Устройство для измерения мощности цилиндров двигателя внутреннего сгорания

 

Изобретение относится к приборостроению и может быть использовано для определения мощности двигателя внутреннего сгорания. Цель изобретения - повышение точности измерений и снижение трудоемкости в условиях эксплуатации. Сущность изобретения: наряду с датчиком частоты вращения вала двигателя 1. селектором уровня 11, последовательно соединенными датчиком синхронизации 4, блоком формирования начала отсчета угловых меток 5 и блоком синхронизации начала отсчета угловых меток 6, задатчиком угловых меток цикла 8, дифференциатором 13, задатчиком номеров угловых меток цилиндров 9 и индикатором 15 устройство содержит преобразователь временного интервала в код 2, регистр временного хранения 3, блок регистров сигнала 7, блок вычисления среднего значения частоты вращения за цикл 10. задатчик частоты измерения мощности 12, блок хранения ускорений и вычисления коэффициента неравномерности 14, генератор тактовых импульсов 16 и схему подготовки к работе 17. Преобразователь временного интервала в код 2 содержит триггер управления записью 18, две схемы совпадений 19 и 20, счетчик тактовых импульсов 21 и счетчик управления записью 22. Положительный эффект: благодаря ликвидации многократных измерений в тестовых режимах разгона-выбега, двигателя упрощается эксплуатация устройства. За счет устранения инерционности фильтров и сохранения идентичных условий работы цилиндров по температурному и скоростному режимам и расходу топлива повышается точность измерений. 1 з. п. ф-лы. 3 ил. ел С j 00 Ю 00 Ю 00

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (s<)s G 01 1. 23/08

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) К ABTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4866570/10 (22) 02.07,90 (46) 23.01.93. Бюл. N. 3 (71) Сибирский научно-исследовательский институт механизации и электрификации сельского хозяйства, Киевское производственное объединение "Точэлектроприбор" и

Опытное проектно-конструкторско-технологическое бюро Сибирского научно-исследовательского института механизации и электрификации сельского хозяйства (72) И.П. Добролюбов, Г.П, Бобрышев, А,П.

Тюпа, А.M.×åêðûãý, В.М. Лившиц и С.В. Самойлов (56) Авторское свидетельство СССР

Nò 601586, кл. 6 01 (23/08, 1976.

Авторское свидетельство СССР

N 1183846, кл. G 01 (23/08, 1983, (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ

МОЩНОСТИ ЦИЛИНДРОВ ДВИГАТЕЛЕЙ

ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ (57) Изобретение относится к приборостроению и может быть использовано для определения мощности двигателя внутреннего сгорания, Цель изобретения — повышение точности измерений и снижение трудоемкости в условиях эксплуатации. Сущность изобретения; наряду с датчиком частоты вращения вала двигателя 1, селектором. Ж, 1789898 A l уровня 11, последовательно соединенными датчиком синхронизации 4, блоком формирования начала отсчета угловых меток 5 и блоком синхронизации начала отсчета угловых меток 6, задатчиком угловых меток цикла 8, дифференциатором 13, задатчиком номеров угловых меток цилиндров 9 и индикатором 15 устройство содержит преобразователь временного интервала в код 2, регистр временного хранения 3, блок регистров сигнала 7, блок вычисления среднегозначения частоты вращения за цикл 10. задатчик частоты измерения мощности 12, блок хранения ускорений и вычисления коэффициента неравномерности 14, генератор тактовых импульсов t6 и схему подготовки к работе 17, Преобразователь временного интервала в код 2 содержит триггер управления записью 18, две схемы совпадений 19 и 20, счетчик тактовых импульсов 21 и счетчик управления записью

22, Положительный эффект: благодаря ликвидации многократных измерений в тестовых режимах разгона-выбега двигателя упрощается эксплуатация устройства. За счет устранения инерционности фильтров и сохранения идентичных условий работы цилиндров по температурному и скоростному режимам и расходу топлива повышается точность измерений. 1 з. и. ф-лы. 3 ил.

