Измеритель фазовых характеристик двигателя внутреннего сгорания
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Союз Советских
Социалистическик
Республик
< !96451 0 ( J (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 17.12. 80 (21) 3220083/25-06 (51) М. Кл. с присоединением заявки № (23) Приоритет
G 01 б 23/08
Государственный комитет
СССР по делам изобретений и открытий
Опубликовано 07. 10,82,Бюллетень ¹ 37
Дата опубликования описания 07..10 ° 82 ($3) УДК 621. 43.0014. 5 (088. 8) 4
СФЧЯЧ g
i 4ТЕНТнфГЕХМНЧЕСКАф
ВЫБЛИОТЕКй (72) Автор изобретения
A.Í. Пойда
Харьковский ордена Ленина политехнический институт им. В.И. Ленина (71) Заявитель (54) ИЗМЕРИТЕЛЬ ФАЗОВНХ ХАРАКТЕРИСТИК
ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ
Изобретение относится к средствам для диагностики испытания двигателей внутреннего сгорания, преимущественно тех, которые служат для определения фазовых моментов достижения определенных параметров рабочего процесса.
Известны измерители фазовых характеристик двигателя внутреннего сгорания, содержащие датчик верхней мертвой точки, делитель частоты, 0-триггер и сумматор, связанные последовательно, датчик процесса с усилителем, и частотомер, причем выход делителя связан также с сумматором.
Известные устройства определяют фаэовые характеристики процессов, имеющих четко выраженное начало, например углы опережения зажигания, опережения впрыска (1 1.
Недостатком известных устройств является низкая точность определения фазовых характеристик процессов, не имеющих ярко выраженного фронта сигнала начала процесса, например фазы достижения максимального давления сгорания.
Цель изобретения — повышение точности определения фазовых характеристик различных процессов.
Поставленная цель достигается тем, .что измеритель содержит дифферен. циатор, фильтр и триггер Шмитта, связанные последовательно и включенные между усилителем и входом 0-триг- гера, а также клапан, включенный между сумматором и частотомером, выход которого связан с входом клапана.
На фиг. 1 приведена схема измерителя, например, угла, соответствующего максимальному давлению сгорания;.на фиг. 2 - диаграмма, пояснякщие его работу.
Предлагаемый измеритель содержит датчик 1, например, давления, датчик 2 верхней мертвой точки и связанные между собой. электрический индикатор 3 максимума давления, селектор 4 времени и частотомер 5. Индикатор 3 максимума давления содерхсит .включенные последовательно усилитель
6, дифференциатор 7, фильтр 8 и триггер 9 Шмитта. Вход усилителя 6 соединен с датчиком 1 давления.
Селектор 4 времени содержит включенные последовательно делитель 10 частоты, связанный с ним по 0-входу
0-триггер 11, подключенный одним
З0 входом к нему сумматор 12 по модулю
964510 два и связанный с ним одним входом клапан 13, второй вход которого связан с выходом эталонной частоты частотомера 5, а выход со счетным входом частотомера 5. Причем датчик 2 верхней мертвой точки подключен к входу усилителя 10 частоты, а выход триггера Шмитта 9 - к 0-входу 0-триггера 11.
Работа измерителя угла, соответствующего максимальному давлению сгора- 10 ния, заключается в следующем.
Сигнал датчика 1 давления поступает на вход индикатора: 3 максимума давления, где вырабатывается сигнал, соответствующий максимальному давлению сгорания, Сигнал датчика 2 верхней мертвой точки поступает на вход селектора 4 времени, который выделяет интервал времени между верхней мертвой точкой и моментом дости.жения максимального давления. Эти временные интервалы выделяются в каждом рабочем цикле и заполняются импульсами эталончой частоты и считываются частотомером 5.
