Устройство для измерения угла опережения зажигания

 

"=: ::оюэна

@@>@ .™;-о->r.-х нииес.q

ИЗОБРЕТЕН ИЯ «746129

Союз Советски к

Социалистическик

Республик

+ т

< с:

1 .„.м. К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт.свид-ву (51)M. Кл. (22)Заявлено 01,07.77 (2l) 250211l/18-2l

Г 02 Р 17/00 с присоединением заявки .%—

Гооударстеенный комитет (23) Приоритет

Опубликовано07.07.80. Бюллетень %25 но делам изобретений и открытий (53) УД !(621.43. .047(988.8) Дата опубликования описания ) Q.Q7,8Q (72) A вторы изобретения

Л. Г. Бояркин, P. А. Ивашев и Г. Ф. Морозов (71), Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ УГЛА

ОПЕРЕЖЕНИЯ ЗАЖИГАНИЯ

Изобретение относится к импульсной технике, может быть использовано в диагностической аппаратуре двигателей внутреннего сгорания.

Известны устройства для измерения угла опережения зажигания двигателей

5 внутреннего сгорания, содержащее датчики зажигания и верхней мертвой точки с формирователями импульсов на выходах и схему счета импульсов fl).

Недостатком известных устройств является невысокая точность измерения угла опережения зажигания, вызванная тем, что частота заполнения схемы счета импульсов определяется по периоду цикла работы двигателя и тем самым не эавию сит от мгновенной, частоты вращения ва-: ла на интервале измерения угла опереже ния зажигания.

Наиболее близко к предлагаемому устройство для измерения угла опережения зажигания, содержащее датчики зажйгания и верхней мертвой точки, подклточенные соответственно через первый и второй фор.2 мирователи ко входам триггера, датчик частоты вращения, связанный через третий формирователЬ со входом умножителя частоты, схему счета импульсов, распределитель импульсов, второй триггер, элемент задержки и преобразователь кода во временной интервал.

Точность, этого устройства ненамнтзго выше, поскольку значение частоты заполнения схемы счета импульсов определяется по значениям периодов следования импульсов датчика частоты вращения на интервале измерения угла, опережения важигания. Этот недостаток вызывается тем, что при конечном числе импульсов от датчика частоты вращения и при неравно-. мерном вращении вала вследствие его инерционности частота импульсов, вырабатываемая умножителем частоты, также отличается от мгновенной частоты вращения вала на интервале измерения угла опережения зажигания.

746129

3 ..

Мель изобретения — повышение- точ

- ности измерения.

Поставленная цжть достигается тем, что в устройстве, содержащем датчики зажигания и верхней мертвой точки, под. ключевые соответственно через первьщ .и второй формировал ймпульсов ко ,, ходам триггера, датчик частоты вра;шения, связанный через третий формиро- . . ватель имПульсов со входом уйножителя частоты, и схему счета импульсов", рас-; " феделитель импульсов, второй триггер, элемент задержки и преобразователь кода во временной интервал, расИределитель импульсов включен между выходами умно- ..

15 жителя частоты и третьего формирователя имйульсов и первым и вторым входами схемы счета импульсов, соответствующие управляюшие входы распреде пФгеля

Ыпулъсов связаны с выходами триггеров и выходом преобразователя кода во временной интервал, счетный вход последнего подключеи к выходу умножителя частоты, входы запуска и сброса преобразоBaTeJIH coegHHeHbf соответственно с выхо дами второго и третьего формирователей импульсов, а входы. второго триггера .подключены од,ин»непосредственно к выходу первого формирователя импульсов, другой-через элемент задержки — к выЗО ходу третьего формирователя импульсов.