1789898

Изобретение относится к области приборостроения и может быть использовано для определения мощности двигателя внутреннего сгорания (ДВС). . Известно устройство для измерения мощности ДВС, содержащее датчик частоты вращения вала двигателя, связанный выходом с селектором уровня и входом блока формирования угловых меток, датчик синхронизации, связанный своим выходом с входом блока формйффанЬя начала отсчета угловых меток, с установочным входом предыдущего блока, первым установочным входом задатчика номера угловой отметки и установочным входам распределителя сигналов; выход указанного задатчика соединен с управляющим входом блока формирования угловых отметок, а его уп равляющий вход — с выходам этого блока и входом распределителя сигналов; блок синхронизации, первый вход которого соеди-. нен с выходом селектора уровня и первым входом сигнализатора, а выход — с управляющими входами блока ключей и блока формирования начала отсчета угловых отметок; генератор импульсов образцовой частоты, связанный со счетным входом счетчика импульсов, подключенного через вентили к информационному входу вычислителя.

Причем первый вход распределителя сигналов соединен со вторым входом блока синхронизации, второй — с установочным входам счетчика импульсов, а третий и четвертый входы через блок ключей соединены соответственно с управляющим входом вентилей и со входам управления вычислителем, вторым входом сигнализатора и вторым установочным входом эадатчика.

Недостатками известного устройства являются сложность, низкая точность измерения и невозможность оценки цилиндровых мощностей на выбеге. Это вызвано наличием колебательной составляющей угловой скорости из-за переменности сил горения и инерционных сил, значительным ростом инерционных сил по сравнению с газовыми в области номинальной частоты вращения, отсутствием синхронизации на выбеге, Известно также устройство для измерения мощности цилиндров двигателя, изобретения содержащее датчик частоты вращения вала двигателя, селектор уровня, датчик синхронизации, блок формирования начала отсчета угловых меток, блок формирования угловых меток, задатчик номера угловой метки, сэмообнуляющийся счетчик с регулируемой емкостью, блок синхронизации начала ..*тсчета угловых меток, задэтчик угловых меток цикла, формирователь строба, преобразователь частоты следования

55 гового сигнала при определении ускорений на заданной частоте вращения.

Цель изобретения — повышение точности измерений и снижение трудоемкости в условиях эксплуатации. . Для этого устройство для измерения мощности цилиндров двигателя внутненнего сгорания, содержащее датчик частоты вращения вала двигателя, селектор уровня, последовательно соединенные датчик синхранизации, блок формирования начала отсчета угловых меток цикла, дифференциатор, задатчик номеров угловых меток цилиндров и индикатор дополнительно снабжено преобразователем временного интервала в код, регистром временного хранения, блоимпульсов в напряжение, сглаживающий фильтр, ключ выделения рабочего хода поршня, дифференциатар, инвератор, переключатель разгон-выбег, управляющий

5 интегратор, ключ памяти, запоминающее устройство и цифровой вольтметр, при этом вход ключа выделения рабочего хода поршня цилиндра соединен с выходом дифференциатора, а выход — с входом инвертора и переключателя разгона-выбега, управляющий вход ключа выделения рабочего хода поршня цилиндра соединен с выходом формирователя страба, выход переключателя разгона-выбега соединен с сигнальным вхо15 дом управляющего интегратора, выход которого соединен через сглаживающий фильтр, ключ памяти и запоминающее устройство с цифровым вольтметром, причем управляющие входы ключа памяти и вольт20 метра соединены с выходом селектора уровня, управляющий вход самообнуляющегося счетчика с регулируемой емкостью соединен с выходом задатчика угловых меток цикла, первый установочный вход связан с выходом блока синхронизации начала отсчета угловых меток, второй счетный вход— с датчиком частоты вращения вала двигателя, первый выход связан с входом интегратора, а второй выход — с сигнальным входом блока формирования угловых меток, управляющий вход которого связан с задатчиком номера угловых меток, а выход — c вхоДом формирователя страба, вход блока синхронизации начала отсчета угловых меток связан с выходом блока формирования начала отсчета, вход которого, в свою очередь, соединен с датчиком синхронизации. Недостатком известного устройства является большая сложность и трудоемкость диагно40 стирования, вызванная необходимостью многократных измерений ускорений в тестовых режимах разгона-выбега двигателя для оценки мощностей цилиндров; низкая точность, вызванная запаздыванием анало1789898

