Отметчик впрыска топлива в двигатель внутреннего сгорания Советский патент 1982 года по МПК G01M15/00 

Изобретение отноЬится к приборостроению, в частности к электронным приборам, предназначенным для испытания и диагностики дизельных двигателей внутреннего сгорания. Известны отметчики впрыска топлива в двигатель внутреннего сгорания содержащие датчик вибраций, избирательный усилитель, формирователь опорного напряжения, компаратор напряжения и формирователь импульсов, причем, датчик вибраций соединен с избирательным усилителем, выход которого связан непосредственно и через формирователь опорного напряжения с входами компаратора напряжения Датчик вибраций установлен снаружи трубопровода и фиксирует его деформацию в момент впрыска топлива. Формирователь опорного напряжения вырабатывает напряжение, пропорциональное максимальному или среднему значе нию сигналов от впрыска топлива и мо жет быть построен, например, .на осно ве пикового детектора с делителем на пряжения Cl. Недостатком известных устройств является сравнительно низкая надежность выделения моментов впрысков топлива, вызва-нная тем, что любой . сигнал помехи, который появляетсяЬ интервале между моментом окончания импульса от формирователя импульсов к моментам следующего впрыска и пре-х вышает по уровню опорное напряжение, вызывает ложное срабатывание устройства и, следовательно, ложные отметки впрыска топлива,.кроме того, в силу случайного характера амплитуды давления впрыска топлива, сигнал с датчика в отдельных впрысках не достигает уровня опорного напряжения, в результате чего отметка впрыска не вырабатывается, при этом в последовательности импульсов на выходе устройства наблюдается нарушение периодичности их следования. Цель изо)5ретения - повышение надежности выделения моментов впрыска топлива. Поставленная цель достигается тем,, что отметчик снабжен формирователем угловых отметок, пороговым элементом, собирательным элементом,триггером и блоком контроля, причем выход формирователя угловых отметок подключен к сигнальному входу порогового элемента, один из выходов которого соединен с первым в {одом блока конт-/ роля и с одним из входов собирательного элемента, другой вход которого связан с выходо1;1 компаратора напряжения, а выход - с одним из входов триггера, второй вход которого соед нен с другим выходом порогового эле мента, третий вход - с выходом блок контроля, а выход - с входом формирователя импульсов, выход которого соединен с установочным входом поро гового элемента и вторым сигнальным входом блока контроля. На чертеже приведена структурная электрическая схема предлагаемого устройства. Устройство содержит датчик 1 виб раций, выход которого через избирательный усилитель 2 соединен непосредственно и через формирователь 3 опорного напряжения с входами компаратора 4 напряжения. Выход послед него через один из входов собирательно элемента 5 подключен к одному извходо триггера 6, выход которого соединен с входом формирователя 7 импульсов. Выход формирователя 8 угловых отметок соединен с сигнальным входом порогового элемента 9. Один из выходов элемента 9 соединен с вторым входом триггера 6, другой выход - с вторым входом собирательного элемента 5 и с первым входом блока контроля 10,ВЫХОД которого подключан к третьему входу триггера 6.Выхо формирователя 7 образует выход устройства и соединен с установочным входом порогового элемента 9 и вторым входом блока контроля 10. Формирователь 8 угловых отметок вырабатывает на своем выходе последовательность импульсов, количество которых пропорционально углу по.ворота коленчатого вала двигателя, и может быть выполнено либо в виде ин дуктивного датчика, установленного против зубцов маховика, либо любого другого датчика, выходной сигнал ко торого пропорционален угловой скорости вращения вала с последующим преобразованием сигнала в последовательность импульсов, например, с помощью умножителя частоты. Пороговый элемент 9 считает, импульсы от формирователя 8 и в момент достижения числа импульсов заранее заданных значений (порогов) вырабатывает на своих выходах импульсные сигналы. Порог;овый элемент 9 можетбыть выполнен,например,в виде счетчик импульсов с дешифратором на два часла. Блок контроля 10 вырабатывает на своем выходе сигнал, блокирующий триггер 6, в случае, если с выхода порогового элемента 9 поступает подряд в течение нескольких периодов впрыска топлива заранее заданное .чи ло импульсов. Одновременно с блокировкой триггера 6 срабатывает индик тор (на чертеже не показан). Блок контроля 10 представляет обычную комбинационно-логическую схему. Устройство работает следующим образом. .При работе двигателя фop щpoвaтeль 8 вырабаты.вает на своем выходе при любой частоте вращения К импульсов за период следования импульсов впрыска, т.е. за один оборот кулачкового вала топливного насоса формирователь 8 вырабатывает К равномерно расположенных по углу.поворота вала импульсов. Эти импульсы поступают на вход порогового элемента 9, значение первого порога которого равно IK-KO) где KO - число импульсов, соответствующее некоторому заранее заданному углу опережения момента впрыска топлива d-o градусов; значение второго порога срабатывания равно (к+к) , где число импульсов, соответствующее некоторому также заранее заданному углу запаздывания oCj градусов относительно момента впрыска топлива. В момент впрыска топлива датчик 1 фиксирует деформацию трубопровода и преобразует ее в электрический сигнал, соответствующий по форме и амплитуде давлению впрыска топлива. Избирательный усилитель 2 усиливает сигнал и одновременно ослабляет помехи от вибраций трубопровода и других виброакустических сигналов. С выхода избирательного усилителя сигнал поступает непосредственно на один из входов компаратора 4 напряжения и на вход .формирователя 3 опорного напряжения. На выходе последнего вырабатывается сигнал постоянного напряжения, пропорциональный по уровню максимальному значению сигнала впрыска топлива. .В момент появления следукадего сигнала от впраска топлива, т.е. через период цикла работы двигателя на выходе .формирователя 3 вновь вырабатывается сигнал постоянного напряжения, пропорциональный по уровню максимальному значению уже этого сигнала впрыска. Описанные операции повторяются вновь, и, таким образом, на выходе формирователя 3 за каждый период впрыска топлива фиксируется постоянное напряжение, уровень которого пропорционален максимальному значению сигнала впрыска за истекший период цикла работы двигателя. Обычно с помощью делителя напряжения уровень напряжения на выходе формирователя 8 устанавливают равным 50-80% от максимального значения сигнала впрыска. Пусть при работе двигателя на выходе блока контроля 10 присутствует сигнал, разблокирующий триггер 6. Пусть также очередной сигнал впрыска, поступающий непосредственно на , один из входов компаратора 4, превышает по амплитуде уровень опорного напряжения на другом входе компаратора. В момент превышения сигналом впрыска опорного напряжения компаратор 4 срабатывает и формирует сигнал, равный по длительности времени превышения сигналом впрыска опорного напряжения. Передний фронт сигнала с выхода компаратора 4, пройдя через собирательный элемент 5, взводит триггер 6..По переднему фронту сигнала с выхода триггера 6 формирователь 7 импульсов формирует короткий прямоугольный импульс, который проходит на выход устройства и соответствует моменту впрыска топлива.

