Отметчик цикла дизельного двигателя внутреннего сгорания

 

Изобретение относится к приборостроению и может быть использовано в устройствах, предназначенных для исследования, испытаний и диагностики дизельных двигателей, в частности, при измерении углов опережения начала подачи, впрыска топлива, частоты вращения, для синхронизации электронной аппаратуры. Целью изобретения является повышение точности отметки начала цикла двигателя. Цель достигается с помощью автоматического выделения максимальной по длительности паузы между пульсациями сигнала давления на определенном уровне и формирования порога, пропорционального этой паузе. Каждая текущая пауза в устройстве сравнивается по длительности с порогом и в случае превышения устройство формирует выходной импульс - отметку цикла на фронте нарастания давления впрыска топлива. Введение временной селекции сигнала давления позволяет повысить помехоустойчивость отметчика к подвпрыскам топлива, помехам и колебаниям трубопровода при использовании датчика давления топлива в трубопроводе высокого давления в качестве отметчика цикла. 7 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР! (21) 4473762/25-06 (22) 15.08.88 (46) 23.06.90. Бюл. № 23 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт электроизмерительных приборов и Ленинградский электротех- . нический институт им. В.И.Ульянова (Ленина) (72) P.À.Èâàøåâ и Г.Э.Морозов (53) 621.436.001.5(088.8) (56) Патент США ¹ 3965745, кл. С 01 ?. 9/00, 1976. (54) ОТМЕТЧИК ЦИКЛА ДИЗЕЛЬНОГО ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ (57) Изобретение относится к приборостроению и может быть использовано в устройствах, прдназначенных для исследования, испытаний и диагностики дизельных двигателей, в частности, при измерении углов опережения начала подачи впрыска топлива, частоты вращения, для синхронизации электронИзобретение относится к приборостроению, н частности к устройствам для измерения параметров двигателей внутреннего сгорания (ДВС) вЂ, и может быть использовано в системах диагностики и управления дизельных двигателей.

Целью изобретения является повьппение точности отметки начала цикла.

На фиг.1 представлена функциональ" ная схема устройства; на фиг.2 выходной сигнал усилителя; на фиг.3— сигналы на выходе порогового элемента; на фиг.4 — сигнал на выходе второго интегрирующего элемента; на

„.80„„1573356 А I

Щ) G 01 L 9/00 G 01 М 15 00

2 ной аппаратуры. Целью изобретения является повышение точности отметки начала цикла двигателя. Цель достигается с помощью автоматического выделения максимальной по длительности паузы между пульсациями сигнала давления на определенном уровне и формирования порога, пропорционального этой паузе. Каждая текущая пауза в устройстве сравнивается по длительности с порогом и в случае превьппения устройство формирует выходной импульс — отметку цикла на фронте нарастания давления впрыска топлива.

Введение временной селекции сигнала давления позволяет повысить помехоустойчивость, отметчика к подвпрыскам @ топлива, помехам и колебаниям трубопровода при использовании датчика давления топлива в трубопроводе высоко- С

ro давления в количестве отметчика цикла. 7 ил. фиг.5 — сигнал на выходе первого интегрирующего элемента; на фиг.6 выходной сигнал устройства; на фиг.7 сигнал на выходе детектора нуля.

Устройство (фиг.1) содержит последовательно соединенные датчик I давления, усилитель 2, пороговый элемент 3, состоящий из компаратора и включенного между его сигнальным и опорным входами управляемого источника напряжения (не показаны), и формирователь 4 импульсов.

В устройство введены источник 5 опорных сигналов, первый, второй и третий ключи 6-8, первый и второй

1573356 интегрирующие элементы 9 и 10, элемент 11 памяти, детектор 12 нуля, первый и второй логические элементы ИЛИ 13 и 14, генератор 15 импульсов и выход 16 устройства..

Выход порогового элемента 3 соединен с прямым входом управления ключа 6 и входом управления ключа 7.

Первый и второй выходы источника 5 соединены соответственно с сигнальными входами ключей 6 и 7. Первый выход формирователя 4 связан через ключ 8 с входом управления генератора 15 и с первым входом логического элемента 13, второй вход которого соединен с первым выходом генератора 15, а выход соединен с входом управления элемента 11. Второй выход формирователя 4 соединен с первым входом логического элемента 14, второй выход которого соединен с вторым выходом генератора 15, а выход соединен с установочными входами иитегрирующих элементов 9 и 10. Выход ключа 6 соединен с инверсным сигнальным входом интегрирующего элемента 9, выход которого связан через детектор 12 с входом управления ключа 8 и с инверсным входом управления ключа 6, а прямой сигнальный вход элемента 9 связан через элемент 11 памяти с выходом интегрирующего элемента 10, сигнальный вход которого соединен с выходом ключа 7.

Устройство работает следующим образом.