15

45

55 ком регистров сигнала, блоком вычисления среднего значения частоты вращения за цикл, задатчиков частоты измерения мощности, блоков хранения ускорений и вычисления коэффициента неравномерности, генератором тактовых импульсов, схемой подготовки к работе. причем датчик частоты вращения связан с первым сигнальным входом преобразователя временного интервала в код, первый информационный и второй управляющий выходы которого соединены, соответственно, с первым информационным и вторым управляющим входами регистра временного хранения, третий управлчяющий вход которого соединен с выходом блока синхронизации начала отсчета угловых меток, выход регистра временного хранения связан с первым сигнальным входом блока регистров сигнала, второй и третий управляющие входы которого соединены, соответственно, с задатчиком угловых меток цикла и выходом эадатчика номеров угловых меток цилиндров, один из выходов блока регистров сигнала через блок вычисления среднего значения частоты вращения за цикл связан с одним из входов селектора урованя, второй вход которого соединен с задатчиком частоты измерения мощности, а выход — с первым входом задатчика номеров угловых меток цилиндров и с четвертым управляющим входом блока регистров сигнала, второй выход блока регистров сигнала соединен с первым сигнальным входом дифференциатора, первый выход которого через блок хранения ускорений и вычисления коэффициента неравномерности связан с индикатором, а второй выход — co вторым входом задатчика номеров угловых меток цилиндров, вторые управляющие входы преобразователя временного интервала в код и дифференциатора соединены с выходом генератора тактовых. импульсов, установочные входы: третий дифференциатора, вторые блока синхронизации начала отсчета угловых меток и блока вычисления среднего значения частоты вращения за цикл, четвертый регистра временного хранения, пятый блока регистров сигнала соединены со схемой подготовки к работе.

Устройство для измерения мощности цилиндров двигателя внутреннего сгорания отличается также тем, что в нем блок и реобразователя временного интервала в код содержит триггер управления записью. две схемы совпадений, счетчик тактовых импульсов и счетчик управления записью, причем первый счетный вход триггера управления записью является первым сигнальным входом преобразователя времен ного интервала в код, выходы триггера управления записью соединены, соответственно, с первыми входами схем совпадений, вторые входы которых соединены между собой и являются вторым управляющим входом преобразователя временного интервала в код, выход первой схемы совпадения связан с первым счетным входом счетчика тактовых импульсов, а выход второй — co счетным входом счетчика управления записью, первый выход которого является вторым управляющим входом регистра временного хранения, второй выход соединен со вторым управляющим входом счетчика тактовых импульсов, а третий выход — со вторым управляющим входом триггера управления записью, На фиг. 1 приведена функциональная схема заявляемого устройства; на фиг. 2— функциональная схема преобразователя временного интервала в код; на фиг. 3— вариант выполнения блока вычисления среднего значения, Устройство содержит датчик частоты вращения 1, преобразователь временного интервала в код 2, регистр временного хранения 3, датчик синхронизации 4, блок 5 формирования начала отсчета угловых меток, блок 6 синхронизации начала отсчета угловых меток, блок 7 регистров сигнала, задатчик 8 угловых меток цикла, задатчик 9 номеров угловых меток цилиндров, блок 10 вычисления среднего значения частоты вращения за цикл, селектор уровйя 11, задатчик

