Устройство для обнаружения детонаций в отдельных цилиндрах двигателя внутреннего сгорания

 

Изобретение относится к диагностированию двигателей внутреннего сгорания (ДВС), в частности к устройствам для обнаружения детонационного сгорания топлива в цилиндрах двигателя, и может быть использовано в составе систем управления зажиганием ДВС. Цель изобретения - повышение точности обнаружения уровня детонации в каждом цилиндре двигателя. Цель достигается за счет исключения влияния импульсов фонового шума, возникающих при работе двигателя, на информационный сигнал вибродатчика. Последнее достигается путем выделения углового сектора поворота коленчатого вала, в пределах которого обеспечивается сравнение амплитуды сигнала датчика детонации с уставкой. Причем в устройстве обеспечивается коррекция сигнала уставки допустимой детонации по режимам работы ДВС. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5D 4 С 01 Ь 23 22

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4264187/25-06 (22) 16.06.87 (46) 07.10.89. Бюл. Р 37 (72) П.С.Пынтиков и С.А.Болотов (53) 621.436.001.5 (088.8) (56) Патент США Р 45 12310, кл. F 02 Р 5/04, опублик. 1985 ° (54) У(",ТРОЙСТВО ДЛЯ ОБНАРУЖЕНИЯ ДЕТОНАЦИЙ В ОТДЕЛЬНЫХ ЦИЛИНДРАХ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ (57) Изобретение относится к диагностированию двигателей внутреннего сгорания (ДВС), в частности к устройствам для обнаружения детонационного сгорания топлива в цилиндрах двигателя, и может быть использовано в сосУстройство относится к диагно 1прованию двигателей внутреннего сгорания (ДВС), в частности к устройст- вам для обнаружения детонационного сгорания топлива в двигателях, и может быть использовано в составе систем управления зажиганием ДВС.

Целью изобретения является повышение точности обнаружения -уровня детонации в каждом цилиндре двигателя.

На чертеже представлена схема устройства.

Устройство содержит подключенный входом к датчику детонации первый усилитель 1, выход которого чере блок 2 нормировки, фильтр 3 связан с входом пикового детектора 4 и информационным входом первого ключа 5.

Выход детектора 4 подключен к инфор„,80„„1513378 А 1

2 таве систем управления зажиганием

ДВС. Цель изобретения — повьппение точности обнаружения уровня детонации в каждом цилиндре двигателя.

Цель достигается за счет исключения влияния импульсов фонового шума, воз- никающих при работе двигателя, на информационный сигнал вибродатчика.

Последнее достигается путем выделения углового сектора поворота коленчатого вала, в пределах которого обеспечивается сравнение амплитуды сигнала датчика детонации с уставкой.

Причем в устройстве обеспечивается коррекция сигнала уставки допустимой детонации по режимам работы ДВС.

1 ил. м.1ционным вхопам второго ключа 6 и третьего ключа 7, выход которого через второй усилитель 8 подключен к информационному входу четвертого ключа 9, а выход последнего через резистор 10 связан с первым входом схемы

11 сравнения, второй вход которой

1подключен к выходу детектора 4, а третий вход выполнен для подключения . к формирователю сигнала разрешения (не показан).

Выход формирователя 12 углового сектора подключен к управляющим входам первого, третьего и четвертого ключей 5, 7.и 9 и первому входу формирователя 13 импульса записи, пер" вьп" ыход которого подключен к управляющему входу второго ключа 6, а второй его выход связан с первой группой входов первого блока 14 двухвхо3 1513378 довых элементов И, выходы которого подключены к соответствующим входам первой группы входов блока формирования опорных сигналов, входы вто5 рой группы которого подключены к первому входу схемы 11 сравнения.

Блок формирования опорных сигналов выполнен в виде групп из последовательно соединенных коммутаторов 15, снабженных информационным и управляющим входами, и конденсаторов 16, число которых равно числу цилиндров двигателя. Информационные входы коммутаторов 15 образуют вторую группу входов блока, первую группу входов которого образуют управляющие входы коммутаторов 15, Вторые выходы кон.денсаторов 16 и выходы ключей 5 и 6 связаны с общей шиной источника пита- 20 ния (не показан). Счетчик 17 выполнен с счетным входом для подключения к датчику положения коленчатого вала двигателя, установочным входом для подключения к блоку начальной ус- 25 тановки и входом сброса, выходы счетчика 17 связаны с входами дешифратора 18, первый и второй выходы которого подключены соответственно к первому и второму входам формирователя

i2, а третий его выход — к входу сброса счетчика 17 и входу распределителя 19 уровней, выходы которого связаны с соответствующими входами второй группы блока 14 и входами пер35 вой группы второго блока 20 двухвходовых элементов И, вторая группа входов которого и второй вход формирователя 13 подключены к выходу схемы сравнения оличество элементов вы 40 ходов и входов в первой и второй группах входов блоков 14 и 20 и выходов дешифратора 19 равно числу цилиндров двигателя. !

