Измеритель углового положения коленчатого вала двигателя внутреннего сгорания

 

О fl И.С А Н И Е

ИЗЬБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советсник

Социалистичесиик

Республик (i i.) 1 002878 (Я ) Дополнительное к ввт. свнд-ву(22)Заявленс19.10.81 (21) 3350125/25-06 (51)М. Кл.. с присоединением заявки,% G01 М 15/00

Гевудвратвеиа6 «виитвт

COCP

Йе йвлви юзввРВтввив и апрмтив (23 ) П риорнтетОпубликовано 07.03 83 Бюллетень М 9

Дата опубликования опнсани» 07.03. 83 (53) УДК 621.43 .004. 5 (088.8) (72) Авторы изобретения

Б. Д. Бородин, Л. Г. Бояркин и

1у (71) Заявитель (54} ИЗМЕРИТЕЛЬ УГЛОВОГО ПОЛОЖЕ НИЯ КОЛЕНЧАТОГО

ВАЛА ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ

Изобретение относится к приборостроению, в частности к средствам для диаг костики и контроля дВигателей внутреннего сгорания.

Известен измеритель углового положения коленчатого вала двигателя внутренного сгорания, содержащий датчик углового положения, связанный с коленчатым валом, формирователь импульсов, блок синхронизации и блок измерения, причем выход датчика углового положения соединен с входом .формирователя импульсов, а выход блока синхронизации соединен с входом блока измерения (1).

Недостатком известного измерителя является сложность измерения и недостаточная надежность, связанная с устаНовкой и регулировкой датчика опорного положения.

Целью изобретения является упроще- . ние измерения и повышения надежности за счет исключения датчика опорного и оложения.

Поставленная цель достигается тем, что измеритель снабжен переключателем и блоком стробирования, в|,шолненI ным-в виде умножителя частоты, дВух пороговых элементов и элемента запрета, причем выход формирователя импульсов соединен с входом переключателя, первый выход которого соединен с установочными входами блока синхронизации и первого порогового элемента, а второй: — с счетными входами блока синхронизации, первого и установочным входом второго пороговых элементов и входом умножителя частоты, выход которого соединен с первым входом второго порогового элемента, а выход последнего соединен с первым входом элемента запрета, управляющий вход которого соединен с выходом первого порогового элеменgp та, а выход - с управляюшим входом цере ключателя

На чертеже приведена структурная схема устройства..3 100

Устройство содержит датчик 1 угло--. вого положения, связанный со входом фор-. мирователя 2 импульсов, и блок 3 синх-. ронизации, выход которого соединен с .управлякяцим входом блока 4 измерения.Устройство содержит также переключа-, тель 5 и блок 6 стробирования, причем вход переключателя 5 связан с выходом формирователя 2 импульсов. Первый вы1 ход переключателя 5 соединен с устано- 30, вочными входами блоков 3 и 6, а второй вьпсод переключателя 5 соединен со счетными выходами этих блоков. Управляющий вход переключателя 5 подключен к выходу блока 6. .1$

Блок 6 содержит умножитель 7 частоты, пороговые элементы 8 и 9 и элемент 10 зал; рета. Выход умножителя 7-через второй пороговый элемент 8 связан со входом элемента 10, управляющий вход которо- уй го соединен с выходом алемента 9. Счет-. ный вход порогового элемента 9 соединен со входом умножителя 7 и установочным входом порогового элемента 8 и образует счетный вход блока. Установочный р вход элемента 9 и выход элемента 10 образуют соответственно установочный

axoll и выход блока.

Датчик 1 угловых положений может быть выполнен в виде датчика индуктивного типа, формирующего импульсы, число которых равно числу меток, наапример металлически;. штырей, установленных по окружности маховика. При этом мех ки, за исключением одной (маркерная

1 3$ метка), расположены по окружности маховика равномерно (угловые метки) .

Пороговые элементы 8 и 9 могут быть выполнены как на базе счетчика импульсов, предустановка которого осуществляется через вентили, а импульсный выход переноса подключен к входу триггера, так и на базе счетчика импульсов со схемой сравнения кодов, выход которой подключен к триггеру, либо 4 в виде любого другого устройства, формирующего на прямом (инверсном) выходе единичный (нулевой) сигнал пр поступлении на его счетный вход определенного числа импульсов, соответствующего по\ 56 рогу срабатывания и заданного сигналом управления. При этом HB прямом (инверсном) выходе порогового элемента формируется нулевой (единичный) сиг нал при поступлении импульса на его Г . установочный вход. Прямое и обратное срабатывание осуществляется по заднему фронту (срезу) соответствующего имп ульс B.

