Устройство измерения угла опережения впрыска топлива в дизель

 

Изобретение позволяет повысить автоматизацию измерений и надежность устр-ва. Устр-во содержит датчики 1, 2 перемещения иглы форсунки, верхней мертвой точки, формирователи 3 и 4, триггеры 5, 6, 16, регистры 7, 8, управляемый генератор 9 импульсов , блок 10 индикации, кнопку 11 сброса, схемы 12, 14, 15 совпадения. Цикл измерения начинается с момента нажатия кнопки 11, в результате чего регистры 7, В и триггер 16 устанавливаются в нулевое состояние, а на цифровом табло блока 10 высвечиваются нули. Кроме того, на инверсных выходах триггера 16 и регистра 8 устанавливаются единичные сигналы, схема 15 открыта, а генератор 9 вьфабатывает высокочастотные импульсы, поступающие на второй вход схемы 12 и первый &ХОД схемы 15. Схема 12 открыта при наличии сигнала на прямом выходе триггера 5, т.е. в интервале времени, соответствующем времени опережения подачи топлива. Именно в эти промежутки поступают высокочастотные импульсы со скважностью два, благодаря чему схема 15 в течение одной половины цикла измерения открыта , а в течение другой закрыта. В связи с этим время записи в регистр 8 заранее известного числа N увеличивается вдвое h коленчатый вал совершает за цикл записи этого числа вдвое больше оборотов. I ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (qi) 4 G 01 М 15/00

Ц Р;-«.! ЛАЯ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ г;р 3;i!11 ) ÃË h

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕ Л А М ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТ ИЙ (21 ) 4125109/25-06 (22) 29.09.86 (46) 07.03.88. Бюл. 1! 9 (71) Харьковский политехнический институт им. В.И.Ленина (72) А.Н.Борисенко (53) 621.436.038(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 1239541, кл, G О1 М 15/001 1986. (54) УСТРОЙСТВО ИЗМЕРЕНИЯ УГЛА ОПЕРЕЖЕНИЯ ВПРЫСКА ТОПЛИВА В ДИЗЕЛЬ (57) Изобретение позволяет повысить автоматизацию измерений и надежность устр-ва. Устр-во содержит датчики

1, 2 перемещения иглы форсунки, верхней мертвой точки, формирователи

3 и 4, триггеры 5, 6, 16, регистры

7, 8, управляемый генератор 9 импульсов, блок 10 индикации, кнопку 11 сброса, схемы 12, 14, 15 совпадения.

Цикл измерения начинается с момента нажатия кнопки 11, в результате чего регистры 7, S и триггер 16 устанав„„SU„„13? 9676 А 1 ливаются в нулевое состояние, а на цифровом табло блока 10 высвечиваются нули. Кроме того, на инверсных выходах триггера 16 и регистра 8 ус" ,танавливаются единичные сигналы, схема 15 открыта, а генератор 9 вырабатывает высокочастотные импульсы, поступающие на второй вход схемы 12 и первый вход схемы 15. Схема 12 открыта при наличии сигнала на прямом . выходе триггера 5, т.е. в интервале времени, соответствующем времени опережения подачи топлива. Именно в эти промежутки поступают высокочастотные импульсы со скважностью два, благодаря чему схема !5 в течение с одной половины цикла измерения открыта, а в течение другой закрыта. В связи с этим время записи в регистр

8 заранее известного числа N увели- { чивается вдвое и коленчатый вал совершает эа цикл записи этого числа 2 вдвое болыие оборотов. I ил.

1379676

Изобретение относится к двигателестроению, в частности к испытанию и диагностике двигателей внутреннего сгорания, и может быть использовано для измерения угла опережения впрыска топлива в дизель.

Цель изобретения — повышение автоматизации измерений и надежности, что достигается путем замени 10 ручного переключения на автоматизированное при переходе от диагностирования четирехтактных дизелей к двухтактным.

На чертеже представлена блок-схема устройства, Устройство измерения угла опережения впрыска топлива в дизель ñîIIåD. жит датчик 1 перемещения иглы форсунки (не показаны ) и датчик 2 верхней

20 мертвой точки (ВМТ), первый 3 и второй 4 формирователи импульсов, первый

5 и второй 6 триггеры, первый 7 и второй 8 регистры, управляемый генератор 9 импульсов, блок 10 индикации, кнопку 11 сброса и первую схему 12 совпадения, При этом датчик 1 перемещения иглы и датчик 2 ВМТ связаны через первый 3 и второй 4 формирователи импульсов соответственно с единичным и нулевым входами первого триггера 5, выход которого через первий вход первой схемы совпадения соединен с входом 1 ервого регистра 7, второй вход первой схемы 12 совпадения соединен с выходом управляемого 35 генератора 9 импульсов, вход которого связан с инверсным выходом второго регистра 8, выходы первого регистра

7 соединены с входами блока 10 индикации, а кнопка 11 сброса подключена 40 между установочными входами первого

7 и второго 8 регистров и нулевой шиной 13 источника питания (не показан).