Устройство работает, следующим об- 45 разом.

Сигнал с датчика детонации через усилитель 1 поступает на вход блока

2 нормировки.

Пронормированный по амплитуде сиг- 50 нал поступает в фильтр 3, на выходе которого появляются импульсы с частотой заполнения, соответствующей частоте вибраций двигателя при детонации, которые возникают при йормальном сгорании топлива (импульсы фонового шума), детонационном сгорании (импульсы детонации) и от механических ударов при срабатывании клапанов, распределительного вала и других узлов двигателя (импульсы помехи).

Эти импульсы имеют изменяющуюся в каждом полуобороте коленчатого вала двигателя амплитуду, длительность и фдрму, причем с увеличением частоты вращения коленчатого вала двигателя амплитуды и частота следования импульсов увеличиваются независимо и по произвольному закону. Сигнал с выхода фильтра 3 поступает на вход пикового детектора 4 только тогда, когда ключ 5, подключенный к входу пикового детектора 4, находится в закрытом состоянии

Управляющий сигнал для закрытия ключа 5 разрешения прохождения сигнала вырабатывается в результате обработки угловых. импульсов и импульсов начальной установки, поступающих на входы счетчика 17 угловых импульсов.

Импульс начальной установки, появляющийся в момент прохождения поршнем определенного цилиндра верхней мертвой точки, периодически устанавливает счетчик 17 угловых импульсов в.исходное состояние. Угловые импульсы, определяющие угловое положение коленчатого вала двигателя, преобразуются счетчиком 17 угловых импульсов в цифровой код.

Дешифратор 18 выделяет угловые импульсы, которые определяют начало и конец углового сектора, в котором возникает детонационное сгорание топлива. Импульсы начала и конца углового сектора поступают на входы формирователя 12 импульса углового сектора, который формирует импульс, поступающий на управляющие вхбды ключей 5, 17 и 9, и переводит их на время действия импульса в закрытое состояние. В результате пиковый детектор 4 обрабатывает сигнал с фильтра 3 только в заданном угловом секторе.

На выходе пикового детектора 4 сигнал запоминается и одновременно постугает на второй вход схемы

11 сравнения. Одновременно импульс углового сектора с выхода формирователя 12 поступает на первый вход формирователя 13 импульса записи, подготавливая последний для выдачи импульса записи. С второго выхода формирователя 13 этот импульс углового сектора без изменения длительности поступает на объединенные входы пер5 15 ,вой группы блока 14. На одном из входов второй группы блока 14 присутствует разрешающий уровень, по-.— ступающий с соответствующего выхода распределителя 19 уровней, а на соответствующем выходе одного из элементов И блока 14 появляется импульс углового сектора. который поступает на управляющий вход одного из соответствующего коммутатора 15.

Опорный уровень для определенного цилиндра с соответствующего накопительного конденсатора 16 поступает на первый вход схемы .11 сравнения, которая выдает логический импульс детонации только при наличии сигнала разрешения на третьем входе и при превышении текущим значением сигнала в угловом секторе опорного уровня данного цилиндра. Сигнал разрешения поступает на третий вход схемы 11 сравнения тогда, когда двигатель внутреннего сгорания работает в детонационно опасной зоне, т.е. при определенных значениях нагрузки на валу двигателя и частоты вращения коленчатого вала. По срезу импульса углового сектор ключи 5, 7 и 9 отKpbtBBfoTc. ÿ. Формирователь 13 импульса записи при отсутствии детонации в данном цилиндре (отсутствует логический импульс детонации с выхода схемы 11 сравнения) вырабатывает импульс записи постоянной длительности, который IIQ цепи прохождения импульса углового сектора поступает на управляющий вход коммутатора 15 накопительного конденсатора данного цилиндра и удерживает его в откры.том состоянии. Хранимое в пиковом детекторе 4 текущее значение фонового шума данного цилиндра через от крытый первый ключ 7, усилитель 8, открытый второй ключ 9, резистор 10, открытый коммутатор 15 данного цилиндра в течение действия импульса записи поступает в накопительный конденсатор 16 данного цилиндра для уточнения величины опорного уровня.

По срезу импульса записи комутатор

15 накопительного конденсатора данного цилиндра закрывается. а формирователь 13 импульса записи вырабатывает импульс сброса, который I:оступает на управляющий вход ключа 6 и переводит его в открытое состояние до начала формирования следующего импульса углового сектора, при этом

13378 6 обеспечивается разряд накопительной емкости пикового детектора.

