Измеритель фазовых характеристик двигателя внутреннего сгорания Советский патент 1982 года по МПК G01L23/08 

54) ИЗМЕРИТЕЛЬ OASOBtlX ХАРАКТЕРИСТИК ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ

Изобретение относится к средствам для диагностики испытания двигателей внутреннего сгорания, преимущественно тех, которые служат для определения фазовых моментов достижения определенных параметров рабочего процесса..

Известны измерители фазовых характеристик двигателявнутреннего сгорания, содержащие датчик верхней мертвой точки, делитель частоты, D-триггер и сумматор, связанные последовательно, датчик процесса с усилителем, и частотомер, причем выход делителя связан также с сумматором.

Известные устройства определяют фазовые характеристики процессов, имеющих четко выраженное начало, например углы опережения зажигания, опережения впрыска 1.

Недостатком известных устройств является низкая точность определения фазовых характеристик процессов, не имеющих ярко вырахсенного фронта сигнала начала процесса, например фазы достижения максимального давления сгорания.

Цель изобретения - повышение точности определения Фазовых характеристик различных процессов.

Поставленная цель достигается тем, что измеритель содержит дифференциатор, фильтр и триггер Шмитта, связанные последовательно и включенные между усилителем и входом О-триггера, а также клапан, включенный между сумматором и частотомером, выход которого связан с входом клапана.

10

На фиг. 1 приведена схема измерителя, например, угла, соответствующего максимальному давлению сгорания;, на фиг. 2 - диаграмг ы, пояснягацие его работу.

15

Предлагаемый измеритель содержит датчик 1, например, давления, датчик 2 верхней мертвой точки и свя занные между собой электрический индикатор 3 максимума давления, селек20тор 4 времени и частотомер 5. Индикатор 3 максимума давления содержит включенные последовательно усилитель б, дифференциатор 7, фильтр 8 и триггер 9 Шмитта. Вход усилителя б соедн-25нен с датчиком 1 давления.

Селектор 4 времени содержит включенные последовательно делитель 10 частоты, связанный с ним по D-входу О-триггер 11, подключенный одним

30 входом к нему сумматор 12 по модулю два и связанный с ним одним входом клапан 13, второй вход которого связан с выходом эталонной частоты частотомера 5, а выход со счетным входо частотомера 5. Причем датчик 2 верхней мертвой точки подключен к входу усилителя 10 частоты, а выход триггера Шмитта 9 - к D-входу 0-триггера 11. Работа измерителя угла, соответст вующего максимальному давлению сгора ния, заключается в следующем. Сигнал датчика 1 давления поступа ет на вход индикатора 3 максимума давления, где вырабатывается сигнал, соответствующий максимальному Давлению сгорания. Сигнал датчика 2 верхней мертвой точки поступает на вход селектора 4 времени, который выделяет интервал времени между верх ней мертвой точкой и моментом достижения максимального давления. Эти временные интервалы выделяются в каж дом рабочем цикле и заполняются импу льсами эталонной частоты и считываются частотомером 5. Работа индикатора 3 максимума давления основана на свойствах функхдаи скорости нарастания давления, получаемой путем дифференцирования сигнала датчика 1 давления, подаваемого через усилитель б на вход дифференциатора 7. При достижении давле ния максимального значения функция скорости нарастания равна кулю. Поэтому полученный на выходе диффере циатора 7 сигнал, пропорциональный . сксЗрости нарастания давления через фильтр 8, срезающий высокочастотные помехи, подается на вход триггера Шмитта, который формируется из этого сигнала прямоугольный импульс, фронт которого соответствует максима льному давлению сгорания. Селектор 4 времени формирует интервал времени, лежащий между верхней мертвой точкой и фронтом прямоугольного импульса на выходе триггер Шмитта 9. С целью повышения помехоустойчивости в селекторе времени используется D-триггер 11, на Свход которого подается сигнал с триг гера 9 Шмитта, и на вход D-сигнал с делителя 10 частоты, н.а вход которого подаются сигналы датчика 2 верхнеи мертвой точки. Для четырехтактного двигателя делитель 10 частоты должен иметь коэффициент деления четьфе,а для двухтактного - два. Так как уровень напряжения на Оч-входе триггера 11 изменяется по сигналам датчика 2 верхней мёртвой точки в результате деления Делителем 10 раньше, чем поступает импульс на его С-вход, информация на выходе триггера 11 Изменяется на противоположную по приходу каждого . импульса с триггера 9 Шмитта. йлделение интервала времени, соответствующего углу поворота колен чатого вала от верхней мертвой точки до момента достижения максимума давления сгорания, осуществляется сумматором 12 по модулю два, на выходе которого формируется импульс положительной полярности при смене лбгических уровней на О-входе и выходе D-триггера 11, куда подключе1Ш входы сумматора. Таким образом, на один вход клапана 13 поступают импульсы с сумма.тора 12 по модулю два, длительностью. 12 , а на другой вход - импульсы эталонной частоты f0 с выхода частотомера 5. В результате на выходе клапана 13 формируются пакеты импульсов, число которых в кйждом пакете Пакеты следуют с частотой f„ следования рабочих циклов и поступают на счетный вход частотомера 5, работающего в режиме измерения частоты. В этом случае в частотомере 5 формируется интервал времени , в течение которого ведется измерение. Результат измерения представляется на цифровом индикаторе частотомера 5 в виде числа N Так как угол поворота коленчатого вала Ч от верхней мертвой точки до момента достижения максимума давленИя и интервал времени,- соответствуюадй ему, связаны зависимостью .бп, где п - частота вращения коленчатого вала, об/мИну , . п f 157 ,; i 1 для двухтактного двигатбI 2 для четырехтактного. I . е- 360 Если выбрать для двухтактного двкгателя rfo 360., и для четьгрехтактно гЬ Тfo- 720, показания N частотомера соответствуют углу поворота вала г 1л не требуют пересчета. Результат измерения может быть отпечатан с помощью цифропечатающего устройства, подключаемого к частотомеру.

Формула изобретения

Измеритель фазовых характеристик двигателя внутреннего сгорания, содержащий датчик верхней мертвой точки, делитель частоты,D -триггер и сумматор, связанные последовательно, -датчик процесса с усилителем и частотомер,причем выход делителя связан также с сумматором, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, измеритель содержит дифференциатор, фильтр и триггер Ммитта, связанные последовательно и включен-: ные между усилителем и входом D-триггера, а также клапан, включенный между сумматором и частотомером, выход которого связан с входом клапана.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР

9 265514, кл. G 01 М 15/00, 1968.

иг. f

-Г

иг.г