При отсутствии сигнала на выходе датчика 1 на выходе порогового элемента 3, вследствие смещения его компаратора по одному из входов, формируется сигнал логического "0". Этот сигнал блокирует ключи 6 и 7. формирователь 4 не срабатывает и, следовательно, импульсы на выходе 16 устройства, а также на входе управления генератора 15 не формируются. В результате колебания генератора 15 не

"срываются" и на его выходах формируются импульсы частотой, меньшей наименьшей частоты цикла работы двигателя. Импульс с первого выхода генератора 15 поступает через логический элемент 13 на вход управления элемента 11 и на его выходе формируется сигнал, равный уровню сигнала на выходе интегрирующего элемента 10. По срезу этого импульса формируется импульс на втором выходе генератора 15. входы интегрирующих элементов 9 l;10

5 устанавливая на выходе первого из них сигнал,, равный уровню сигнала на выходе элемента 11, а на выходе

1Î.

2О

ЗО

5Î

Этот импульс через логический элемент 14 поступает на установочные второго — сигнал нулевого уровня.

При появлении следующей пары импульсов на выходах генератора 15 описанный процесс повторяется и, следовательно, на выходах элементов 9-1 устанавливаются нулевые уровни сигналов. Детектор 12 срабатывает и на

его выходе появляется сигнал логической "1", разблокирующий ключ 8 и блокирующий к второму инверсному входу управления ключ 6.

Пусть на выходе датчика 1 образуется сигнал давления впрыска тоглива.

Этот сигнал поступает через усилитель 2 на сигнальный вход компаратора и на вход управляемого источника опорного напряжения порогового элемента 3. При этом на опорном входе компаратора порогового элемента 3 формируется порог с уровнем V пропорциональным максимальной амплитуде сигнала давления впрыска топлива, и на выходе порогового элемента 3 формируется последовательность импульсов, длительности которых равны длительностям пауз между импульсами давления, амплитуды которых превышают порог V пея реключения компаратора порогового элемента 3.

Пусть на выходе порогового элемента 3 появляется импульс длительностью ь„ . Этот импульс разблокирует по прямому входу управления ключ 6, а также ключ 7. При этом ключ 6 остается заблокированным по инверсному входу управления сигналом логической

"1" с выхода детектора 12. Сигнал с второго выхода источника 5 поступает через ключ 7 на сигнальный вход интегрирующего элемента 10. Сигнал на выходе последнего нарастает и по окончании импульса ь,принимает значение

К „ „, Одновременно по срезу этого

П импульса с раб атывает формиров атель 4.

Импульс, образующийся на первом выходе формирователя 4, проходит через. разблокированный ключ 8 на выход

16 устройства, а также на вход управления генератора 15 и на первый вход логического элемента 13. При этом колебания генератора 15 "срываются", 5 157 а на выходе логического элемента 13 образуется импульс, поступающий на вход элемента 11 В результате на выходе последнего формируется опорный сигнал равный Кя с „сигналу HB выходе интегрирующего элемента 10.

По срезу импульса на первом выходе формирователь 4 формирует импульс на втором выходе, поступающий на установочные входы интегрирующих Bs ементов 9 и 10. При этом на выходе интегрирующего элемента 9 образуется сигнал, равный по уровню сигналу на выходе элемента 11, т.е. К с,,а сиге нал на выходе интегрирующего элемента 10 вновь принима"т нулевое значение. Сигнал на выходе детектора 12 принимает значение логического "0", блокирующего ключ 8 и разблокирующего по второму инверсному входу ключ 6.

Пусть на выходе порогового элемента 3 появляется следующий импудьс длительностью . Ключ 7 вновь разблокируется и интегрирующий элемент 20 вновь осуществляет преобразование длительности импульса с коэффициентом преобразования К . Ключ 6

ft g также оказывается разблокированным по обоим входам и сигнал с первого выхода источника 5 поступает на первый сигнальный вход интегрирующего элемента 9., При этом сигнал на выходе последнего уменьшаетс» пропорционально длительности импульса с коэффициентом преобразования

Кп Bi

При 2 2„сигнал на выходе интегрирующего элемента 9 успевает принять нулевое значение до окончания импульса 2 . В этот момент детектор 12 срабатывает, блокируя ключ 6 и разблокируя ключ 8. В результате по срезу импульса жлна выходе 16 устройства вновь появляется импульс, колебания генератора 15 вновь "срываются", сигнал на выходе интегрирующего элемента 10 принимает нулевое значение, а на выходе элемента 11, устанавливается новое значение опорного сигнала, равное К „с . Это же значение сигнала. устанавливается на выходе интегрирующего элемента 9.