12 частоты измерения мощности, дифференциатор 13, блок 14 хранения ускорений и вычисления коэффициента неравномерности, индикатор 15, генератор тактовых импульсов 16, схему подготовки к работе 17, Блок 2 преобразователя временного интервала в код состоит из триггера 18 управления записью. схем совпадений 19, 20, счетчика тактовых импульсов 21, счетчика управления записью 22, Блок 10 вычисления среднего значения частоты вращения за цикл представляет собой микропроцессорную систему, содержащую ре1йстр ввода 23, общую шину 24, центральный процессор 25, оперативное запоминающее устройство 26, таймер 27, постоянное запоминающее устройство (ПЗУ) 28, управляющее устройство (дешифратор адреса) 29, Датчик 1 частоты вращения соединен с первым сигнальным входом преобразователя 2 временного интервала в код, первый информационный и второй управляющий выходы которого соединены соответственно с первым информационным и вторым управляющим входами регистра 3 временного хранения. Третий управляющий вход регистра 3 через последо1789898 вательно соединенные блок 6 синхронизации начала отсчета угловых меток и блок 5 формирования начала отсчета угловых меток связан с датчиком 4 синхронизации. Выход регистра 3 соединен с первым сигнальным входом блока 7 регистров сигнала, второй и третий управляющие входы которого связаны соответственно с эадатчи ком 8 угловых меток цикла и выходом задатчика 9 номеров угловых меток цилиндров, Один из выходов блока 7 соединен через блок 10 вычисления среднего значения частоты вращения за цикл с одним из входов селектора уровня 11, второй вход которого соединен с задатчиком 12 частоты измерения мощности, а выход — с первым входом задатчика 9 номеров угловых меток цилиндров и с четвертым управляющим входом блока 7 регистров, Второй выход блока 7 регистров связан с первым сигнальным входом цифрового дифференциатора 13, первый выход которого через блок 14 хранения ускорений и вычисления коэффициента неравномерности соединен с индикатором 15, а второй — со вторым входом задатчика 9.

Вторые управляющие входы преобразователя 2 и дифференциатора 13 соединен с генератором тактовых импульсов 16. Третий управляющий вход дифференциатора 13, вторые управляющие входы блока 10 вычисления среднего значения частоты вращения и блока 6 синхронизации, установочные входы: четвертый регистр 3 и пятый блока регистров 7 соединены со схемой 17 подготовки к работе. Первый сигнальный вход преобразователя 2 является первым счетным входом триггера 18 управления записью, выходы которого соединены с первыми входами схем совпадений 19, 20, вторые входы которых соединены между собой и являются вторым управляющим входом преобразователя 2. Выход первой схемы совпадения связан с первым счетным входом счетчика 21 тактовых импульсов, а выход второй — со счетным входом счетчика

22 управления записью, первый выход которого является вторым управляющим входом регистра 3, второй выход соединен со вторым управляющим входом счетчика 21, а третий выход — со вторым управляющим входом триггера 18, Датчик 1 частоты вращения формирует стандартные импульсы, частота появления которых пропорциональна угловой скорости вращения вала в, а количество Np углу поворота р коленчатого вала двигателя.

Последовательность этих импульсов преобразуется в преобразователе 2 временного интервала в код в последовательность

25

35

40 соответствующий среднему значению час50

5

10 чисел (кодов), которые через регистр временного хранения 3 последовательно поступают на информационный вход блока 7 регистров сигнала. Датчик синхронизации 4 формирует один импульс за цикл работы двигателя (для четырехтактного ДВС вЂ” за

720 ). Момент появления импульса синхронизации соответствует определенному моменту цикла, Блок 5 формирования начала отсчета угловых меток выделяет передний фронт импульса датчика 4 синхронизации

Если на управляющем входе блока 6 синхронизации начала отсчета угловых меток стоит сигнал "0", с его выхода на. третий управляющий вход регистра 3 временного хранения поступает сигнал, запрещающйй запись информации e 3òoò регистр. Если на управляющий вход блока 6 поступил импульсный сигнал "1", то с приходом первого импульса с блока 5 на выходе блока 6 появляется потенциал, разрешающий запись информации в регистр 3. После чего первое число, соответствующее первому временному интервалу с преобразователя 2 записывается в регистре 3. Поступающие затем коды временных интервалов с преобразователя 2 через регистр 3 записываются поочередно в блоке 7 регистров сигнала.

