Устройство измерения угла опережения подачи топлива в дизель

 

Изобретение относится к двигателестроению, а именно к средствам измерения угла опережения подачи топлива в дизель, и позволяет повысить достоверность измерения . Устройство содержит датчик 1 перемещения иглы форсунки, датчик 4 верхней мертвой точки, формирователи 2 и 5, схемы 3, 9, 10, 14 совпадения, триггеры 6, 7. 11. 17, умножитель 8 частоты, регистры 15 и 18, переключатель 12, счетчик 13, кнопку 19 сброса и блок 16 индикации. С момента захода поршня в верхнюю мертвую точку вход установки в единицу первого триггера 6 блокируется на время, определяемое емкостью счетчика 13, что позволяет защитить устройство от ложных срабатываний при наличии помех и подвпрысков топлива и, следовательно , повысить достоверность измерения . 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (н>з F 02 М 65/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

6 ИИЯМ

МИ Т .

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4624606/06 (22) 26,12,88 (46) 23.06.91. Бюл. N. 23 (71) Харьковский политехнический институт им. В.И.Ленина (72) А.Ф.Еникеев, А.Н.Борисенко и В.B.Золотых (53) 621.49-444.2 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 1302162, кл. G 01 М 15/00, 1984, (54) УСТРОЙСТВО ИЗМЕРЕНИЯ УГЛА ОПЕРЕЖЕНИЯ ПОДАЧИ ТОПЛИВА В ДИЗЕЛЬ (57) Изобретение относится к двигателестроению, а именно к средствам измерения угла опережения подачи топлива в дизель, и

„,5U „„1657716 А1 позволяет повысить достоверность измерения. Устройство содержит датчик 1 перемещения иглы форсунки, датчик 4 верхней мертвой точки, формирователи 2 и 5, схемы

3, 9, 10, 14 совпадения, триггеры 6, 7, 11, 17, умножитель 8 частоты, регистры 15 и 18, переключатель 12, счетчик 13, кнопку 19 сброса и блок 16 индикации. С момента захода поршня в верхнюю мертвую точку вход установки вединицу первого триггера 6 блокируется на время, определяемое емкостью счетчика 13, что позволяет защитить устройство от ложных срабатываний при наличии помех и подвпрысков топлива и, следовательно, повысить достоверность измерения, 1 ил.

1657716

10

Изобретение относится к диагностированию дизелей, а именно к средствам измерения угла опережения подачи топлива в дизель, Целью изобретения является повышение достоверности измерения угла опережения подачи топлива в дизель.

На чертеже изображена блок-схема устройства, Устройство содержит датчик 1 перемещения иглы форсунки, связанный через первый фдрмирователь 2 с одним из входов схемы 3 совпадения, датчик 4 верхней мертвой точки (ВМТ), связанный через второй формирователь 5 с входом установки в ноль первого триггера 6, вторым входом третьего триггера 7 и входом умножителя 8 частоты, Инверсный и прямой выходы третьего триггера 7 подключены соответственно к другому входу третьей схемы 3 совпадения и одну из входов четвертой схемы 9 совпадения.

Выход третьей схемы 3 совпадения связан с входом установки в единицу первого триггера 6.

Выход умножителя 8 частоты соединен с одним из входов третьей схемы 10 совпадения и другим входом четвертой схемы 9 совпадения. Выход последней подключен к входу четвертого триггера 11, вход и выход которого связаны с неподвижными контактами второй группы тактового переключателя 12. Подвижный контакт второй группы тактового переключателя 12 подключен к входу счетчика 13, выход которого подключен к первому входу третьего триггера 7 и входу сброса в ноль счетчика 13.

Выход первого триггера 6 связан с одним из входов первой схемы 14 совпадения, выход которой подключен к входу первого регистра 15. Выходы последнего соединены с входами блока 16 индикации, Выход второй схемы 10 совпадения подключен к другому входу первой схемы 14 совпадения и входу второго триггера 17. Вход и выход второго триггера 17 связан с неподвижными контактами первой группы тактового переключателя 12. Подвижный контакт первой группы тактового переключателя 12 соединен с входом второго регистра 18, выход которого связан с другим входом второй схемы совпадения 10.