Устройство снабжено второй 14 и 45 третьей 15 схемами совпадения и третьим триггером 19, а первый 3 и второй 4 формирователи импульсов — соответственно инверсными выходами 17 и 18, При этом последние первого 3 и второго 4 формирователей импульсов подключены соответственно к единичному и нулевому входам второго триггера 6, первый вход второй схемы 14 совпадения соединен с инверсным нихolIDM второго триггера 6, второй вход с прямым выходом второго формирователя 4 импульсов, а ее выход по; ключен к счетному входу третьего триггера 16, нулевой вход которого соединен с установочными входами первого 7 и второго 8 регистров, первый вход третьей схемы 15 совпадения подключен к второму входу первой схемы 12 совпадения, второй вход третьей схемы 15 совпадения соединен с инверсным выходом третьего триггера 16, выход третьей схемы 15 совпадения подключен к входу второго регистра 8.

Устройство работает следующим образом.

При работе дизеля форсунка впрыскивает топливо в цилиндр, благодаря чему датчик 1 перемещения иглы форсунки вырабатывает электрический импульс, который преобразуется с помощью первого формирователя 3 в прямоугольный импульс нормированных амплитуды (например, равной уровню логической "1" ) и длительности.При этом передний фронт выходного импульса первого формирователя 3 совпадает с моментом начала перемещения иглы форсунки, т.е. с момента начала впрыска. Так как первый формирователь 3 имеет прямой и инверсный выходы, то при подъеме иглы форсунки на прямом выходе сигнал скачком нарастает с низкого уровня до высокого, а на инверсном выходе падает с высокого уровня в нулевой, Благодаря этому первый триггер 5 взводится в "1" при действии переднего фронта импульса на прямом выходе формирователя 3, а второй триггер 6 переходит в единичное состояние при действии заднего фронта этого импульса, т.е. когда сигнал на инверсном выходе формирователя 3 изменяется от низкого уровня до высокого.

Далее при работе агрегата поршень заходит в ВМТ и датчик 2 BMT вырабатывает электрический импульс, который с помощью второго формирователя 4 преобразуется в прямоугольный импульс, передний фронт которого совпадает с моментом захода поршня в BMT.

Причем в случае расположения поршня не в ВМТ на прямом виходе второго формирователя 4 сигнал нулевой, а на инверсном единичный, а при заходе поршня в ВМТ сигналы изменяются соответственно от "0" до "1" и от "l" до "0, Длительность и амплитуда этого импульса такие же, как и на соответствующих выходах первого формирователя 3. При действии переднего

1379676 фронта импульса на прямом выходе второго формирователя 4 первый триггер

5 сбрасывается, а при появлении положительного перепада напряжения на

5 инверсном выходе этого формирователя (т,е. при действии заднего фронта импульса) сбрасывается второй триггер 6, что имеет место в каждом обороте вала при диагностировании двухтактного дизеля, В этом случае на прямом выходе первого триггера 5 н каждом обороте коленчатого вала дизеля вырабатывается прямоугольный импульс, длительность которого равна времени от момента начала впрыска до момента захода поршня в ВМТ, т,е ° времени опережения впрыска топлива.

На инверсном выходе второго триггера 6 при окончании выходного импульса первого формиронателя 3 устанавливается нулевой сигнал, который возрастает до единичного уровня при окончании единичного импульса на прямом выходе формирователя 4. В резуль- 5 тате этого на входах второй схемы 14 совладения единичные сигналы одновременно не присутствуют, и она остается закрытой в течение всего цикла измерений на двухтактном дизеле, При диагностировании четыреехтакт30 ного дизеля частота импульсов на выходе первого формирователя 3 вдвое ниже частоты импульсов на выходе второго формирователя 4, так как у таких агрегатов впрыск топлива происходит 35 один раз в два оборота налп. В связи с этим первый триггер 5 формирует импульс один раз в два оборота коленчатого вала, причем импульс начинается в момент начала впрыска топлива 40 и оканчивается в момент первого (после впрыска)захода поршня в ВМТ. При следующем заходе поршня в эту точку нулевое состояние первого триггера

