Цифровой измеритель максимального давления сгорания в цилиндре двигателя

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

«1>1 0008 1 0 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 131081 (21) 3345674/18-10 с присоединением заявки 1чо— (23) Приоритет—

Опубликовано 280283. Бюллетень Мо 8 (1) М К 1 3

6 01 L, 23/08

Государственный комитет

СССР ио делам изобретений и открытий (53) УДК531. 787 (088. 8) Дата опубликования описания 28.02.83

В.С.Овчинников, С. Н. Сулоев и В. A.Мендареэ - . ;. е

-1 с

Калининградский технический институт: рыбной промышленности и хозяйства (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54 ) ЦИФРОВОИ ИЗМЕРИТЕЛЬ МАКСИМАЛЬНОГО ДАВЛЕНИЯ

СГОРАНИЯ В ЦИЛИНДРЕ ДВИГАТЕЛЯ!

Изобретение относится к измерительной технике, к методам контроля рабочих параметров поршневых двигателей иможет найти применение на транспорте, энергетике и в других облас5 тях народного хозяйства, использующих двигатели внутреннего сгорания.

Известны устройства для измерения максимального давления сгорания, содержащие датчик давления с усилителем и амплитудный детектор с индикатором (1).

Однако схемы указанных устройств решены в аналоговом виде, что снижает точность контроля.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому устройству является цифровой измеритель давления сгорания в цилиндре двигателя, содержащий датчик давления, подключенный к усилителк,аналого-цифровой преобразователь, счетчик рабочих циклов, дешифратор, элемент И и три формирователя (2).

Известное устройство не позволяет измерять максимальное давление сгорания с высокой точностью.

Цель изобретения — повышение точности измерения максимального давления в двигателе.

Поставленная цель достигается тем, что в цифровом измерителе максимального давления сгорания в цилиндре двигателя, содержащем. датчик давления, подключенный к усилителю, аналого-цифровой преобразователь, счетчик рабочих циклов, дешифратор, элемент И и три формирователя импульсов, введены блок сравнения кодов, два регистра памяти, осреднитель кодового сигнала, генератор тактовых импульсов, компаратор,ограничитель уровня и четвертый формирователь импульсов, при этом информационный вход аналого-цифрового преобразователя подключен к выходу усилителя и к входу ограничителя уровня, выходом соединенного с входом компаратора, а выход — к входам первого регистра памяти и к первым входам блока сравнения, выходом соединенного с одним из входов элемента И, второй вход которого подсоединен к выходу первого формирователя импульсов, а выход — к входу записи первого регистра памяти, выходом соединенного с вторым входом блока срав1000810 нения и входом второго регистра памяти, выход которого соединен через осреднитель кодового сигнала и дешифратор с блоком индикации, причем входы первого формирователя и второго формирователя, выходом соеди- 5 ненного с управляющим входом аналого-цифрового .преобразователя, подсоединены к выходу генератора тактовых импульсов, входом соединенного с первым выходом компаратора и вхо- 10 дом третьего формирователя импульсов, выходом соединенного с установочным входом первого регистра и через счетчик рабочих циклов с управляющим входом осреднителя кодового сигнала, второй выход компаратора подключен через четвертый формирователь импульсов к входу перезаписи второго регистра памяти.

На фиг. 1 изображена функциональная схема устройства, на фиг. 2 и 3 диаграммы его работы.

Устройство содержит датчик 1 давления газов в цилиндре двигателя, соединенный со входом усилителя 2.

Выход усилителя 2 соединен со входом аналого-цифрового преобразователя (АЦП ) 3 и через ограничитель 4 уровня с входом компаратора 5. Выход АЦП 3 соединен с первыми входами блока 6 сравнения и входами первого регистра

7 памяти, выходы которого соединены с входами второго регистра 8 памяти, с вторыми входами блока 6. Выходы регистра 8 соединены через осреднитель 9 и дешифратор 10 с блоком 11 индикации. Выход блока 6 сравнения соединен с первым входом элемента И

12, выходом соединенного с входом записи регистра 7. Второй вход элемента И 12 соединен с выходом перво- 40 го формирователя 13 импульсов. Выход второго формирователя 14 импульсов соединен с управляющим входом АЦП

3, а входы формирователей 13 и 14 присоединены к выходу генератора 15 так-45 товых импульсов. управляющий вход генератора 15 соединен с первым выходом компаратора 5 и с входом третьего формирователя 16 импульсов. Второй выход компаратора 5 соединен с входом четвертого формирователя 17 импульсов. Выход формирователя 16 соединен с установочным входом регистра 7 и через счетчик 18 количества рабочих циклов с управляющим входом осреднителя 9 ходового сигнала. Выход формирователя 17 соединен с входом перезаписи регистра 8.

Устройство работает следующим образом.

При работе двигателя давление 60 газов в цилиндре двигателя преобразуется датчиком 1 в пропорциональный электрический сигнал, который поступает в усилитель 2, где усиливается до необходимой величины и 65 поступает на вход АЦП 3 и на ограничитель 4 уровня, который пропускает на выход только верхнюю часть импульса давления, превышающую напряжение ограничения Uo „(фиг. 2м). Это необходимо для повышения надежности работы устройства, выделения рабоче го цикла и получения необходимости времени для обработки полученной информации.

При появлении на выходе ограничителя 4 информационного сигнала срабатывает компаратор 5, на первом выходе которого появляется потенциал, т.е. логическая единица. Форма выходного сигнала компаратора 5 показана на фиг. 25. Этот потенциал запускает генератор 15, который начинает вырабатывать импульсы с частотой следования f (фиг. 2д).

