Устройство для диагностики дизелей

 

Изобретение позволяет повысить точность и упростить обработку результатов измерения контрольного параметра . Устр-во содержит датчик 1 исследуемого процесса, формирователи 2, 4, 16, датчик 3 верхней мертвой точки, триггеры 5,10,11,17,18,19,20, схемы И 6,8,12, счетчики 7,9,27, блок 13 вычисления, индикатор 14, датчик 15 угловых положений, блоки 21, 22 управления, компараторы 23,24, емкости 25,26а Устр-во позволяет устранить зависимость фиксации угловых положений вала от скорости его вращения и учесть погрешность синхронизации моментов начала впрыска и захода порш-- ня в верхнюю мертвую точку, а также снизить разрядность счетчиков из-за снижения частоты импульсов. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИА ЛИСТ ИЧЕСНИ Х

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 4110465/25-06 (22) 13,06, 86 (46) 07,03 ° 88. Бюп, М 9 (72) Н.В,Василенко, А.А,Мороз, T.Е.Василенко н В.А.Щербатюк (53) 621.436.038 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

В 1108345, кл, 0 01 М 15/00, 1984, (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДИАГНОСТИКИ ДИЗЕЛЕЙ (57) Изобретение позволяет повысить точность и упростить обработку результатов измерения контрольного параметра, Устр-во содержит датчик 1

„„SU„„1379675 А1

<04 G 01 M15/00 Р 02 М 65/pp исследуемого процесса, формирователи

2, 4, 16, датчик 3 верхней мертвой точки, триггеры 5, 10, 11, 17, 18, 19, 20, схемы И 6,8,12, счетчики 7,9,27, блок

13 вычисления, индикатор 14, датчик

15 угловых положений, блоки 21, 22 управления, компараторы 23, 24, емкости 25,26. Устр-во позволяет устранить зависимость фиксации угловых положений вала от скорости его вращения и учесть погрешность синхронизации моментов начала впрыска и захода порш-ня в верхнюю мертвую точку, а также снизить разрядность счетчиков из-за снижения частоты импульсов, 2 ил, 1379675

Изобретение относится к двигателестроению, в частности к технике контроля технического состояния двигателей внутреннего сгорания, и может быть использовано для диагностики дизелей.

Цель изобретения — повышение точности и упрощение обработки результатов измерения контрольного парамет- 10 ра, что достигается путем устранения зависимости точности счета от равномерности вращения коленчатого вала двигателя и дополнения счета на границах участка измерения, а также обеспечения возможности снижения разрядности счетчика иэ-эа снижения частоты импульсов.

На фиг.l приведена функциональная схема устройства, на фиг,2 — временная диаграмма синхронизации элементов устройства и процесса вычисления.

На диаграммах (фиг.2) обозначены: а — сигналы на выходе третьего формирователя; б — сигналы на выходе пер25 вого формирователя, в — сигналы на выходе второго формирователя; г— сигналы на выходе четвертого триггера, д — сигналы на выходе пятого триггера; е — сигналы на выходе первого триггера; ж — сигналы на выхоце второго триггера; з, — сигналы на выходе шестого триггера, н — сигнапы на выходе седьмого триггера, к— сигналы на входе первого счетчика, 35 л — сигналы на входе второго счетчика; м — сигналы на входе третьего счетчика; н — сигнал "Готовность"; о — сигнал "Сброс".

Устройство содержит датчик 1 исследуемого процесса, первый формирователь 2, датчик 3 верхней мертвой точки, второй формирователь 4, первый триг гер 5, первую схему И 6, первый 45 счетчик 7, вторую схему И 8, второй счетчик 9, второй триггер 10, третий триггер 11, третью схему И 12, блок 13 вычисления, индикатор 14, датчик 15 угловых положений, третий 50 формирователь 16, четвертый триггер

17, пятый триггер 18, шестой триггер

l9, седьмой триггер 20, первый блок

21 управления, второй блок 22 управления, первый компаратор 23, второй компаратор 24, первую емкость 25, - вторую емкость 26, третий счетчик 27, Датчик 1 исследуемого процесса через первый формирователь 2 подключен к единичным входам первого 5, четвертого 17 и пятого 18 триггеров.

