Устройство измерения угла опережения впрыска топлива дизеля

 

УСТРОЙСТВО ИЗМЕРЕНИЯ УГЛА ОПЕРЕЖЕНИЯ ВПРБ1СКА ТОНЛИВА ДИЗЕЛЯ, содержащее датчики исследуемых процессов, первый и второй формирователи импульсов, первую, вторую и третью схемы И, датчик верхней мертвой точки (ВМТ), генератор импульсов, первый и второй регистры, блок индикации и триггер, причем датчик ВМТ через первый формирователь импульсов и счетный вход триггера параллельно соединен с первыми входами первой и второй схем И, выходы которых соединены с входами первого и второго регистров соответственно, второй вход первой схемы И связан с вторым входом третьей схемы И, с которым соединен блок индикации, а датчики исследуемых процессов соединены с вторым формирователем, отличаю-изщееся тем, что, с целью повышения точности при переходных режимах работы дизеля, в устройство введены делитель частоты, схе- .\ia ИЛИ. дополнительные схемы И, число которых равно числу цилиндров, и преобразователь частоты в напряжение, причем генератор импульсов выполнен управляемым, схема ИЛИ включена в связь датчиков исследуемых процессов с вторым формирователем, связанным с вторы.м входом второй схемы И, к которой подключен через преобразователь частоты в напряжение управляющий вход генератора импульсов, выход которого соединен с вторым входом первой схе- .мы И, инверсный выход триггера соединен с шинами сброса в нулевое состояние первого и второго регистров, делитель частоты включен в связь первой схемы И с первым регистром, первые входы третьей схемы И и дополнительных схем И соединены с прямы.ми выходами второго регистра, вторые входы дополнительных схем И подключены к второму входу третьей схемы И, третьи входы третьей схемы И и дополнительных схем И соединены с соответствующи.ми инверсными выходами первого регистра, а выходы дополнительных схем И подключены к входам блока индикации.со«Ло ^со00^СПсриг.1

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

5(51) F 02 М 65)00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3524977/25-06 (22) 23.12.82 (46) 15.03.84. Бюл. № 10 (72) А. Н. Борисенко (71) Харьковский политехнический институт им. В. И. Ленина (53) 621.43.038.5 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство № 943553, кл. G 01 M 15, 00, 1982. (54) (57) УСТРОИ СТВО ИЗМЕРЕНИЯ УГЛА ОПЕРЕЖЕНИЯ ВПРЫСКА ТОПЛИВА

ДИЗЕЛЯ, содержащее датчики исследуемых процессов, первый и второй формирователи импульсов, первую, вторую и третью схемы И, датчик верхней мертвой точки (ВМТ), генератор импульсов, первый и второй регистры, блок индикации и триггер, причем датчик ВМТ через первый формирователь импульсов и счетный вход триггера параллельно соединен с первыми входами первой и второй схем И, выходы которых соединены с входами первого и второго регистров соответственно, второй вход первой схемы И связан с вторым входом третьей схемы И, с которым соединен блок индикации, а датчики исследуемых процессов соединены с вторым формирователем, отличаю„,Я0„„1079875 А и ееся тем, что, с целью повышения точности при переходных режимах работы дизеля, в устройство введены делитель частоты, схема ИЛИ, дополнительные схеMbl И. число которых равно числу цилиндров, и преобразователь частоты в напряжение, причем генератор импульсов выполнен управляемым, схема ИЛИ включена в связь датчиков исследуемых процессов с вторым формирователем, связанным с вторым входом второй схемы И, к которой подключен через преобразователь частоты в напряжение управляющий вход генератора импульсов, выход которого соединен с вторым входом первой схемы И, инверсный выход триггера соединен с шинами сброса в пулевое состояние первого и второго регистров, делитель частоты включен B связь первой схемы И с первым регистром, первые входы третьей схемы И и дополнительных схем И соединены с прямыми выходами второго регистра, вторые входы дополнительных схем И подключены и второт входу третьей схемы И, третьи входы третьей схемы И и дополнительных схем

И соединены с соответствующими инверсными выходами первого регистра, а выходы дополнительных схем И подключены к Нходам блока индикации.

1079875

10 вого и второго регистров соответственно, вто- ) 5

30

55

Изобретение (л п()сится к лиаГностировапик) двигатслсп ))иутрсннсго сгорания H можс (быть HCHO, ih 308k) k)o,tk IH Изм(рсHH H 1 e;Ik) опережения i)npiici a т(п)лива дизелей.