Количество записанных кодов определяется числом угловых меток за цикл работы двигателя (для четырехтактного ДВС оно равно удвоенному числу 2 угловых меток на коленчатом валу), т. е. числом регистров, разрешения на запись в которые поступило от задатчика 8 угловых меток цикла, Информация, хранящаяся в блоке 7 поступает на блок

10 вычисления среднего значения частоты вращения за цикл и со второго выхода — на цифровой дифференциатор 13. Код числа, тоты вращения за цикл поступает на селектор уровня 11, где сравнивается с кодом, выставленным задатчиком 12 частоты измерения мощности. Селектор уровня 11 непрерывно следит за изменяющейся в разгоне частотой вращения и фиксирует момент достижения двигателем заданного значения частоты по», при которой требуется определить мощность двигателя. Этому моменту соответствует сигнал на выходе селектора

11, который подается на четвертый управляющий вход блока 7 регистров и прекращает запись информации в регистры блока 7. Таким образом в блоке 7 регистров хранятся числа, соответствующие 2Z (или 4Z) временным интервалам между соседними угловыми метками, B соответствии с выставленными задатчиком 9 номерами угловых меток начала Np» и конца Np каждого из цилиндров на дифференциатор 13 подаются

1789898 соответствующие коды и вычисляются ускорения на участок рабочих ходов цилиндров по известным формулам. Преобразование временных интервалов преобразователем 2 и управление дифференциатором 13 осуществляется с помощью генератора 16 тактовых импульсов. Вычисленные блоком 13 коды ускорения в разгоне и выбеге подаются на блок 14 хранения ускорений и вычисления козффмциента неравномерности по формуле нер = (climax Fimin)/(05 (climax + Опип)), (1) где climax u imin — максимальное и минимальное значения ускорения, вычисленные на участках работы цилиндров в разгоне и выбеге: Ei = Epi —

Результаты измерения коэффициента неравномерности и ускорений . к; отдельных цилиндров (при необходимости) выводятся- последовательно на индикатор 15.

При по,цготовке устройства к работе с помощью схемы 17 подготовки к рабате осуществляется сброс информации, хранящейся в регистре 3, блоке 7 регистров, блоке

10 вычисления среднего значения частоты и дифференциаторе 13, а также осуществляется подготовка к работе блока 6 синхронизации, .

В качестве датчика 1 частоты вращения может быть применен индукционный первичный преобразователь, устанавливаемый в корпусе напротив зубчатого венца маховика, с последующим включением триггера

Шмитта и ждущего мультивибратора. формирующих импульсы стандартизированной длительности и амплитуды. Преобразователь 2 временного интервала в код содержит триггер, на динамический вход которого поступают импульсы с датчика 1, R-вход которого соединен С землей, э на S-вход поСтупает сигнал с выхода 3 счетчика 22 управления записью; две схемы совпадений

И 19 и 20; двоичный счетчик 21, на счетный вход которого поступают импульсы с генератора 16 тактовых импульсов, йрошедшие схему И 19; десятйчный счетчик 22 с емкостью, равной 4, на счетный вход которого поступают импульсы генератора 16, прошедшие через схему И 20. Первый выход счетчика 22 является выходом "1", т. е, соот ветствует тому выходу дешифратора счетчика 22, на котором появляется импульс при подсчете счетчиком двух импульсов. Второй выход счетчика 22 является выходом "2", а третий выход — выходом "3" дешифратора счетчика 22. В качестве датчика 4 синхронизации может быть использован, например, датчик начала подачи или впрыска топлива в один из цилиндров в дизельных, датчик зажигания одного из цилиндров в карбюраторных двигателях. Блок 5 формирования

5 начала отсчета угловых меток может включать в себя последовательно соединенные пиковый детектор, аналоговый дифференциатор и формирователь импульсов (триггер

Шмиттэ). Постоянная времени заряда пико-

10 ваго детектора выбирается из условия неискаженного выделейия переднего фронта виброимпульса впрыскэ, а разряда — из условия разряда емкости на 80-90 к моменту прихода следующего виброимпульса от

15 впрыска топлива в тот цилиндр, на котором установлен вибродатчик. Применение такой схемы блока 5 позволяет устранить помехи от впрысков топлива в другие цилиндры и от соударения деталей. Блок 8 синхронизации

20 начала отсчета угловых меток представляет собой статический триггер, на один из входов которого подаются импульсы с блока 5, а на второй — сигналы "0" или импульсный

"1", которые подаются со схемы подготовки

25 к работе по команде или с помощью кнопки.