Датчик 3 верхней мертвой точки через второй формирователь 4 подключен к входу обнуления первого триггера 5 и к синхронизирующему входу второго триггера 10, Датчик 15 угловых положений через третий формирователь

16 подключен к входам обнуления второго и пятого триггеров 10 и, 18 соответственно и к третьим входам пер" вой 6, второй 8 и третьей 1.2 схем И, Прямой выход четвертого триггера 17 подключен к информационному входу второго триггера 10, прямой выход которого подключен к синхронизирую" щему входу седьмого триггера 20 и к первому входу второго блока 22 управления, Прямой выход первого триггера 5 подключен к первому входу первой схемы И 6. Прямой выход пятого триггера 18 подключен к синхрониэирующему входу шестого триггера 19 и первому входу первого блока 21 управления, Выход первого блока 21 управления подключен к входу первого компаратора 23 и через первую емкость 25 к нулевому потенциалу. Выход первого компаратора 23 подключен к входу обнуления шестого триггера 19 и к второму входу первого блока 21 управления, Выход второго блока 22 управления подключен к входу второго компаратора 24 и через вторую емкость 26 к нулевому потенциалу, Выход второго компаратора 24 подключен к синхрониэирующему входу третьего триггера 11, входу обнуления сед ьмого триггера 20 и второму входу второго блока 22 управления. Единичный потенциал подключен к информационным входам третьего 11, шестого 19 и седьмого 20 триггеров.

Прямой выход шестого триггера 19 подключен к второму входу второй схемы И 8, Прямой выход третьего триггера 11 подключен к синхронизирулцему входу блока 13 вычисления, а инверсный — к вторым входам первой

6 и третьей 12 схем И и к первому входу второй схемы И 8, Выходы первой 6, второй 8 и третьей 12 схем

И подключены к счетным входам первого 7, второго 9 и третьего 27 счетчиков, информационные выходы ко. торых подключены к соответствующим информационным входам блока 13 вы1379675 числения. Вход индикатора 14 соединен с выхо,"ом блока 13 вычисления.

11ег ь "Сброс" блока 13 вычисления подключена к входам обнуления всех триггеров и счетчиков.

Датчик 1 исследуемого процесса генерирует электрический сигнал н момент начала подачи топлива. Датчик

3 верхней мертвой точки генерир ет электрический сигнал в момент нахождения поршня двигателя в верхней мертвой точке. Датчик 15 угловых положений генерирует электрический сигнал через известный дискретный угол поворота вала, формирователи 2, 4 и 16 предназначены для нормирования сигналов от датчиков 1,3 и 15 по амплитуде и фронту, Первый триггер 5 предназначен для задания временного интервала, соответствующего времени поворота вала на измеряемый угол.

Пятый триггер 18 служит для задания временного интервала, соответствующего повороту вала на угол от нача- 25 ла впрыска до первого импульса, после этого с датчика 15 угловых положений, а первый блок 21 управления предназначен для линейного заряда за это время первой емкости 25. Четвертый триггер 17 и второй триггер 10 служат для задания временного интервала, соответствующего повороту вала на угол от момента нахождения поршня в верхней мертвой точке до первого импульса после этого с датчика

15 угловых положений, а второй блок

22 управления предназначен для линейного заряда за это время второй емкости 26. Компараторы 23 и 24 пред40 назначены для выявления моментов, когда первая и вторая емкости 25 и

26 соответственно разрядятся до нулевого уровня. Шестой триггер 19 предназначен для формирования вРеменного 45 интервала, в течение которого разряжается первая емкость 25, а седьмой триггер 20 — для формирования временного интервала, в течение которого разряжается вторая емкость 26. Третий триггер 11 предназначен для бло50 кировки счета после того, как сформируются операнды, и для выработки сигнала "Готовность", по которому блок

13 вычисления производит расчет угла, Первая схема И 6 предназначена для формирования пачки N, импульсов— цифрового эквивалента искомого угла с дискретностью измерения 0 (8- угол, через который датчик 15 угловых положений вырабатывает импульсы, Вторая схема И 8 предназначена для формирования пачки N импульсов — цифрового эквивалента угла поворота вала от момента начала впрыска до прихода первого после этого импульса с датчика 15 угловых положений, Третья схема И предназначена для формирования пачки N импульсов — цифрового эквивалента угла поворота вала от момента захода поршня в верхнюю мертвую точку до прихода первого после этого импульса с датчика 15 угловых полоФений, увеличенного в К раз. Счетчики 7,9 и 27 предназначены для формирования и буферизации операн дов N, N,,N . соответственно. Блок

13 вычисления предназначен для расчета измеряемого угла и управления процессом измерения, Индикатор 14 предназначен для индицирования результатов измерения.

Устройство работает следующим образом (фиг.l и 2).

Перед началом измерения блок 13 вычисления вырабатывает сигнал

If 1!

Сброс, который приводит в нулевое состояние все триггеры и счетчики.