2878 4

Устройство работает следующим обраd, зом.

Датчик угловых положений за один оборот коленчатого вала вырабатывает импульсов угловых меток, равномерно следуквцих друг за другом через угол

Ч ц 360фи импульс маркерной метки, следующий через угол У„„ „после одного из импульсов угловых меток, причем импульс угловой метки, следующий эа импульсом маркерной метки, формируется в момент достижения поршнем опорного цилиндра в м.т. Импульсы датчика

1, сформированные по форме и длительности формирователем 2, поступают на вход переключателя 5. При единичном значении сигнала на выходе блэка 6 стробирования импульсы проходят на первый, а при нулевом значении этого сигнала— на второй выход переключателя 5.

Допустим, импульс, появлякмцийся на выходе формирователя 2, проходит на первый выход переключателя 5. Этот импульс поступает на установочные входы блока 6 и блока 3 синхронизации.

По срезу импульса блок 6 устанавливаеч ся в реким счета импульсов и сигнал на его выходе принимает нулевое эначеwe. В результате следующие импульсы формирователя 2 проходят на второй выход переключателя 5 и поступают на счетные входы блоков 3 и 6. По срезу второго импульса блок 6 устанавливается в режим формирователя стробимпульса и сигнал на его выхо- де принимает единичное значение, длительность Ч,с которого пропорцио,ступивший на его счетный вход..Пусть временный интервал Т; и последующие временные интервалы между соседними импульсами определяются им- . пульсами угловых меток. Тогда блок 6 по срезу каждого вновь поступившего на его счетный вход импульса формирует строб-импульс. Длительность Тс этого импульса равна времени поворота коленчатого вала на угол Чс, значение которбЬ

ro определяется неравенством ь М м. Соответственно йа этот отрезок времени выход формирователя 2 всякий раз коммутируется на первый выход переключателя 5. Однако, поскольку с(®ц, импульс на первом выходе переключателя

6 не появляется и режим работь1 блока

6 остается неизменным до появления импульса маркерной метки.. По срезу импульса угловой метки, предшествующей появлению импульса маркерной метки, „ ((Кп ) у (ф

При поступлении следующих импульсов на счетный вход порогового элемента 9 его состояние не изменяется, weмент 10 остается разблокированным и описанный процесс формирования стробимпульса повторяется до появления cae- .

Ю 1002 блок 6 формирует очередной строб-импульс и при повороте коленчатого вала

° . на уголь„<Фс импульс маркерной метки проходит на первый выход переключателя 5 и устанавливает блок 6 в режим счета импульсов. Последуюшие импульсы формирователя 2 поступают на второй выход переключателя S и описанный

- процесс коммутации импульсов на выходы переключатеж 5 повторяет каждый и оборот коленчатого вала.

Пусть в процессе контроля параметров двигателя. его скоростной режим изменяется, например, устанавливается большая частота врашения коленчатого ! вала. Тогда в процессе изменения частоты вращения поспедукаций временной интервал Т между соседними импульсйми становится меньшим предыдущего и длительность строб-импуль-. гй са Сс может.превысить временной интерhsa между импульсами угловых меток т Т„+ . В результате импульс угловой метки поступает на первый выход пере

Ф ключателя 5, блок 6 устанавливается 2$ в режим счета импульсов и последуюшие импульсы угловых меток вновь поступают на второй выход переключателя 5.

В результате процесс вхождения устройся ва в синхронизм при установившемся ско-Эа ростном .рекиме двйгатепя не превышает одного оборота коленчатого вала.

Таким. образом, при установившемся скоростном режиме работы двигате-.

as импульс маркерной метки поступает на первый выход, а импульсы угловых меток — на второй выход переключате-! ля 5 и проходят соответственно на установочный и счетный входы бпока 3 синхронизации. Блок 3 формирует сигналы путем счета до определяемого наперед заданного числа импульсов угловых отметок. Момент начала счета определяет» ся импульсом маркерной отметки, п!остуг, . пак.пего на установочный вход бпока 3.

В результате на выходе блока 3 возникают сигналы в заданные моменты поворота коленчатого вала относительно в м.т. поршня опорного цилиндра. По сигналам блока 3, поступаюшим. на управлякхций вход измерительного блока 4, последний осуществляет процесс измерения параметров двигателя.