Входы сброса первого 15 и второго 18 регистров связаны с одним из зажимов кнопки 19 сброса, другой зажим которой связан с нулевой шиной питания.

Устройство работает следующим образом.

При измерении угла опережения подачи топлива для двухтактного дизеля подвижные контакты тактового переключателя 12 связаны через неподвижный контакт с входами второго 17 и четвертого 11 триггеров.

При работе дизеля форсунка впрыскивает топливо в цилиндр, благодаря чему датчик 1 перемещения иглы форсунки вырабатывает электрический импульс или несколько импульсов (при наличии подвпрысков или раздроблении впрыска). При передаче сигнала датчика 1 на токоподводящих проводах возникают параэитные наводки, что приводит к ложному срабатыванию первого формирователя 2.

Последний вы рабаты вает последовател ьность прямоугольных импульсов нормированной амплитуды, когорая поступает на первый вход третьей схемы 3 совпадения.

Большую часть времени (имеется ввиду один оборот коленчатого вала) третья схема

3 совпадения закрыта по второму входу сигналом низкого уровня с инверсного выхода третьего триггера 7. Открывается третья схема 3 совпадения перед моментом впрыска топлива в цилиндр и пропускает на вход установки в единицу первого триггера 6 импульс с выхода первого формирователя 2, Первый триггер 6 устанавливается в единичное состояние и на его выходе появляется сигнал высокого уровня.

Спустя некоторое время поршень дизеля заходит в ВМТ и датчик 4 вырабатывает импульс, начало которого соответствует моменту захода в BMT поршня. С помощью второго формирователя 5 этот сигнал преобразуется е прямоугольный импульс нормированной амплитуды и длительностью, равной длительности сигнала датчика 4. По переднему фронту этого импульса срабатывается в ноль первый триггер 6 и устанавливается в единичное состояние третий триггер 7. При этом закрывается третья схема 3 совпадения и открывается четвертая схема 9 совпадения. Первый триггер 6 формирует прямоугольный импульс длительностью, равной времени между срабатываниями датчиков 1 и 4.

Четвертая схема 9 совпадения пропускает на вход счетчика 13 импульсы с выхода умножителя 8 частоты, Частота следования этих импульсов равна fa = k F, где F — частота вращения коленчатого вала;

k — коэффициент умножения умножителя.

При появлении на выходе счетчика 13 импульса сбрасываются в ноль третий триггер 7 и сам счетчик 13, что приводит к отпиранию третьей схемы 3 совпадения и эапиранию четвертой схемы 9 совпадения.

Связь выходов счетчика с его входом сброса можно осуществить и через последовательно связанные дешифратор и переключатель, что позволяет подбором

1657716 положения переключателя более точно подобрать момент отпирания третьей схемы 3 совпадения и, следовательно, улучшить помехозащищенность устройства.

Поскольку частота заполнения счетчика

13 зависит от частоты вращения коленчатого вала, то отпирание третьей схемы 3 совпадения происходит при строго определенном угловом положении коленчатого вала независимо от режима работы двигателя.

Под действием импульсов формирователей 2 и 5 первый триггер 6 переходит иэ одного состояния в другое и вырабатывает в каждом обороте вала (при диагностировэнии двухтактного дизеля) один прямоугольный импульс нормированной амплитуды и длительности, равной интервалу времени от момента начала впрыскэ до момента захода поршня в ВМТ, т.е. времени опережения подачи топлива, Этот импульс поступает на первый вход первой схемы 14 совпадения, отпирая ее.