При вращении вала двигателя датчик

15 угловых положений генерирует электрические сигналы через известный дискретный угол 6 поворота коленчатого вала, Третий формирователь

16 нормирует данные сигналы по амплитуде и фронту. Поскольку все триггеры в исходном состоянии обнулены, импульсы с выхода третьего формирователя 16 на счетные входы первого 7, второго 9 и третьего 27 счетчиков через первую, вторую и третью схемы

И соответственно не поступают. При вращении вала двигателя происходит впрыск топлива в цилиндр. Датчик 1 исследуемого процесса генерирует электрический сигнал. Первый формирователь 2 формирует иэ данного сигнала нормированный короткий импулье, который устанавливает первый 5, четвертый 17 и пятый 18 триггеры в единичное состояние, При этом сигнал единичного уровня с прямого выхода первого триггера 5 поступает на первый вход первой схемы И 6, которая открывается, и импульсt с выхода первоо го сче тчик а 7.

Сигнал единичного уровня с прямого выхода пятого триггера 18 посту1379675 пает па первый вход первого блока управления, а также устанавливает в единичное состояние шестой триггер

19, В результате первая емкость 25 начинает линейно заряжаться. При дальнейшем вращении вала срабатывает датчик 15 угловых положений, третий формирователь 16 формирует короткий импульс, который переводит пятый триг-lp

rep 18 н нулевое состояние. При этом сигнал нуленого уроння поступает на первый вход перного блока 21 управления. В результате первая емкость 25 начинает разряжаться, Поскольку первая емкость 26 линейно заряжается за время at,, равное времени поворота вала двигателя от момента начала впрыска до прихода первого импульса с датчика 15 угловых положений, 2р то разряжается она в течение времени i t, ° К. Все это время импульсы с выхода третьего формирователя 16 поступают через вторую схему И 8 на счетный вход второго счетчика 9, Ког- 25 да первая емкость по истечении времени,1 t, ° i< разряжается, срабатывает .перный компаратор 23, и сигнал единичного уровня с его выхода переводит шестой триггер 19 в нулевое сос- 3р таяние и поступает на второй вход первого блока ?1 управления, запрещая дальнейший разряд первой емкости

?5, В результате вторая схема И 8 закрывается и импульсы на счетный вход второго счетчика 9 не поступают, Таким образом, во втором счетчике

9 формируется цифроной эквивалент

11 угла поворота вала от начала 40 впрыгка до перного срабатывания после этого датчика угловых положений, увеличенньй в К раэ. При дальнейшем повороте вала наступает момент, когда поршень заходит в верхнюю мер- 45 вую точку, В результате датчик 3 верхней мертвой точки генерирует электрический сигнал, второй формирователь 4 формирует иэ него нормированный короткий импульс, который устанавливает первый триггер 5 в нулевое, а второй триггер 10 в единичное состояние. При этом сигнал нулевого уровня поступает на первый вход первой схемы И 6, которая закрывает55 ся и импульсы на счетный вход первого счетчика 7 не поступают, Таким образом, в первом счетчике

7 формиру ется цифровой экниналент Ng угла ион ора та нала на измеряемый угол с дискретностью измерения R .

Гигнал единичного уровня с прямого выхода второго триггера 1О поступает на первый вход второго блока 22 упранления, а также устанавливает седьмой триггер 20 в единичное состояние. В результате вторая емкость

26 начинает линейно заряжаться. При дальнейшем вращении вала срабатывает датчик 15 угловых положений, третий формирователь 16 формирует короткий импульс, который переводит второй триггер 10 в нулевое состояние. При этом сигнал нулевого уровня поступает на первый вход нторого блока 22 управления. В результате вторая емкость 26 начинает разряжаться. Поскольку вторая емкость 26 линейно заряжается за, время at., ранное времени поворота вала двигателя от момента прохождения поршнем двигателя верхней мертвой точки до прихода после этого перного импульса с датчика углоных положений, то разряжается она в течение времени 4 t > ° К, Все это время импульсы с выхода третьего формирователя 16 поступают через третью схему И 12 на счетный вход третьего счетчика 27.