Разрядность счетчика 21, регистра 3 и регистров блока 7 определяется требуемой погрешностью преобразования временного интервала. Задэтчик угловых меток цикла 8

30 состоит из одного или более (в зависимости от числа марок контролируемых двигателей) декадных переключателей, при каждом положении которого определяется число 2Z регистров блока 7, на которые подается сиг35 нал разрешения записи. Задатчик 9 номеров угловых Меток цилиндров состЬИт" из дешифраторэ, соединенного своими выходами с блоком регистров 7, десятичного счетчика числа цилиндров, соединенного

40 своими выходами с управляющими входами дешифратора; схемы обьединения ИЛИ, выход которой соединен со счетным входом счетчика, один вход — со вторым выходом . дифференциатора 13, а второй вход через

-15 схему формирования переднего фронта — с выходом селектора 11; переключателя марки двигателя, соединенного своими выходами с информационными входами дешифратора. Дешифратор разбит на группы, 50 число которых равно числу цилиндров для данной марки двигателя, т. е. определяется положением переключателя марки двигателя. Выходы каждой группы подсоединены к соответствующим управляющим

55 входам блока 7 регистров сигнала. Количество. этих выходов определяется числом угловых меток, приходящихся на рабочий такт контролируемого цилиндра. При установке переключателя в заданное положение нэуправляющие входы соответствующих групп

1789898

5

30

45 минимального значений полученных ус50

55 дешифратора подается потенциал, разрешающий коммутацию регистров блока 7, при условии, что на других управлчяющих входах данной группы дешифратора имеется разрешающий потенциал от счетчика числа цилиндров. При появлении сигнала на выходе селектора 11 с помощью схемы выделения переднего фронта формируется импульс, который через схему ИЛИ подается на счетный вход десятичного счетчика числа цилиндров. С выхода "1" счетчика разрешающий потенциал поступает на управляющие входы той группы дешифратора, которая коммутирует регистры блока 7, содержащие информацию о рабочем такте первого цилиндра, Эта информация поступает в дешифратор 13. По окончании вычисления ускорения на рабочем такте первого цилиндра со второго выхода дифференциатора 13 подается импульс через второй вход схемы ИЛИ на счетный вход счетчика числа цилиндров, с выхода "2" которого разрешающий потенциал подается на группу дешифратора, коммутирующую регистры, которые определяют временные интервалы на рабочем такте второго цилиндра. Далее процесс повторяется.

Блок 10 вычисления среднего значения частоты вращения за цикл представляет собой арифметическое устройство (микроЭВМ), осуществляющее операцию нахождения среднего арифметического чисел, поступающих с блока 7 регистров, а также добавление последующего и вычитание первого числа, если n < п, 3

С блока регистров 7 сигнал проходит через регистр ввода 23 на общую шину 24, откуда может быть передан в ОЗУ 26 или непосредственно центральному процессору 25, который обменивается через общую шину с другими блоками системы. ОЗУ 26 хранит (при необходимости) коды сигналов, поступающих с регистра ввода 23, а также промежуточные результаты вычисления процессора 25. Таймер 27 задает ритм работы микропроцессорной системы. ПЗУ 28 хранит константы и программу, реализующую алгоритм вычисления среднего значения частоты вращения за цикл. Управляющее устройство 29 осуществляет взаимодействие блоков системы согласно заданному алгоритму; подключает регистр

1, ОЗУ 26. ПЗУ 28 или процессор 25 к общей шине 24 на прием или передачу информации. Центральный процессор 25 осуществляет: суммирование 2Z чисел, поступающих с блока 7 регистров (Z — число угловых меток или число временных интервалов между соседними угловыми метками); перевод полученного числа, соответствующего временному интервалу "",.оворота коленчатого вала на 720О, в обороты/мин. по известной формуле; нахождение среднего значения частоты вращения за два оборота; передачу полученного числа на селектор уровня 11; при выпогнении неравенства n < поп добавление кода следующего (22 — 1)-га числа и вычитание кода первого числа 2 .