Цикл измерения угла опережения подачи топлива начинается с момента нажатия кнопки 19 сброса, в результате которого первый 15 и второй 18 регистры обнуляются. При этом на инверсном выходе последнего появляется единичный сигнал, отпирающий по втрому входу вторую схему

10 совпадения, а на табло блока 16 индикации высвечиваются "нули". Вторая схема 10 совпадения пропускает импульсы. вырабатываемые умножителем 8 частоты. Эти импульсы на вход второго регистра 18 через тактовый переключатель 12 поступают непрерывно, а на вход регистра 15 поступают только тогда, когда открыта первая схема 14 совпадения, т.е. при наличии на выходе первого триггера 6 единичного сигнала. Цикл измерения продолжается до тех пор, пока в регистры 15 и 18 идет запись кодов. Как только во второй регистр 18 запишется заранее известное число. равное емкости этого регистра, на его инверсном выходе вместо единичного сигнала устанавливается нулевой и вторая схема 10 совпадения запирается. Цикл измерения заканчивается.

В течение цикла измерения в первый регистр 15 записывается число й1, значение которого в десятичной системе счисления высвечивается на табло блока 16 индикации. За промежуток времени 1з, в течение которого происходит запись упомянутых чисел, коленчатый вал дизеля совершает количество оборотов, равное

m-1з Р

При этом числа N1 u N можно представить выражениями кнопку 19 сброса.

Рассмотрим работу устройства при диагностировэнии четырехтактного дизеля. В этом случае тактовый переключатель 12 устанавливается в такое положение, когда его подвижные контакты через неподвижные контакты связаны с выходами второго 17 и

35 четвертого 11 триггеров. Поскольку в четырехтактном дизеле подача топлива в цилиндр происходит один раз в два оборота коленчатого вала, то датчик 1 вырабатывает импульсы с частотой 0,5 F. Датчик 4 вырабэ40 тывает сигнал с частотой F.

Умножитель 8 частоты формируют последовательность прямоугольных импульсов с частотой fa - kF, которая через схему 9 совпадения и четвертый триггер 11 поступа45 ет на вход счетчика 13. Следовательно, частота заполнения счетчика в два раза меньше, чем при диагностмровании двухтактных дизелей. Поэтому третья схема 3 совпадения заперта в течение большего (в

50 два раза) промежутка времени и открывается перед очередным срабатыванием датчика 1 перемещения иглы.

На вход установки в единицу первого триггера 6 поступают импульсы с частотой

55 0,5 F, на вход установки в ноль — частотой F.

Первый триггер 6 устанавливается в единичное состояние по переднему фронту выходного сигнала второй схемы 3 совпадения, а сбрасывается в ноль импульсом с выхода

Ni - mt fa; и вЮ, где tu — длительность выходного импульса первого триггера 6, а отношение чисел— следующим образом:

N> m tufa F cutu д

N mf3 ШТ 2Л где в — угловая скорость вращения вала;

Т вЂ” период вращения вала дизеля;

2 л- угол поворота sana эа один оборот;

0 — угол опережения впрыска топлива.

Величина tU представляет собой время опережения впрыска топлива, à mt< — угол опережения. Из последнего выражения получаем формулу для вычисления угла опережения впрыска топлива двухтактного дизеля

0=

2ЛИ1

N (в радианах) или д=

360 N<

N (в градусах) Задавая N = 36 10" и выбирая любые целые п, угол опережения впрыска топлива получаем иэ показаний блока 16 индикации путем переноса запятой на п знаков влево, Для повторения измерений надо нажать

1657716 второго формирователя 5. Этот же импульс устанавливает в единичное состояние третий триггер 7. Очередной импульс с выхода второго формирователя 5 трлько подтверждает состояние первого и третьего триггеров. Поэтому эти триггеры в каждом рабочем цикле дизеля вэводятся один раз, В связи с этим длительность выходного импульса первого триггера 6 представляет собой время опережения впрыска топлива.