Схема счета импульсов содержит пер-; вый счетчик, выход которого через элемент ИЛИ соединен со входом второго счетчика, причем коэффициент пересчета первого счетчика равен коэффициенту умножения умножителя частоты устройства, а вход первого счетчика и второй вход элемента ИЛИ образуют соответственно первый и второй входы схемы счета импульсов, а преобразователь кода во временной интервал содержит реверсивный счетчик, подключенйый через элемент фиксации нуля к одному из входов триггера, выход которого свя- 4> зан с управляющими входами реверсив ного счетчика и элемента запрета, выход которого соединен с шиной сброса реверсивного счетчика, причем счетный вход реверсивного счетчика, выход триггера, вход элемента запрета,и другой вход триггера образуют соответственно счетный вход, выход и входы сброса и

I запуска преобразователя кода во временной интервал.

На фиг. 1 представлена структурная электрическая схема устройства,- на фиг. 2 - временная диаграмма его работы. ф

Устройство для измерения угла опережения зажигания в двигателях внут- ре п его сгорания включает в себя датчик 1 зажигания, датчик 2 верхней мертвой точки поршня цилиндра, датчик 3 частоты вращения, установленный напротив зубьев венца маховика, формирователи 4-6 импульсов, триггеры 7,8, элемент 9 задержки, умно житель 10 частоты с коэффициентом умножения К, распределитель 11 Импульсов, схему f2 счета импульсов, преобразователь 13 кода во временной интервал и блок 14 индикации.

Схема 12 счета импульсов содержит счетчик 15 с коэффипиейтом пересчета

Кп К>, элемент ИЛИ 16 и счетчик 17.

Преобразователь 13 кода во временной Интервал содержит реверсивный счетчик 18, элемент 19 фиксации нуля, триггер 20 и элемент 21 запрета.

УстрОйство работает следующим. образом.

В момент зажигания датчик 1 вырабатывает импульс, формируемый по форме; и длительчости формирователем 4 (фиг. 2a). Импульс, возникающий на вы- . ходе датчика 2 через угол поворота о6 коленчатого вала в момент прохождения поршнем цилиндра верхней мертвой точки, формируется по форме и длительности формирователем 5 (фиг. 2б). Датчик Зза один оборот коленчатого вала вырабатывает;?, импульсов, а за угол поворота ж"2, импульсов так, что угловое расстояние между двумя соседними импульсами равно ср 360/Г градусам поворота коленчатого вала (фиг,2в). Импульсы датчика 3, сформированные по форме и длительности формирователем 6, постуйают на вход умножителя 10. Последнйй за каждый период следования импульсов формирователя 6 при равномерном вращении коленчатого вала вырабатывает

К„импульсов (фиг, 2г).

Рассмотрим работу устройства при равномерном вращении коленчатого вала. При этом временной интервал Т, между моментами появления импульсов формирователей 4 и 5 пропорционален углу о опережения зажигания. Пусть также моменты появления этих импуль сов не совпадают с моментами появления пульсов формирования 6. Так например, первый на интервале импульс формирователя 6 запаздывает

5 746 относительно " момента появления импу?п, — . са формирователя 4 на интервал времени Т, пропорциональный углу поворота ас . Последний на интервале ", имнульсформирователя 6 опережает момент появления импульса формирователя 5 на интервал времени Т, пропорциональный углу поворота ac > . Тогда

1 1 4- 1 4- 1

И

Ж=a!+OC2+СС 1 где Т вЂ” интервал времени формирования 2 импульсов формирователем 6, пропорциональный углу поворота ос я

Перед появлением импульса датчика 1 распределитель 11 установлен в первое положение, при котором импульсы на его выходах отсутствуют. Импульс формирователя 4, возникающий в момент за20 жигания, изменяет состояние триггеров

7 и 8 так (фиг. 2 д и e), что распределитель 1 1 устанавливается во второе цоложение, при котором импульсы с выхода,умножителя 10 начинают поступать на вход счетчика 15 схемы 12 (фиг.2ж).