Работа индикатора 3 максимума давления основана на свойствах функции скорости нарастания давления, получаемой путем дифференцирования . ЗО сигнала датчика 1 давления, подаваемого через усилитель 6 на вход дифференциатора 7. При достижении давления максимального значения функция скорости нарастания равна нулю. 35
Поэтому полученный на выходе дифференциатора 7 сигнал, пропорциональный скорости нарастания давления через фильтр 8, срезающий высокочастотные . помехи, подается на вход триггера 4О
Шмитта, который формируется из этого сигнала прямоугольный импульс, фронт которого соответствует максимальному давлению сгорания.
Селектор 4 времени формирует ин- 45 тервал времени, лежащий между верхней мертвой точкой и фронтом прямоугольного импульса на выходе триггера
Шмитта 9. С целью повышения поме.хоустойчивости в селекторе времени используется 0-триггер 11, на Свход которого подается сигнал с триггера 9 Шмитта, и на вход D-сигнал с делителя 10 частоты, на вход которого подаются сигналы датчика 2 верхней мертвой точки. Для четырехтактного двигателя делитель 10 частоты
° должен иметь коэффициент. деления четыре,а для двухтактного - два.
Так как уровень напряжения на О входе триггера 11 изменяется по сигна- лам:датчика 2 верхней мертвой точки в результате деления делителем 10 раньше, чем поступает импульс на его С-вход, информация на выходе триггера 11 изменяется на противопо- 65 ложную по приходу каждого фронта . импульса с триггера 9 Шмитта.
Выделение интервала времени, соответствующего углу поворота коленчатого вала от верхней мертвой точки до момента достижения максимума давления сгорания, осуществляется сумматором 12 по модулю два, на выходе которого формируется импульс положительной полярности при смене логических уровней на 0-входе и выходе D-триггера 11, куда подключены входы сумматора.
Таким образом, на один вход клапана 13 поступают импульсы с сумматора 12 по модулю два, длительностью, 2, а на другой вход — импульсы эталонной частоты f< с выхода частотомера 5. В результате на выходе клапана 13 формируются пакеты импульсов, число которых в каждом пакете о о
Пакеты следуют с частотой f следования рабочих циклов и поступают на счетный вход частотомера 5, работающего в режиме измерения частоты. В этом случае в частотомере 5 формируется интервал времени, в течение которого ведется измерение. Результат измерения представляется на цифровом индикаторе частотомера 5 в виде числа
Д = p f pf
Так как угол поворота коленчатого вала Ч от верхней мертвой точки до момента достижения максимума давления и интервал времени,. соответствуниций ему, связаны зависимостью
"- чи 1 для двухтактного двигателя i = 2 для четырехтактного, то 0. 360 — и. о Если выбрать для двухтактного двигаTen< о= 360, и для четырехтактного ,%fan= 720, показания N частотомера соответствуют углу поворота вала 1Ч2 и не требуют пересчета. Результат измерения может. быть отпечатан с помощью цифропечатающего устройства, подключаемого к частотомеруе 964510 Формула изобретения Риг. f Измеритель фазовых характеристик двигателя внутреннего сгорания, содержащий датчик верхней мертвой точки, делитель частоты, b -триггер и сумматор, связанные последовательно, датчик процесса с усилителем и частотомер, причем выход делителя связан также с сумматором, о т л И ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения точности, измеритель содержит дифферен,.циатор, фильтр и триггер Имитта, связанные последовательно и включен-: ные между усилителем и входом 9-триггера, а также клапан, включенный между сумматором и частотомером, выход которого связан с входом клапана. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР Р 265514, кл. 6 01 М 15/00, 1968 ° 964510 Юэк Ф Выл. Р 8па.-2 Air, f0 ди, . 1 8sa. 11 Яы,г. О чьи. E Ф иг. Г Заказ 7618/23 Тираж 887 ВНИИПИ Государственного комитета .СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5 Подписное Филиал ППН "Патент", г.Ужгород, ул.Проектная, 4 Составитель Н. Патрахальцев Редактор Г. Безвершенко Техред М.Коштура Корректор . д орректор M. демчик