Известны устройства измерения угла оперсжсния впрыска топлива дизеля, содержа(ние дат )ики исследуемых процессов, первый и н ()1)oH формирователи импульсов, пер

)3) ю, втору)о и третью схемы И, датчик верхнсй мертвой точки (ВМТ), генератор импульсов, первый и второй регистры, блок индикации и триггер, причем датчик ВМТ через

)к рвый формирователь импульсов и счетный вход триггера параллельно соединен с первыми входами первой и второй схем И, выходы которых соединены с входами перрой вход первой схемы И связан с вторым входом третьей схемы И, с которым соедиkIcn блок индикации, а датчики исследуемых процессов соединены с вторым формирователем jl ).

Известное устройство характеризуется повып)енной достоверностью оценки технического состояния двигателя внутреннего сгорания в установившихся режимах его работы. В устройстве-прототипе угол опережения впрыска вычисляется как отношение двух цифровых кодов, один из которых образуется путем заполнения импульсами интсрвала времени от момента начала сигнала датчика исследуемого процесса до момента прихода поршня в ВМТ, а другой представляет собой цифровой эквивалент угла

720, образующийся путем заполнения удвоенного периода вращения вала теми же импульсами постоянной частоты. Однако полученное значение угла опережения соответствует действительному лишь тогда, когда указа ил)е коды формируются при одной и той же угловой скорости вала двигателя. В противном случае вычисленное значение угла опережения отличается от фактического, поскольку при изменении угловой скорости вала изменяются вышеупомянутый интервал времени и цифровой эквивалент угла 720 (так как при другом периоде вращения одному обороту вала соответствует другое чие;Io импульсов постоянной частоты) и отношение цифровых кодов отличается от отноnIснпя углов, соответствующих этим кодам.

В связи с этим точность измерения угла опережения впрыска топлива дизеля, работаюп(его в переходном скоростном режиме, оказывается низкой.

Цель изобретения — повышение точности измерения угла опережения впрыска топлива в переходных скоростных режимах работы дизеля.

Указанная цель достигается тем, что в устройство измерения угла опережения впрыска топлива дизеля, содержащее датчики исследуемых процессов, первый и второй формирователи импульсов, первую, втору)о и третью схемы И, датчик ВМТ, гене40

2 ратор импульсов, первый и второй регистры, блок индикации и триггер, причем датчик

ВМТ через первый формирователь импульсов и счетный вход TpHI гера параллельно соединен с первыми входами первой и второй схем И, выходы которых соединены с входами первого и второго регистров соответственно, второй вход первой схемы И связан с вторым входом третьей схемы И, с которым соединен блок индикации, а датчики исследуемых процессов соединены с вторым формирователем, введены делитель частоты, схема ИЛИ, дополнительные схемы И, число которых равно числу цилиндров, и преобразователь частоты в напряжение, причем генератор импульсов выполнен управляемым, схема ИЛИ включена в связь датчиков исследуемых процессов с вторым формирователем, связанным с вторым входом второй схемы И, к которой подключен через преобразователь частоты в напряжение управляющий вход генератора импульсов, вы ход которого соединен с вторым входом первой схемы И, инверсный выход триггера соединен с шинами сброса в нулевое состояние первого и второго регистров, делитель частоты включен в связь первой схемы И с первым регистром, первые входы третьей схемы

И и дополнительных схем И соединены с прямыми выходами второго регистра, вторые входы дополнительных схем И подключены к второму входу третьей схемы И, третьи входы третьей схемы И и дополнительных схем И соединены с соответствующими инверсными выходами первого регистра, а выходы дополнительных схем И подключены ко входам блока индикации.

На фиг. 1 представлена блок-схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 — — временные диаграммы входных и выходных сигналов элементов устройства в случае использования его для измерения угла опережения впрыска топлива трехцилиндрового двухтактного дизеля.

Устройство содержит датчик 1 (ВМТ1 одного из цилиндров, например первого, выход которого через первый формирователь 2 импульсов связан со счетным входом триггера 3. Пряомй выход триггера 3 соединен с первыми входами первой и второй схем И 4 и 5. Датчики 6 — 8 исследуемого процесса впрыска топлива, например перемещения иглы форсунки, подключены к входам схемы

ИЛИ 9, выход которой через второй формирователь 10 импульсов связан с вторым входом второй схемы И 5 и входом преобразователя 11 частоты в напряжение. Выход преобразователя 11 частоты в напряжения соединен с входом управляемого генератора 12 им пульсов, выход которого подключен к вторым входам второй схемы И 4, третьей схемы И 13, дополнительных схем И 14 и

15. Выходы схем И 13 — !5 соединены с входами блока индикации 16. Выход первой схемы И 4 через делитель 17 частоты связан с

i i}79875

3 входом первого регистра 18, а выход ВТорой схемы И 5 ио1к iiovei» к входу второго регистра 19. !1!ипы сброса регистров 18 и

19 в нулевое состояние соединены с инверсным выходом триггера 3. Первые входы третьей И !3, дополнительной И 14 и дополнительной И 15 схем соединены соответственно с первым, вторым и третьим прямыми выходами второго регистра 19, а третьи Входы указанных схем подключены соответственно к первому, второму и третьему инверс- }O ным выходам первого регистра 18.