Цикл измерения начинается с нажатия кнопки 19 сброса, в результате которого регистры 15 и 18 сбрасываются и на цифровом табло блока 16 индикации высвечиваются нули. После сброса второго регистра 18 на его инветерсном выходе появляется единичный потенциал, который открыват вторую схему 10 совпадения. Последняя пропускает импульсы с выхода умножителя

8 частоты на второй вход первой схемы 14 совпадения и на счетный вход второго триггера 17. Так как в рассматриваемом случае импульсы на вход второго регистра 18 поступают с выхода триггера 17, то запись в этот регистр происходит с частотой, вдвое меньше частоты записи в первом регистре

15. При записи во второй регистр 18 заранее известного числа N t, равного емкости этого регистра, на его инверсном выходе устанавливается нулевой сигнал. Последнее приводит к запиранию второй схемы 10 совпадения и окончанию цикла измерения, 8 течение цикла записи длительностью

1з в пврвый регистр 15 записывается число

N >. значение которого в десятичной системе счисления индицируется блоком 16 индикации. Поскольку в рассматриваемом случае запись во второй регистр 18 происходит с частотой 0,5 fg, то время записи числа Nt, т.е. цикл измерения, определяется выражением ©-2N/fg, э коленчатый вэл совершает число оборотов, равное m = АР = 2NF/fg.

Так как один впрыск топлива происходит зэ два оборота вала, то код в первом регистре 15 по окончаниИ цикла измерения определяется выражением

n tu М tu N

М = — tu З = N f tu т в т

Произведение й) tu представляет собой угол опережения впрыска топлива, величина которого определяется следующим образом

0 = (в радианах)

2KNt

N или (2)

8 = — (а градусах)

360 Nt

Иэ сравнения (1) и (2) видно, что формулы для подсчета угла опережения впрыска при диагностировании двухтактного и четырехтактного дизелей одинаковы. Задавая и выбирая любые целые и угол опережения впрыска топлива получаем из показаний блока индикаций путем переноса запятой на и знаков влево.

Для повторения измерения необходимо нажать кнопку 19.

В предлагаемом устройстве с момента захода поршня в BMT вход установки в единицу первого триггера 6 блокируется до очередного срабатывания датчика перемещения иглы форсунки, Поэтому переход триггера 6 иэ нулевого состояния в единичное даже при наличии подвпрысков или дроблении впрыска, а также от различного рода наводок невозможен. Следовательно, запись числа в первый регистр 15 происходит только в интервалы времени от момента начала впрыска до момента захода поршня e BMT, которые соответствуют углу опережения топливоподачи.

Таким образом, устройство обеспечивает более высокую достоверность измерения.

Устройство измерения угла опережения подачи топлива в дизель, содержащее последовательно связанные датчик верхней мертвой точки, второй формирователь, умножитель частоты, вторую схему совпадения, второй триггер, а также тактовый переключатель с двумя группами контактов, каждая из которых имеет два неподвижных и подвижный контакты, второй регистр, кнопку сброса и последовательно связанные датчик перемещения иглы форсунки, первый формирователь, первый триггер, первую схему совпадения, первый регистр и блок индикации, причем один зажим кнопки сброса связан с нулевой шиной питания, а другой соединен с входами сброса обоих регистров, неподвижные контакты первой группы переключателя связаны с входом и выходом второго триггера, а подвижный контакт соединен с входом второго регистра, выход которого связан с другим входом второй схемы совпадения, выход второй схемы совпадения связан с другим входом первой схемы совпадения, а выход второго формирователя связан с другим входом первого триггера, отл ич а ю ш ее с ятем, что, с целью увеличения достоверности измерения, оно снабжено третьей схемой совпадения, включенной между первым формирователем и первым триггером, счетчиком, третьим триггером с прямым и ин50

5

Формула изобретения

1657716

Составитель Г. Кислое

Редактор Н, Лазаренко Техред M.Mîðãåíòâë Корректор М. Максимишинец

Заказ 1698 Тираж 361 Подписное

8НИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. ужгород, ул.Гагарина, 101 версным выходами и последовательно связанными четвертой схемой совпадения и четвертым триггером, причем вход и выход четвертого триггере связаны с неподвижными контактами второй группы тактового переключателя, а его подвижный контакт соединен с входом счетчика, выход счетчика обьединен с его входом сброса и связан с первым входом третьего триггера, второй вход которого соединен с выходом второго формирователя, инверсный выход третьего триггера связан с долгим входом

5 третьей схемы совпадения,a прямой ы д третьего триггера соединен с одним иэ входов четвертой схемы совпадения, другой вход которой связан с выходом умножителя частоты.