Блок 6 стробирования работает следуихцим образом.

Импульсы с первого н-второго вйходов переключателя 5 поступают соответственно на установочный вход элемента

9 и на соединенные между собой счеч 878 4 ный вход элемента 9, вход умиокителя

7 частоты и установочный вход noporonovo элемента 8. По срезу импульса, поступающего на установочный вход weмента 9, на его инверсном выходе csv нал принимает единичное значение и элемент 10 запрета блокируется. По срезу второго импульса, поступающего на счетный вход элемента 9, последний cps-. батывает, сигнал на его инверсном выхогге принимает нулевое"значение и элемент

5 разблокируется. По срезу этого же импульса пороговый элемент 8 устанавливается в состояние, при котором сигнал на его инверсном выходе принимает единичное значение и через разбнокированный элемент 10 поступает на выход блока. На счетный вход.порогового ýëåмента 8 поступают импульсы с умножителя 7, частота которых обратной про- порциональна временному, интервалу Г между двумя соседними импульсами, поступивших. на вход умирителя 7, иравна

Т где К вЂ” коэффициент умножения умнокителя 7. Соответственно период1 следования импульсов,. поступакипих на счетный вход порогoaoro элемента Я, равен

Т T„. g. При поступлении Ко(К импульсов на вход порогового элемента B noc ледний:срабатывает и сигнал на его инверсном выходе и, следовательно, на выходе элемента 10 принимает нулевое значение. В результате на выходе элемента 10 и, следовательно, на выходе блока образуется строб-импульс, длительность Гс которогоЧ с.= k,„ТЗ jH.

При временном интервале 71., равном временному интервалу между импульса-ми угловых меток, период следования импульсов умиожителя 7 соответствует углу поворота вала Ц ф К, а длитель- ность строб-импульса соответствует углу поворота, равного ! 1

,=KAVK (1к)999

Число Кп выбирается в соответствии с неравенством

7 1002 дуюшего импульса на установочный вход элемента 9.

Пусть частота вращения вала увеличивается: Соответственно уменьшается период следования на выходе умножите- S

ns 7. В такое же число раз уменьшаетсН длительность строб-импульса. При уменьшении частоты вращения во сколько же раз увеличивается период следования импульсов умножителя 7 и, следовательно, длительность строб-импульса, т.е. отношение длительности стробимпульса к периоду следования импульса угловых меток остается постоянным и не зависит от частоты вращения. вала двигателя.

Введение новых 1 элементов — переключателя и блока стробирования — выгодно отличает данное ycrpoAcTBo от известного, поскольку позволяет исклю- 20 чить операцию установки отдельного датчика опорного положения, в процессе выполнения которой возможно повреждение этого датчика. В результате процесс контроля параметров двигателя упрощает- 2S ся, а надежность контроля повышается.

Выполнение блока стробярования в виде умножителя частоты, двух пороговых элементов и элемента запрета позволяет сделать длительность строб- им- щ пульса независимой от частоты вращения вала двигателя, что также упроАает процесс контрол .

Формула изобретения

Измеритель углового положения колен 5 чатого вала двигателя внутреннего crops-

878 . 8 ния, содержащий датчик углового положения, связанный с коленчатым валом, формирователь импульсов, блок синхронизации и блок измерения, причем выход датчика углового положения соединен с входом формирователя импульсов, а выход блока сонхронизации соединен с входом блока измерения, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью упрощения измерения и повышения надекности он снабжен переключателем и блоком стробиро- вания, выполненным в виде умножителя частоты, двух пороговых элементов и элемента запрета, причем выход формирователя импульсов соединен с входом переключателя, первый выход которого соединен с установочными входами блока синхронизации и первого порогового эле мента, а второй — с счетными входами блока синхронизации, первого и установочным входом второго пороговых элементов и входом умножителя частоты, выход которого соединен с первым входом второго порогового элемента, а выход последнего соединен с первым входом элемента запрета, управляющий вход которого соединен с выходом первого порогового элемента, а выход — с управлякяцим входом переключателя. °

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

М 802826, кп. Q 0 1 М 15/00, 1 979.

1002 878

Составитель 10 Филин

Редактор П. Коссей Текред А.Бабинен . Корректор О. Билак

Тираж 871 - Подлисное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 1534/22

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