5 подтверждается, и он остается сбро- 45 шенным. При подаче топлива в следующем обороте вала первый триггер 5 взводится, при заходе поршня в ВМТ сбрасывается и т.д, Второй триггер

6 взводится в единичное состояние 50 при изменении сигнала на инверсном выходе первого формирователя 3 от низкого уровня до высокого, а сбрасывается второй триггер 6 при появлении первого положительного перепада сигнала на инверсном выходе второго формирователя 4. Следующий положительный перепад такого сигнала лишь подтверждает нулевое состояние второго триггера 6. Перепад же этого триггера в "1" происходит при следующем цикле впрыска топлива.

Следонательно, частота следования выходных импульсов второго триггера 6 вдвое ниже частоты следования импульсов второго формирователя

4. В связи с этим в те моменты времени, когда действие импульсов на инверсном выходе второго формирователя 4 не приводит к изменению состояния второго триггера 6, на первом и втором входах второй схемы 14 совпадения присутствуют единичные сигналы, Самый короткий (по длительности) из этих сигналов проходит через вторую схему 14 совпадения на счетный вход третьего триггера 16, Сигнал на -счетном входе последнего совпадает по фазе, длительности и амплитуде с каждым вторым импульсом на прямом выходе второго формирователя 4. Поэтому частота следования выходных импульсов третьего триггера 16 в четыре раза ниже частоты вращения коленчатого вала дизеля, а скважность импульсов равна двум.

Следовательно, при диагностировании двухтактного дизеля на вход второго триггера 16 импульсы не поступают, и он находится в неизменном состоянии, а при диагностировании четырехтактного дизеля этот триггер формирует импульсы со скважностью два.

Цикл измерения угла опережения подачи топлива начинается с момента нажатия кнопки 11 сброса, вследствие чего третий триггер 16, первый регистр 7 и второй регистр 8 устанавливаются в нулевое состояние. При этом на табло блока 10 индикации высвечиваются "0", а с инверсного выхода второго регистра 8 на управляющий вход генератора 9 поступает единичный сигнал, благодаря чему генератор 9 вырабатывает высокочастотные импульсы.

При измерении угла опережения подачи топлива на двухтактном дизеле после нажатия кнопки ll на инверсном выходе третьего триггера 16 устанавливается единичный потенциал, который в дальнейшем остается неизменным и поддерживает третью схему 15 совпадения в открытом состоянии..

Благодаря этому на вход второго регистра 8 непрерывно поступают высокочастотные импульсы. На вход же первого регистра 7 высокочастотные

1379676 импульсы поступают только тогда,когда открыта первая схема 12 совпадения, т.е, при наличии на выходе перного триггера 5 единичного импульса, что имеет место в промежутке времени от моментон начала впрыска до моментов захода поршня в ВМТ. Цикл измерения продолжается до тех пор, пока в регистры идет запись кодов. Как толь-lp ко во второй регистр 8 записывается заранее известное число N равное емкости этого регистра, íà его инверсном выходе вместо единичного сигнала устанавливается нуленой сигнал, в результате чего генерация высокочастотных импульсов прекращается, и вместе с ней прекращается поступление импульсов на входы регистрн 7 и

8, От момента нажатия кнопки 11 до момента записи числа N во второй регистр 8 н первый регистр 7 записывается число И,, значение которого в десятичной системе счисления высвечивается на табло блока 10 индикации. 25

3а отрезок времени tq, в течение которого происходит запись упомянутых чисел, коленчатый вал дизеля совершает количество оборотов, равное ш=, F, 30 где F — циклическая частота вращения вала.

При этом упомянутые числа можно представить выражениями

35 tè "з 1

N /М=тч1„1, F/mf,=т,„Р =1, /211=6/2й, где ы = 8 — угол опережения впрыска топлива в радианах.

Следовательно, 50

2ТИ, (p )

360И, 55 (град) .

Запаная Г1=360 1О и выбирая любые целые К, угол опережения впрысгде, — частота выходных импульсов управляемого генератора 9;

t длительность единичного импульса на выходе первого 40 триггера 5. учитывая, что F= /2!! (ы — угловая скорость вала, 2 и — угол поворота вала эа один оборот), отношение указанных чисел можно представить сле- . 45 дующим образом: ка получаем иэ показаний блока 10 индикации путем переноса запятой на К знаков нлево, Следующий цикл измерения начинается только после нажатия кнопки 11 сброса> после чего работа устройства происходит аналогично изложенному.