Когда вторая емкость 26 по истечении времени h t К разряжается. срабатывает второй компаратор 24, и сигнал единичного уровня с его выхода переводит третий триггер 11 в единичное состояние, седьмой триггер 20 в нулевое состояние и поступает на второй нход второго блока 22 управления, запрещая дальнейший разряд второй емкости 26, В результате третья схема И 12 закрывается и импульсы на счетный вход третьего счетчика 27 не поступают. Таким образом, в третьем счетчике 27 формируется цифровой эквивалент N угла поворота вала от момента захода поршня в верхнюю мертвую точку до первого срабатывания после этого датчика 15 угловых положений, увеличенньш в К раз. Сигнал нулевого уровня с инверсного выхода третьего триггера ll поступает навторые входы первой 6 и третьей 12 схем И и на первый вход нторой схемы И 8 и блокирует их, Сигнал единичного уровня с прямого выхода третьего триггера 11 "Готовность" поступает на вход, синхронизирующий блок

13 вычисления, снидетельстнуя об

7 13796 окончании формирования исходных данных. По данному сигналу блок 13 вычисления осуществляет съем операндов

N<, М, N Во внутреннюю память и

5 осуществляет расчет измеряемого угла, если блок 13 вычисления выполнен в виде микропроцессора. Если блок 13 вычисления выполнен на жесткой логике, происходит аппаратное сложение 10 операндов N,, N, N (операнд N, при этом предварительно сдвигается), Далее результат с выхода блока 13 вычисления поступает ка вход индикатора 14.

На этом единичное измерение кончается. Далее блок 13 вычисления снова вырабатывает сигнал "Сброс", после чего работа устройства повторяется 20

Предлагаемое устройство позволяет обеспечить более высокую точность вследствие независимости фиксации угловых положений вала от скорости

его вращения и учета погрешности син- 25 хроиизации моментов начала впрыска и захода поршня в верхнюю мертвую точку, а.также упростить обработку результатов измерения и повысить надежность эа счет применения счетчиков с меньшей разрядностью и меньшим быстродействием.

Формула изобретения

Устройство для диагностики дизелей, содержащее датчики исследуемого процесса и верхней мертвой-точки, первый и второй формирователи, первый, второй и третий триггеры, первую, вторую и третью схемы И, первый и второй счетчики, блок вычисления

40 и индикатор, причем датчик исследуемого процесса через первый формирователь подключен к единичному входу первого триггера, прямой выход которого подключен к первому входу пер45 вой схемы И, выход которой подключен к счетному входу первого счетчика, датчик верхней мертвой точки через второй формирователь подключен к входу обнуления первого триггера, инверсный выход третьего триггера подключен к второму входу первой схемы И и к первому входу второй схемы И, а выход второй схемы И подключен к счетному входу второго счет- 55 чика, выход блока вычисления подключен к входу индикатора, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью повыше75 ния точности и упрощения обработки результатов измерения, устройство снабжено датчиком угловых положений, третьим формирователем, четвертым, пятым, шестым и седьмам триггерами, первым и вторым блоками управления, первым и вторым компараторами, первой и второй емкостями и третьим счетчиком, причем выход первого фор. мирователя подключен к единичным входам четвертого и пятого триггеров, прямой выход четвертого триггера подключен к информационному входу второго триггера, прямой выход которого подключен к первому входу второго блока управления и к синхронизирующему входу седьмого триггера, выход второго формирователя подключен к синхронизирующему входу второго триггера, датчик угловых положений через третий формирователь подключен к входам обнуления второго и пятого триггеров и третьим входам первой, второй и третьей схем Р, прямой выход пятого триггера подключен к первому входу первого блока управления и синхронизирующему входу шестого триггера, выход первого блока управления подключен к входу первого

Компаратора и через первую емкость к нулевому потенциалу, выход первого компаратора подключен к входу обнуления шестого триггера и второму входу первого блока управления, выход второго блока управления подключен к входу второго компаратора и через вторую емкость — к нулевому потенциалу, выход второго компаратора подключен к второму входу второго блока управления, синхронизирующему Ьходу третьего триггера и входу обнуления седьмого триггера, единичный потенциал подключен к информационным входам третьего, шестого и седьмого триггеров, прямой выход шестого триггера подключен к второму входу второй схемы И, прямой выход седьмо го триггера подключен к первому входу третьей схема И, прямой выход третьего триггера подключен к синхронизирующему входу блока вычисления, а инверсный — к второму входу третьей схема И, выход третьей схемы

И подключен к счетному входу третьего счетчика, информационные выходы первого, второго и третьего счетчиков подключены соответственно к первому, второму и третьему информацион1 37967 5 ным входам блока вычисления, а цепь

"Сброс" блока вычисления подключена к входам обнуления всех триггеров и счетчиков.

Фиг.2

Составитель П.Покровский

Техред Л. Сердюкова

Редактор М,Бланар

Корректор Л.Пилипенко

Заказ 974/45

Тираж 847

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

Производственно-полиграфическое предприятие, r.Óæãîðîä, ул,Проектная,4