При 1. с(Кд /K„„) 2„сигнал на выхо11 де интегрирующего элемента не успевает" принять нулевое значение и в момомент очередного срабатывания формирователя 4 ключ 8 оказывается заблокированным. В результате импульс на выхо3356 6 де 16 устройства и соответственно на входе ".правления элемента 11 не формируется и значение сигнала на выходе этого элемента не изменяется, 5 и оставаясь равным К .с„. Такои же уровень сигнала фиксируется и на выходе интегрирующего элемента 9.

Описанный процесс преобразования

10 длительности импульсов с,,образующихся на выходе порогового элемента 3, и формирование опорного значения, равного максимальному результату преобразования на выходе интегри15 рующего элемента 10, продолжается в том числе и при появлении импульса длительностью с равной .длительносмакс .. ти максимальной паузы. В результате по срезу этого импульса на выходе 16 устройства формируется импульс, а на выходе элемента 11 формируется опорное значение сигнала К „ п1 макс г . соответствующее максимальной паузе сигнала давления впрыска и окончанию

25 процесса установления нормального функционирования устройства. В последующих циклах работы двигателя ключ 8 остается заблокированным до появления очередной паузы сигнала

Зр давления длительностью с и импульс макс на выходе устройства формируется топько по срезу этой паузы, т.е. один раз за цикл работы двигателя,а значение опорного сигнала на выходе

35 элемента 11. колеблется от цикла к циклу в пределах цикловой нестабильности длительности . Фронт иммакс пульса на выходе 16 устройства соответствует моменту достижения фронтом

4р сигнала давления начала процесса впрыска порога переключения V компаратора порогового элемента 3.

При изменении скоро стно го режима работы двигателя (например, из-за

45 .межцикловой нестабильности} в пределах не более 4 = (I-К „ /К ) за цикл процесс формирования отметок цикла не нарушается и к моменту окончания установления нового скоростного режима на выходе элемента 1 устанавливается опорное значение сигнала, пропорциональное новому установившемуся значению длительности паузы

Восстановление функционировамслкс ния устройства при резком снижении скоростного режима обеспечивается импульсами генератора 15.

Функционирование устройства в широком диапазоне частот вращения ко15;3356 ленчатого вала двигателя обеспечивается соответствующим выбором емкости интегрирующих элементов 9 и 10, а колебания амплитуд подвпрысков относительно порога переключения V компаратора порогового элемента 3 подавляются соо тве тсвующим выбором о тношения коэффициентов преобразований и 1 а *

Наличие в устройстве источника опорных сигналов, первого, второго и третьего ключей, первого и второго интегрирующих элементов, элемента памяти, детектора нуля, первого и второго логических элементов ИЛИ и генератора импульсов обеспечивает подавление в широком диапазоне частот вращения коленчатого вала двигателя импульсов давления при подвпрысках топлива как путем амплитудной селекции фронта давления начала впрыска, так и путем временной селек-. ции, предшествующей этому фронту паузы сигнала давления, тем самым повысить точность формирования сигнала отметки цикла.

Формула изобретения

Отметчик цикла дизельного двигателя внутреннего сгорания, содержащий последовательно соединенные датчик давления, усилитель, пороговый элемент, выполненный из коглпаратора и включенного между его сигнальным и опорным входами управляемого источника опорндго напряжения, и формирователь импульсов, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью повышения точности отметки начала цикла, в него дополнительно введены источник опорных сигналов с двумя выходами, первый, второй и третий ключи, каждый из которых выполнен с сигнальным входом и входом управления, причем первый ключ дополнительно снабжен инверсным входом управления, первый и второй интегрирующие элементы, каждый из которых выполнен с установочным и сигнальным входами, причем первый интегрирующий элемент допол5 нительно снабжен инверсным сигнальным входом элемента памяти, выполненный с сигнальным входом и входом управления, детектор нуля, первый и второй двухвходовые логические элементы ИЛИ и генератор импульсов, снабженный управляющим входом и двумя выходами, и формирователь импульсов выполнен с вторым выходом, причем выход порогового элемента соединен с прямым входом управления первого ключа и с входом управления второго ключа, первый и второй выходы источника опорных сигналов соединены соответственно с сигнальными первого и второго ключей, первый выход формирователя импульсов связан через третий ключ с входом управления генератора импульсов и с первым входом первого логического

25 элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с первым выходом генератора импульсов, а выход первого логическо- го элемента ИЛИ подключен к входу управления элемента памяти, второй выход формирователя импульсов соединен с первым входом второго логического элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с вторым выходом генератора, а выход подсоединен к установочным входам первого и второго интегрирующих элементов, выход первого ключа подключен к инверсному сигналь" ному входу первого интегрирующего элемента, выход которого через детектор нуля соединен с входом управления третьего ключа и с инверсным входом управления первого ключа, прямой сигнальный вход первого интегрирующего элемента через элемент памяти подключен к выходу второго интегри- рующего элемента, а сигнальный вход последнего соединен с выходом второ" го ключа.

1573356

1573356