Через интервал времени Т, вырабатывается первый на интервале Т,„импульс формирователя 6. Задержанный на время, равное своей длительности, элементом 9 импульс формирователя 6 устанавливает триггер 8 в исходное состояние, что вызывает переключение распределителя 11 в третье положение, В результате после окончания первого импульса формирователя 6 выход распределителя 11 через

35 элемент ИЛИ 16 подключается ко входу счетчика 17 схемы 12, а импульсы умножителя 10 прекращают поступление на вход счетчика 15. В последнем фиксируется некоторое число N 1, численно равное углу поворота о „, за интервал временц 71

Импульсы формирователя 6 подсчитываются счетчиком 17 (фиг. 2з) с ве- 4 совым значением (, равным коэффициенту пересчета счетчика 15, т,е. одна единица счета счетчика 17 соответствует увеличению числа в схеме 12 . на (1? . Одновременно импульсы форми50 рователя 6 поступают на вход сброса преобразователя 13, на счетный вход которого поступают импульсы умножителя 10. Б результате к моменту появления каждого следующего импульса фор55 мирователя 6 в преобразователе 13 фиксируется код числа поступивших на его счетный вход импульсов умножите ля 10.

129 Через интервал времени 11 после появления 2, -го импульса формирователя 6 в момент прохождения верхйей мертвой точки поршня пилиндра срабатывает формирователь 5. ИмпУльс с выхода последнего сбрасывает триггер 7 в исходное состояние и одновременно поступает на вход запуска преобразователя 13, К этому моменту в счетчике 17 оказывается зафиксированным число N = Z - 1, численно равное углу пово- рота Ы за интервал времени Т, а в преобразователе l3 — некоторое число

N, численно равное углу поворота с

,коленчатого вала за интервал време3, ни 1э а

В момент запуска преобразовате?и 13 вырабатывает сигнал (фиг, 2 и), возвращающий распределитель 11 во второе положение, и импульсы умножителя 10 вновь начинают поступать йа вход счетчика 15 схемы 12. Длительность сигнала на выходе преобразователя 13 пропорциональна зафиксированному в нем коду числа Ч и при равномерном вращении вала равна интервалу времени Т . В .результате на вход счетчика 15 дополнительно поступает Н импульсов умножителя 10 (фиг. 2 ж), численно равное углу поворота с

По окончания сигнала преобразователя 13 распределитель 11 возвращается в исходное первое положение, при котором прекращается поступление импульсов на входы схемы 12. Таким образом, в счетчике 15 будет зафиксировано число и + Н, численно равное сумме углов поворота M 1 +о коленчатого вала, а суммарное число в схеме 12

i 3 2.? что численно равно сумме углов поворота

oL, M -> а, т.е. углу ос опережения зажигания.

Если Й, + К )К и, в процессе счета счетчик 15 переполйяется и формирует импульс, поступающий через логический элемент 16 на вход счетчика 17, и к концу счета в счетчике 15 фиксируетсЯ число И,+ Ng-ô а в счетчике 17число 3

Код числа, зафиксированного в схеме

12; по заднему фронту импульса- преобразователя 13 поступает в блок 14, где преобразуется в форму, удобную для

1 отсчета. При поступлении . следующего импульса формирователя 4 цикл измерения повторяется.

7 746 129 8

При неравномерном вращении колен- внутре прего сгорания, содержащее дат1 чатого вала вследствие инерционности чики зажигания и верхней мертвой умножителя 10 последний на своем — точки, подключенные соответстве пю че выходе в течение периода входных им рез первый и второй формирователя импульсов вырабатывает число импульсов 5 пульсов ко входам триггера, датчик не равное 1(у . Однако, так как число частоты вращения, связанный через треимпульсов, поступающих с выхода фор- тий формирователь импульсов со входом мрват 6 íà угле поворота Ы, не умномителя ча ты схему счета зависит от отмеченного свойства умно- пульсов, распределитель импульсов, втожителя 10, то дополнительная погреш t0 рой триггер, элемент задержки и преность измерения угла, вызванная образователь кода во временной интернеравномерностью вращения угла вала, вал, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, определяется только погрешностью изме- с целью повышения точности измерения, репия углов о и поворота распределитель импульсов включен между