Одновременно импульс с выхода формирователя 7 поступает на установочный вход порогового элемента 9 и устанавливает его в начальное нулевое состояние. Начиная с этого момента пороговый элемент 9 начинает вновь считать импульсы с выхода формирователя 8. В момент достижения числа импульсов, равного , т.е. еще до начала следующего момента впрыска за oLo градусов, пороговый элемент 9 вырабатывает сигнал, который поступает на второй вход триггера 6 и опрокидывает его в начальное состояние. При поступлении с выхода датчика 1 следующего сигнала впрыска топлива процесс формирования импульса впрыска топлива повторяется, пороговый элемент 9 вновь устанавливается в начальное положение.

. Пусть после впрыска топлива на выходе датчика 1 появился сигнал помехи, превышающий по амплитуде уровень опорного напряжения на входе компаратора 4. Последний срабатывает однако сигнал с его выхода не может повторно взвести триггер 6 по одно му и тому же входу и триггер остается в прежнем взведенном состоянии. Сигнал помехи в этом случае на выход устройства не проходит и ложная отметка впрыска не формируется. Таким образом, на временном интервале от момента впрыска топлива до обратного срабатывания триггера 6 сигналом от порогового, устройства 9 отметчик защищен .от ложных срабатываний от сиг:налов помех.

Пусть вследствие разброса амплитуды сигнала впрыска топлива последний не достигает уровня опорного напряжения на компараторе 4. В момент впрыска топлива компаратор 4 не срабатывает и импульс на выходе устройства не появляется, следовательно сигнал установки порогов.ого элемента 9 в исходное нулевое положение также отсутствует и последний продолжает считать импульсы от формирователя 8. В момент равенства их числа второму пороговому значению jK+K-ji , пороговый элемент вырабатывает по своему

второму выходу сигнал, который, прой-. дя через собирательный элемент 5, взводит триггер 6 и формирует на выходе устройства сигнал впрыск-д топлива. Этот сигнал ;мещается относительно действительного момента впрыска на угол ctj.-B сторону запаздывания. Одновременно сигнал с второго выхода порогового элемента 9 фиксируется в блоке контроля 10 по первому входу.

0

Если сигнал от следующего впрыска превысил уровень опорного напряжения, то устройство формирует сигнал впрыска топлива описанным способом, а зафиксированный в блоке контроля 10 сигнал пропуска отбрасывается сигна5лом с выхода устройства, поступающего на второй вход блока контроля 10. Блок контроля 10 срабатывает и выр батывает на своем выходе сигнал, блокирующий триггер 6, в случае, если на его пер0вый вход поступило подряд заранее заданное число импульсов пропуска впрысков с второго выхода порогового элемента 9. При блокировке триггера на выход устройства сигналы не прохо5дят, о чем свидетельствует срабатывание индикатора в блоке контроля.

Таким образом, при пропуске сигнала впрыска устройством формируется замещенный сигнал впрыска,

0 сдвинутый в сторону запаздывания на некоторый угол оСэ,.

Таким образом, путем повышения помехоустойчивости в интервале между сигналами впрыска топлива и фор5мирования этих сигналов при снижении амплитуды сигналов впрыска от датчика повышается надежность работы устройства.

Формула изобретения

0

Отметчик впрыска топлива в двигатель внутреннего сгорания, содержащий датчик вибраций, избирательный усилитель, формирователь опорного

5 напряжения, компаратор напряжения и формирователь импульсов, причем датчик вибраций соединен с избирательным усилителем, выход которого связан непосредственно и через фор0мирователь ОПОРНОГО напряжения с входами компаратора напряжения, о т - личающийся тем, что, с целью повышения надежности, он снабжен формирователем угловых отметок,-по5роговым элементом, собирательным элементом, триггером и блоком контроля, причем выход формирователя угловых отметок подключен к сигнальному входу порогового элемента, один из

0 выходов которого соединен с первым сигнальным входом блока, контроля и с одним из входов собирательного элемента, JipyroA вход которого связан с выходом компаратора напряжения, а выход - с одним из входов триггера, |

5

второй вход которого соединен с другим выходом порогового элемента, третий вход - с выходом блока контроля, .а выход - с входом формирователя импульсов, выход которого соединен с установочным входом порогово

го элемента и вторым сигнашьным входом блока контроля.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США 4130013, кл. 73-119А, 1980.