Устройство работает следующим образом.

Если в исходном состоянии триггер 3 сброшен, тогда сброшенными оказываются первый 18 и второй 19 регистры, а прохож- !5 дение импульсов на их входы невозможно вследствие закрытого состояния первой И

4 и второй И 5 схем. lри этом на первых входах схем И 13- — 15 действуют нулевые сигналы, вследствие чего на блоке 16 индикации показания отсутствуют.

При прохождении поршня первого цилиндра через ВМТ датчик 1 вырабатывает сигнал, вследствие чего на выходе первогo формирователя 2 импульсов возникает единичный импульс с)г (cv.. фиг. 2), устанавливающий триггер 3 в единичное состояние и отпираюший схемы И 4 и 5. Частота следования fop выходных импульсов второго формирователя 10 импульсов вначале преобразуется в постоянное (по знаку) напряжение с помощью преобразователя 11 частоты в ЗО напряжение, а затем в высокую частоту

f,z с помошью управляемого генератора 12, т. е.

Г!г = fip K» К1г, (1) где К,1 — коэффициент передачи преобразователя 11, 35

К,г- коэффициент передачи управляемого 1.енератора.

Поскольку в трехцилиндровом двухтактном дизеле впрыск топлива происходит три раза за один оборот вала, частота следования f втрое выше частоты вращения вала

f», и выражение (1) можно записать следую. щим образом

3 K ii 1 !А 1 м где Ф „— угловая скорость вала дизеля.

Следовательно, на вторыхх входах схем

И 4, 13, 14 и 15 всегда поступают импульсы Г)!г, частота следования которых определяется выражением (2). Так как первая схема совпадения И 4 открыта, на вход делителя 17 частоты поступают выходные !1мпуль- 50 сы генератора 12. Делитель 17 частоты имеет коэффициент передачи (K» К1г)1, благодаря чему на егO выходе появляются импульсы с часто ой следования fop, и за один оборот вала этих импульсов будет столько, сколько цилиндров имеет дизель. Поскольку момент отпирания схемы И 4 и Hячяла работы делителя 17 частоты совпадает с !ОМC Нто. 3<1ходЯ ИО(1 и! HH l!CBI3111 c),": ИH.1pli В верхнюю мертвую точку. моменты формирования импульсов Е!!7 «оотвстств.к3т мом«ilтя м заходя порп! Ней Ос 1 3,1hH ь! x ци.1 !1ндрОВ в ВМТ. Таким образом, иа входе Второго регистра 19 появляются импульсы, «оот»«T«TI3310 щие моментам начала впрыскя топлива в цилин;1ры дизеля, я 1!3 входе первого-регистра 18 импульсы, соответствуюшие- регисттам з3x0;13 поршней в верхние мертвые точки. Если порядок работы цилиндров 1 2- 3, то первый по порядку на фиг. 2 (при счете слева направо) импульс l,icy соответ«твуст подъему иглы второго цилиндра. второй импульс U„— подъему иглы третьего цилиндра, третий импульс Uip — подъему иглы первого цилиндра. При этом первый Выходной импульс делителя частоты f 17 «оответствует заходу в ВМТ поршня Второ, о цилиндра, 1Зто};!ой импульс 1,17 --:3xo.".у В В» поршня третьего цилиндра, тр«тий им;1ульс

Ui7 — — моменту заходя в ВМТ порш IH Нсрного цилиндра.

Г1ри поступлении 113 Гь од Втор;>го регистра 19 первого импульса (см. фиг. 2} ны первом Выходе последнего Возникает единичный сигнал, поступающий на первый Вход третьего схемы И !3. Г1оскольку В этот момент и ранее на Вход первого регистра 18 импульсы еще не поступали. он сброп1ен, и на Всех его и iBcpci ых выходах, в т. ч. и на первом, присутствует единичный «игныл.

