 15 и к вторым входам схемы 1О запрета, второй схемы 12 совпадения и триггера 6, третью схе му 16 совпадения, первый вход которого соединен с выходом триггера 6, второй вход - с выходом схемы 10 запретами первым входом вычитающего счетчика 17,а выход - с первым входом счетчика 18,второй вход которого подключен к выходу второго формирователя 14 импуль сов, а.выходы - к первым входам второй группы вентилей 19, второй вход которой соединен с выходом второй сх&мы 12 .совпадения, а выходы - с входами регистра 20, выходы регистра 2О подключены к вторым входам первой вентилей 15, выходы которой соединен ны с вторыми входами вычитающего счетчика 17, выходы которого через дешифратор 21 нуля подключены к выходу отметчика 22. Принцип действия предлагаемого отметчика основан на коррекции сигнала датчика цикла на втором этапе диагностирования (при подаче топлива во все цилиндры) на величину рассогласования его с и стинной ВМТ, определяемой на первом, предварительном этапе диагностирования, (при включенной подаче топлива в соответствующий цилиндр). Устройство работает следующим образом. Перед началом диагностирования ДВС выделяется отметка истинной ВМТ, которая соответствует моменту максимума давления в соответствующем цилиндре, при включенной подаче топлива, а также определяется и запоминается величина рассогласования между сигналом от дат-чика цикла и сигналом истинной ВМТ. Для этой цели прекращается подача топлива в соответствующий шшиндр работа10. щего ДВС и подается сигнал режима коррекции на вход 11 отметчика, который разблокирует по одному из входов схемы 5 и 12 совпадения. При этом сигнал с датчика 1 давления усиливается ус лителем 3 и подается на пороговое устройство 4 с регулируемым порогом для включения действия помех с уровнем, меньшим амплитуды усиленного сигнала датчика, и на вход отметчика экстремума 2, формирующего на своем выходе KI роткий импульс в момент экстремума сигнала на .его входе. Пороговое устройство 4 формирует прямоугольный импульс длительностью, определяемой временем наличия сигнала датчика JL давления над уровнем ограничения.- В течение времени сущестЬования импульса на выходе порогового устройства 4 схема совпадения 5 разблокируется и на ее выход проходит сигнал с выхода отметчика 2 етсстремума, представляющей собой отметку истинной ВМТ. Датчик 7 частоты вращения (устанавливаемый, например, напротив зубьев маховика) формирует электрический сиг нал через определенные значения угла пс ворота (Коленчатого вала.Сигналы с датчика 7 постутют на вход фор игирователя 8, который формирует на своем выходе импульс в момеит появления сигнала на его входе. Импульсы с выхода формирователя 8 поступают на вход умножителя 9 частоты, с помощью которого увеличивается разрешающая способность отметчика по углу поворота коленчатого вала. С выхода умножителя 9 чао тоты импульсы поступают на один иэ входов схемы 10 запрета, которая пропускает эти импульсы на свой выход в паузе импульсами, поступающи ми на ее второй вход. Датчик 13 цикла (устанавливаемый, например, напротив от верстия в маховике) формирует на своем выходе электрический сигнал (в момент прохождения отверстия в маховике около датчика), который поступает на вход . формй|рователя 14 импульсов. Последний формирует на своем выходе короткий импульс в момент появления каждого второго сигнала на . его вх де т, е. делит в два раза частоту сигналов. Импульсы с выхода формирователя 14 поступают на один из входов триггера 6, на вход установки в ноль счетчика 18 и на входы схем 1О запрета и совпадения 12. При этом по передне му (JipoHTy этих импульсов открывается группа вентилей 15 и код .из регистра 20 переписывается в вычитающий счетчик 17. Кроме того, по переднему фронту этих импульсов через разблокированную в {эежиме коррекции схему 12 совпадения но с некоторой задержкой, формируемой в последней, открывается группа вентилей 19, и код с выходов счетчика 18 переписывается в регистр 2О. По заднему фронту указанных выще импульсов проиоходит установка в ноль счетчика 18 и установка триггера 6 в состояние на его выходе. При этом разблокируется схема 16 совпадения, и импульсы с выхода умножителя частоты 9 через разблоКирова нную схему 1О запрета и схему 16 совпадения начинают поступать на вход счетчика 18. Счет импульсов, поступающих на счетчик 18, продолжается до момента появления импульса на выходе сх&мы 5 совпадения (отметки истинной JBMT), по заднему фронту которого триггер 6 устанавливается в состояние О на его выходе и блокирует, тем самым схему 16 совпадения. При этом в счетчике 18 фиксируется код угла рассогласования между сигналом с датчика 13 цикла и истинной отметкой ВМТ (код угла опережения импульса с выхода формирователя 14 относительно импульса с выхода схемы 5 совпадения). На последующих циклах работы ДВС описанный выше процесс повторяется. По окончании этапа коррекции осуществляется переход 94 2 . .6 к непосредственному процессу диагностирования ДВС. При этом с входа 11 от метчика снимается сигнал режима коррекции и тем самым блокируются схемы 5 и 12 совпадения. Затем в отключенный цилиндр возобновляется подача топлива. На втором этапе диагностирования формирование отметки ВМТ сводится ксдвигу на соответствующее значение угла поворота коленчатого вала момента ПОЯЕНления сигнала с выхода фор лфователя 14. По переднему импульса с выхода ({ю{ трователя 14 разблокируется группа вентилей 15 в вычитающий счетчик 17, из регистра 2О переписывается код ко1 рекиии, который хранится в регистре 20 в течение всего процесса диагностирования (так как группа вентилей 19 остается заблокированной и коды с выходов счетчика 18 в регистр 20 не переписы- ваются. По окончании импульса на выходе фо пфователя 14 разблокируется сх&ма 1О запрета и импульсы с выхода умножителя 9 начинают поступать на счетный вход счетчика 17. При поступлении на вход счетчика 17 числа импульсов, равного коду о1эрекш1И, на выходе последнего формируется код нуля. При этом на выходе дешифратора 21 нуля формируется короткий импульс, который поступает на . выход 22 отметчика и является отметкой ВМТ. На последующих циклах работы ДВС описанилй процесс повторяется. Из описания работы предлагаемого отметчика ВМТ видно, что в последнем полностью решается поставленная задача: отсутствует методическая погрешность фо я гарования ВМТ, вызванная колебания- ми скоростного режима ДВС, так как код коррекции выражается в единицах градуса угла поворота коленчатого вала и, следовательно, от скоростного режима ДВС не 3 шисит. Предлагаемый отметчик ВМТ обладает также более широкими функцио нальными возможностями, так как позволяет (после этапа коррекции) юмерять различные параметры рабочих процессов (при подаче топлива во все цилиндра). Формула изобретения Отметчик верхней мертвой точки порш- ня. двгп ателя внутреннего сгорания, содержащий первый формирователь, .регистр, счетчик, а также датчик давления, литель, пороговое устройство и первую схему совпадения, соединенные последовательно, отличающимися тем.