В конце такта рабочего хода данного цилиндра, когда поршень следующего цилиндра, в котором начинается такт рабочего хода, находится в верхней мертвой точке, дешифратор 18 импульсов начала и конца углового сектора вырабатывает импульс, которь и поступает на вход начальной установки счетчика 17 угловых импульсов, устанавливая последний в исходное состояние, и на счетный вход распределителя 19 уровней, который вырабатывает разрешающий уровень для управления коммутатором 15 накопительного конденсатора следующего по порядку работы цилиндра двигателя. Процесс

20 формирования импульсов управления ключами повторяется.

При наличии детонации в определенном цилиндре схема 11 сравнения вы ает логический импульс детонации, который одновременно поступает на обьед ненные входы второй группы блока 20 и второй вход формирователя 13 импульса записи. На одном из входов первой группы двухвходовых элементов И, подключенных к соответствующим выходам распредели еля 19 уровней, присутствует разрешающий уровень для данного цилиндра. В результате логический импульс детонации появляется на соответствующем выходе блока 20, который идентифицирован с данным цилиндром.

При поступлении логического импульса детонации на второй вход формирователя 13 импульса записи последний не вырабатывает импульс записи, а сразу формирует импульс для разряда накопительной емкости пико вого детектора 4, исключая этим учас45 тие импульса детонации в формировании опорного уровня для данного цилиндра.

Формула из обретения

5р Устройство для обнаружения детонаций в отдельных цилиндрах двигателя внутреннего сгорания, содержащее первый усилитель с входом для подключения к датчику детонации, фильтр, 55 схему сравнения, второй усилитель, ре- =тор, блок формирования опорных сигналов, выполненный в виде групп по числу цилиндров из последователь но соединенных коммутатора и конден1513378 сатора каждая, причем информационные входы коммутаторов образуют вторую группу входов, а управляющие входы коммутаторов образуют первую группу

5 входов блока формирования опорных сигналов, распределитель уровней с числом выходов по числу цилиндров и источник питания, выход первого уси-. лителя через фильтр соединен с вторым входом схемы сравнения, резистор одним выводом соединен с второй группой входов блока формирования опорных сигналов, входы первой группы ,блока формирования опорных сигналов связаны с соответствующими выходами распределителя уровней, а вторые выводы конденсаторов каждой группы блока формирования опорных сигналов общей шине HcTQMHHKR IIH o тания, о т л и.ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности определения уровня детонации в каждом цилиндре, в устройство дополнительно введены первый — четвертый ключи, каж- 5 дьп из которых имеет информационный и управляющий входы, блок нормировки, пиковый детектор, формирователь углового сектора с двумя входами, формирователь импульса записи с двумя входами и двумя выходами, первый и второй блоки двухвходовых элементов И, имеющих первую и вторую группы входов с числом входов в группе и выходов по чиспу цилиндров двигателя, счетчик со счетным входом для подключения к датчику положения коленчатого вала, входом начальной установки для подключения к блоку начальной установки и входом сброса, и дешифратор с тремя выходами, схема сравнения выполнена с третьим входом для подключения к формирователю сигнала разрешения, причем блок нормировки установлен в линию связи между выходом первого усилителя и входом фильтра, пиковьп детектор установлен в линию связи между выходом фильтра и вторым входом схемы сравнения, первьп вход которой соединен с второй группой входов блока фор,мирования опорных сигналов, выход фильтра дополнительно подключен к информационному входу первого ключа, а выход пикового детектора дополнительно соединен с информационными входами второго и третьего ключей, выход последнего подключен к входу второго усилителя, выход которого через четвертый ключ соединен с BT(рым выводом резистора, выход формирователя углового сектора подключен к управляющим входам первого, третьего и четвертого ключей и первому входу формирователя импульса записи, первый выход которого подключен к управляющему входу второго ключа, а второй его выход соединен с первой группой входов первого блока двухвходовых элементов И, установленного в линию связи между распределителем уровней и блоком формирования опорных сигналов, причем входы второй группы входов блока двухвходовых элементов И подключены к соответствующим выходам распределителя уровней, а выходы блока двухвхадовых элементов И соединены с соответствующими входами первой группы входов блока формирования опорных сигналов, выходы счетчика соединены с входами дешифратора, первый и второй выходы которого подключены соответственно к первому и второму входам формирователя углового сектора, а третий выход дешифратора соединен с входом сброса счетчика и входом распределителя уровней, выходы которого дополнительно подключены к соответствующим входам первой группы входов второго блока двухвходовых элементов И, вторая группа входов которого и второй вход формирователя импульса записи соединены с выходом схемы сравнения, выходы первого и второго ключей подключены к общей шине источника питания, а выходы второго блока двухвходовых элементов И являются выходами устройства.

1513378 угнал

Составитель А.Золотов

Техред А.Кравчук Корректор С.Шекмар

Редактор Н.Гунько

Заказ 6075/45 Тираж 789 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобре :иям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101