Поэто,13 появление единичного сигнала ня первом Входе схемы И 13 приводит к сс отпиранию и поступлению на блок 16 индикации импУльсов частотой следовыниЯ },г. ПРН поступлении на вход первого pcl li«, ð3 18

1!ер ВО ГО ими у, i hc3 Г 37 с Вы \ОдЯ де;I I IT«,1я 1 / частоты (см. фиг. 2) на первом пикер«иом

Выходе этого регистра единичный сигнал исчезает. третья схема совпадения И 13 зыкрь1вастся, и прохож;1е!1ие импх«!ьс013 на блок 16 индикации прекращается. Следовательно, передний фронт импульс11 !. „формируется в момент начала впрыска топлива

BO ВтОРОй ЦИ 7ИН ДР, 3 33;1íèé захода поршня второго цилиндры в ВМ! .

3Т0 означает, что длительность указанного импульса т1, представляет собой Время опережения Впрыска топлива во второй цилиндр, а число импульсов, 110«Tv11HBHIHx на блок 16 — индикации, определяется выражением ! 1 1, = 41г-< О или с учетом формулы (2) следую1цим образом

ЗК1!К!г 3!о t„ и= -5К!!К1г8!372 д, (3)

Где QQ — — x «Oë Опережс11ия 13liphl«H"-, Toil.liiва во второй цилиндр. Таким образом, iioказания блока 16 индикации пропорциональны измеренному угл) Olicрежения Впрыска. а при соответствуюшех! выборе величин К„ и К,г выражают его значение или в радианях, H,lи Б p3 1 сях, H.111 В xiii íõ Гях H т. д.

1079875

5

При поступлении на вход второго регистра 19 второго импульса U p на его втором выходе появляется единичный сигнал, а на всех остальных выходах присутствуют нулевые сигналы. Поскольку к этому моменту вто. рой импульс еще не поступал на вход первого регистра 18, на его втором инверсном выходе действует единичный сигнал, и появление единичного уровня на выходе регистра

19 приводит к отпиранию дополнительной схемы И 14 (см. фиг. 2) и поступлению на блок 16 индикации высокочастотных импульсов с выхода управляемого генератора 12.

В момент прихода второго импульса на вход первого регистра 18 единичный сигнал на его втором инверсном выходе исчезает, вследствие чего схема И 14 закрывается, и поступление импульсов на блок 16 индикации прекращается. Таким образом, передний фронт импульса на выходе схемы И 14 формируется в момент начала подъема иглы третьего цилиндра, а задний в момент захода поршня этого цилиндра в верхнюю мертвую точку, и длительность fi< этого импульса представляет собой время опережения впрыска топлива в этот цилиндр. По аналогии с выражением (3) показания блока 16 индикации определяются по формуле

М1g = ЗК„К„&,g j2,11, И) где Q << — угол опережения впрыска топл ива в третий цилиндр.

В промежутке между моментами появления третьего импульса и третьего импульса U>p происходит формирование показаний блока 16 индикации, соответствующих углу опережения впрыска в первый цилиндр, аналогично вышеизложенному

N)g Ки К г& /zf (5> где Q — угол опережения впрыска топлива в первый цилиндр.

6

В следующем обороте вала с момента захода поршня первого цилиндра в ВМТ триггер 3 сбрасывается, устанавливая в нулевое состояние оба регистра и запрещая прохождение на их входы импульсных серий устройство подготавливается для работы в последующем обороте. Следовательно, устройство производит измерение угла опережения один раз за два оборота вала дизеля.

Из выражения (3) легко получить формулу для вычисления количества импульсов, вырабатываемых управляемым генератором

12, за один оборот вала, подставив вместо

Qгз-угол поворота вала за оборот, т.е. 2Я

g ЪХиКю2»

= 3 Нgs 1ã

Отсюда вытекает, что определенному углу поворота вала соответствует вполне определенное число импульсов генератора — независимо от угловой скорости вала. Поэтому при измерении одного и того же угла опережения впрыска при установившемся и переходном скоростных режимах дизеля показания блока индикации данного устройства одинаковы, что устраняет ошибку измерения, вызванную неравномерностью вращения вала.

Таким образом, по сравнению с известными, данное устройство обеспечивает более высокую точность измерения угла опережения впрыска топлива дизеля в переходных скоростных режимах его работы, так как при повороте вала на некоторый угол управляемый генератор вырабатывает вполне определенное число импульсов независимо от угловой скорости вала, и показания блока индикации зависят только от фактического угла опережения подачи топлива на дизеле и не зависят от скоростного режима, при котором производятся измерения.

1079875

Редактор М. Товтин

Заказ 1292!35

Составитель Н. Г1атракальцев

Техред И. Верес Корректор М. Шароши

Тираж 524 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4