Преобразование ко@а числа Й во

15 выходами умножителя частоты и третьевременной инз .ервал осуществляется го фоРмиРователЯ импУльсов и первым следующим образом go запуска преобра и вторым входами схемы счета импульэователя 13 сигнал на выходе триггера . сов, соответствующие Управлиющие входы

20 отсутствует. При этом реверсивный распределителя импульсов связаны с высчетчик 18 работает в режиме сложе- 20 ходами триггеров и выходом преобразования, а элемент 21 запрета разблокиро- теля кода во временной интервал, счетван. Импульсы сброса преобразователя ный вход последнего подключен к выхо13 проходят через элемент 21 и сбра- ду умножителя частоты, входы запуска сывают реверсивный счетчик 18 в ну- и сброса преобразователя соединены соотлевое состояние. На интервале време 25 ветственно с выходами второго и ни 7> на счетный вход счетчика 18 третьего формирователей импульсов, а поступает М импульсов. В момент эа- входы второго триггера подключены один»пуска триггер 20 срабатывает и форми- непосредственно к выходу первого формирует сигнал, поступающий на выход пре- Рователя импульсов, другой — через элеобразователя 13 и одновременно пере- ЗО мент задержки -к выходу третьего фор ключающий реверсивный счетчик 18 в мирователя импульсов. режим вычитания и блокирующий элемент запрета 2 1. При поступлении на счет- 2. Устройство по п. 1, о т л и ч а— ный вход счетчика 18 вновь N импульсов ю щ е е с я тем, что схема счета им8 последний устанавливается в нулевое пульсов содержит первый счетчик, выиe zoторое фиксируeтся эллен хоg о Ро о черe3 о ический элеме ,ИДИ соединен со входом второго счетси нал перекл чает тригрер 20 в исход- чика, пРичем коэффициент пеРесчета ное состоя,ие. Пр зт,,м счет х 18 пеРвого счетчика Равен коэффициентУ перекл чае я вновь в Ре, вы ания фр умножения умножителя частоты fcTpoH— ства, а вход первого счетчика и второй длительность сигнала на выходе вход логического элемента ИЛИ обРазуют гера 20 пор на на коду сл м соответственно первый и втоРой входы

1 зафиксированному в реверсивном счетсхемы счета импульсов. чике 18 до запуска преобразователя 13, 45 3 У стройство по п. 1, о т л и ч а юи частоте следования импульсов счета.- щ е е с я тем, что преобразователь

Введение в устройство новых связей, кода во временной интервал содержит позволяет повысить точность изме ения о ть измеРения реверсивный счетчик, подключенный через поскольку дополнительная пог ешность -:"<о р шност " элемент фиксации нуля к одному иэ вхоизмерения угла опережения зажигания, дов триггера, выход которого связан с вызываемая неравномерностью вращения управляющими входами реверсивного вала, определяется неравномерностью счетчика и элемента запрета, выход ковала только на малых участках измеряе- торого соединен с пикой сброса реверсивмого угла,. ного счетчика, причем счетный вход ре55 ф о р м у л а и з о б р е т е н и я веРсивного счетчика, выход тРиггеРа, вход элемента запрета и другой вход

1. Устройство для измерения угла триггера образуют соответственно счетОпережения зажигания в двигателях ный вход, выход и входы сброса и за746129, а

55 ццрддд дамаэ 4719/51 Тираж 608 Поапнсное

Филиал ППП "Патент, г. Ужгорон, ул. Проектная, 4

9 пуска преобразователя кола во времен ной интервал.

Источники ннформации, приняться во внимание при экспертизе

1. Патент СШЛ № 3976043, кл. 123 — 148Г, опуб лп<. 1976.

2. Патент CIJIA ¹ 399041 7, кл. 123-117Р», опублик. 1976 (прототип).