Одновременно формирователь 16 генерирует импульс (фиг. 2s), который устанавливает в ноль регистр 7 и фиксируется счетчиком 18.

Каждый тактовый импульс своим передним фронтом запускает формирователь 14, который генерирует импульс управления (фиг. 3 о и 3 6), поступающий на вход запуска (управления) АЦП 3. В результате воздействия первого импульса АЦП 3 преобразует текущее значение поступающего с выхода усилителя 2 аналогового сигнала в цифровой код. По окончанию работы АЦП 3 этот код поступает в блок 6. Поскольку элемент И закрыт и записи в регистр 7 не произошло, а он установлен в состояние ноль, то, очевидно, что число в блоке 6 больше, чем в регистре 7. В результате сравнения чисел на выходе блока

6 появляется потенциал, который открывает элемент И 12 по сигналу формирователя 13, который реагирует на задний фронт тактового импульса (фиг. 3 а и 3 б), происходит запись кода в регистр 7 .

Второй тактовый импульс вновь запускает АЦП 3, выходной код которого поступает в блок 6, где происходит сравнение поступившего кода с АЦП и хранившегося (предшествующего) кода регистра 7. Поскольку происходит, нарастание давления в цилиндре (фиг. 2a), то, очевидно, число, записанное с выхода АЦП, также будет больше числа, хранимого в регистре

7. В результате потенциал на выходе блока 6 будет поддерживаться по сигналу формирователя 13, произойдет повторная запись числа в регистр 7.

Это будет продолжаться до тех пор, пока действующее напряжение не достигнет точки Р (фиг. 2а). Тогда поступивший код, число которого отображает величину Р, записывается в регистр 7 аналогйчно рассмот1000810 ренному выше порядку. Теперь поступив ший после этого числовой код с выхода АЦП 3 в блок б будет меньше числа,хранимого в регистре 7. B результате этого потенциал на выходе блока б исчезнет, элемент И 12 закроется и записи в регистр 7 не произойдет, т.е. в нем будет храниться максимальное число.

После того, как действующее напряжение на входе ограничителя 4 ста- 10 нет меньше U „, он закроется и на его выходе напряжение исчезнет.

В результате компаратор 5 возвратится в исходное состояние и на его первом выходе образуется логичес- 15 кий ноль, который отключает генератор 15 (фиг. 2 Ъ и 2д). Одновременно на втором выходе компаратора появляется логическая единица, которая заставляет срабатывать формиро- 2О ватель 17, на выходе которого генерируется короткий импульс (фиг. 2 ), который поступает на регистр 8, в результате чего происходит перезапись числового кода из регистра 7 в ре- . 25 гистр 8. Этот код может поступать на дешифратор 10, как показано на фиг.1 пунктирной линией, который преобразует его в число, удобное для восприятия человеком. Это число инди", yg цируется блоком 11 в виде величины Р одного цикла.

Й я осреднения Pz по нескольким последовательным циклам, что позволяет исключить влияние нестабильностиЗ5 рабочего процесса, служит осреднитель 9, представляющий собой, например, двоичный сумматор-накопитель с делителем, на входы которого поступают коды величин Р с выхода регистра 8 и код делимого с выхода 4О счетчика 18. После подсчета счетчиком 18 определенного числа рабочих циклов происходит,.деление накопленной суммы на число записанных циклов и счетчик 18 автоматически возвра- 45 щает себя в исходное состояние.

В результате на дешифратор 10 поступает код, отображающий осредненную по нескольким циклам.-величину Р, которая индицируется бло- 50 ком 11 °

Формула изобретения

Цифровой измеритель максимального давления сгорания в цилиндре двигателя, содержащий датчик давления, подключенный к усилителю, аналогоцифровой преобразователь, счетчик рабочих циклов, дешифратор, элемент И и три формирователя импульсов, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения максимального давления в цилиндре путем сравнения предыдущего и последующего дискретного значения давления в цилиндре, s него введены блок сравнения кодов, два регистра памяти, осреднитель кодового сигнала, генератор тактовых импульсов, компаратор, ограничитель уровня и четвертый формирователь импульсов, при этом информационный вход аналого-цифрового преобразователя подключен к выходу усилителя и к входу ограничителя уровня, выходом соединенного с входом компаратора, а выход — к входам первого регистра памяти и к первым входам блока сравнения, выходом соединенного с одним из входов элемента И, второй вход которого подсоединен к выходу первого формирователя импульсов, а ,выход — к входу записи первого регистра памяти, выходом соединенного с вторым входом блока сравнения и входом второго регистра памяти, выход которого соединен через осреднитель кодового сигнала и дешифратор с блоком индикации, причем входы первого .формирователя и второго формирователя, выходом соединенного с управляющим входом аналого.-цифрового пре= образователя, подсоединены к выходу генератора тактовых импульсов, входом соединенного с первым выходом компаратора и входом третьего формирователя импульсов, выходом соединенного с установленным входом первого регистра и через счетчик, рабочих циклов — с управляющим входом: осреднителя кодового сигнала, второй выход компаратора подключен через четвертый формирователь импульсов к входу перезаписи второго регистра памяти.

Источники информации,,принятые во внимание при экспертйзе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 537278, кл. g 01 L 23/00.

2. Судовые машины и механизмы.

Сборник научных трудов, вып. XII, M., 1976, с. 98-103 (прототип). хоооехо

1000810 фиг. д

Составитель О.Сафонов

Редактор М.Янович Техредд.Пекарь Корректор Е.Рошко

Заказ 13б2/41 Тираж 871 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб,.д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4