что, с пвлыо повышения точности, в него пополнительно включены датчик частоты вращения, формирователь импульсов, умножитель частоты, схема запрета, вычитах)щий счетчик, дешифратор нуля, первая и S вторая группы вентилей, вторая и третья схемы совпадения, триггер, датчик шпла в отметчик экстремума между датчиксял давления и первой схемой совпадения, а также допопкительный, вход, причем О (ГИК цикла подключен к второму форълфователю, выход которого связан параллельно со схемой запрета, первой группой вентилей, триггером и счетчиком HenocpeacTiвенно, а с второй группой венти пей- через tS вторую схему совпадения, к которой подключен дополнительный вход, соединенный также с первой схемой совпадения, связанной через триггер и, третью схему со&падения со счетчиком, соединенным через вторую группу вентилей, регистр и первую группу вентилей с вычитаюшвм счет- чиком, на выходе которого включен дешифратор нуля, а на входе последовательно включены датчик частоты вращения, первый формирователь, умножитель часто ты и схема запрета, соединенная тавже с третьей совпадения.

Источники (aции, во внимание при экспертизе 1 Авторское свидетельство СССР № 386298, кл. О1 U 23/30, 1973.

ffwx.5

Л

бм.51

вых51

гпn

01-... я

ff.....M

Л

я

в«х./71

Я.... to

.«

m-.-.-rt ... и...|| ... к

я.... и

Я.... И

0.

Фиг. 2.