При измерении угла опережения впрыска топлива четырехтактных дизелей для перевода устройства в рабочий режим отпадает необходимость производить переключение межэлементных связей вручную переключателем.

Цикл измерения начинается с момента нажатия кнопки 11 сброса, н результате чего регистры 7 и 8 и третий триггер 16 устанавливаются в нулевое состояние, а на цифровом табло блока 10 индикации высвечиваются пнули ° Кроме того, на инверсных выходах третьего триггера 16 и второго регистра 8 устанавливаются единичные сигналы, третья схема 15 совпадения открыта, а генератор 9 нырабатывает высокочастотные импульсы, поступающие на второй вход первой схемы 12 совпадения и первый вход третьей схемы 15 совпадения. Первая схема 12 совпадения открыта при наличии единичного сигнала на прямом выходе первого триггера 5, т.е. в интервалы времени, соответствующие времени опережения подачи топлива, именно в эти промежутки времени и поступают высокочастотные импульсы на вход первого триггера 5. Третий триггер 16 вырабатывает импульсы со скважностью два, благодаря чему третья схема 15 совпадения в течение одной полонины цикла измерения открыта, в течение другой половины цикла измерения закрыта, В связи с этим время записи числа N во второй регистр 8 увеличинается вдвое (по срав" нению со случаем диагностирования двухтактного дизеля) и коленчатый вал совершает за цикл записи этого числа вдвое больше оборотов:

2 зF.

Зались числа Б., н первый регистр

7 прекращается, как 1и прежде, в момент полного заполнения второго регистра 8, а величина !!1 по окончании цикла записи определяется как произведение:

m 2t.

Р1 — 2 и 3 2 и 3 . u э

Ft

1 179676

3 7

Ne

1 о 1 и

360N, p =

N 25

Составитель П.Покровский

Редактор М.Бланар Техред lI.Сердюкова Корректор М.Максимишинец

Заказ 974/45

Тираж 847 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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

m где — — число BIIphIcKoH топлива при

2 пс вороте коленчатого вала на оборотов н четырехтактном дизеле. 5

Число, записанное но второй регистр 8, определяется следующим образом: (коэффициент 1 нэят потому, что скнажность выходных импульсов третьего триггера 16 равна двум).

Следовательно t5

2 N, или 6= — -- (рад) .

N 20

Величина угла опережения впрыска в градусах поворота вала определяется формулой

Задавая N=360 10 (где К вЂ” целое число), угол опережения впрыска (н градусах) получают путем переноса запятой на К знаков влево показаний блока 10 индикации, Следующий цикл измерения начинается только после нажатия кнопки

1l сброса, после чего работа устройства происходит аналогично изложенному.

Предлагаемое устройство позволяет отказаться от ручного переключения используемого при переходе от измерений на дизеле одной тактности к измерениям на дизеле другой тактности и таким образом повысить уровень автоматизации измерений, а вместе с этим и общую надежность устройства. формула изобретения 45

Устройство измерения угла опережения впрыска топлива в дизель, содержащее датчик перемещения иглы форсунки и датчик верхней мертвой точки (ВМТ), первый и второй формирователи импульсов, первый и второй триггеры, первый и второй регистры, управляемый генератор импульсов, блок индикации, кнопку сброса и первую схему совпадения, причем датчик перемещения иглы и датчик HMT связаны через первый и второй формирователи импульсов соответственно с единичным и нулевым входами первого триггера, выход которого через первый нход первой схемы совпадения соединен с входом первого регистра, второй вход первой схемы совпадения соединен с выходом управляемого генератора импульсов, вход которого связан с инверсным выходом второго регистра, выходы первого регистра соединены с входами блока индикации, а кнопка сброса подключена между установочными входами первого и второго регистров и нулевой шиной источника питания, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения автоматизации измерений и надежности, устройство снабжено второй и третьей схемами совпадения и третьим триггером, а первый и второй формирователи импульсов — инверсными выходами, причем последние подключены соответственно к единичному и нулевому входам второго триггера, первый вход второй схемы совпадения соединен с инверсным выходом второго триггера, второй вход — с прямым выходом второго формирователя импульсов, а ее выход подключен к счетному входу третьего триггера, нулевой вход которого соединен с установочными нходами регистров, первый вход третьей схемы совпадения подключен к второму входу первой схемы совпадения, второй вход третьей схемы совпадения соединен с инверсным выходом третьего триггера, выход третьей схемы совпадения подключен к нходу второго регистра.