Селектор уровня 11 представляет собой цифровую схему сравнения кодов, поступающих с блока 10 и задатчика 12 частоты измерения мощности, который состоит из набора декадных переключателей (четыре переключателя), с помощью которых выставляется требуемая частота вращения измерения мощности, дешифратора и регистра, формирующего на выходе код, соответствующий этой частоте, Дифференциатор 13 является арифметическим устройством (микроЭВМ), осуществляющим последовательный расчет ускорения на рабочем такте каждого из цилиндров по известной формуле. Необходимые для этого коды чисел, хранящихся в регистре 7, передаются на дифференциатор 13. Номера этих чисел определяются задатчиком 9. В качестве таймера, управляющего работой дифференциатора 13 может использоваться генератор 16 тактовых импульсов (он может также управлять работой блоков 10 и 14) Блок 14 хранения ускорений и вычисления коэффициента .неравномерности пострбен аналогична блоку 10. ОЗУ хранит1ц отсчетов (ц — число цилиндров), измеренных в разгоне, столько же на выбеге и промежуточные результаты вычислений, обеспечивающие нормальное функционирование центрального процессора. Процессор осуществляет: алгебраическое вычитание иэ кодов чисел ускорений, измеренных в разгоне на соответствующих участках работы цилиндров, которые поступают в блок 14 с дифференциатора 13, кодов чисел, измеренных на выбеге; нахождение максимального и корений; вычисление коэффициента неравномерности по формуле (1). При недостаточном быстродействии блока 14 для обеспечения расчетов при быстром переходе с режима разгон на выбег емкость блока регистров 7 может быть увеличена дополнительно для хранения 2Z отсчетов, измеренных на выбеге, Результаты вычисления индуцируются на цифровом табло(индикаторе 15). В качестве схемы 17 подготовки к работе может выступать кнопка, соединенная с формирователем импульсов. Служебные связи между вычислительными блоками 10, 13, 14 и остальными ("запрос на прерывание"), "готовность к

1789898

10

25

40

55 обслуживанию внешних устройств") на фиг.

1 не показаны, как несущественные. Принцип действия предлагаемого устройства при определении индикаторной мощности отдельных цилиндров двигателя без их отключения заключается в измерении среднего значений ускорений на участке работы проверяемого цилиндра в разгоне, затем в выбеге на этом же участке (или наоборот) и вычитание (алгебраически) второго значения из первого. Для этого с помощью преобразователя 2 временные интервалы между соседними угловыми метками преобразуются в код и с момента поступления с блока 6 синхронизации на регистр 3 разрешающего потенциала, вызванного появлением сигнала с датчика 4, они проходят через регистр 3 в блок 7 регистров, и последовательно записываготся. Количество чисел (кодов), хранящихся в регистре 7 (длина массива), определяется задатчиком 8. Нумерация чисел, в соответствии с их положением в цикле работы двигателя, определяется задатчиком 9. Коды чисел из блока 7 поступают в блок 10, где происходит вычисление среднего значения частоты вращения за цикл (эа 2 или 4 поворота коленчатого вала на угол 360О), Полученное значение сравнивается в селекторе 11 с опорным значением, установленным заранее задатчиком 12 и s случае их равенства сигнал с выхода селектора 11 подается на четвертый управляющий вход блока 7 регистров, который прекращает дальнейшую запись в него чисел, Если же измеренное п меньше требуемого поп, то блок 10 производит добавление кода следующего числа: (2Z — 1)-го или (4Z—

1)-ro и,вычитание кода первого числа. С момента прекращения записи чисел в блок 7, производится их последовательная пересылка в цифровой дифференциатор 13, в котором происходит вычисление ускорений на рабочих тактах цилиндров по известным формулам, Коды рассчитанных ускорений передаются последовательно в блок 14 хранения ускороений и вычисления коэффициента неравномерности. Блок 14 осуществляет хранение ускорений, вызванных работой отдельных цилиндров в разгоне и в выбеге (которые поступают с дифференциатора 13), алгебраическое вычитание из ускорений разгона ускорений выбега на участках работы цилиндров, расчет коэффициента неравномерности и последовательный вывод на цифровое табло индикатора

15 (в автоматическом или ручном режимах) ускорений, вызванных работой отдельных цилиндров, в разгоне и выбеге, а также всех цилиндров вместе и рассчитанного коэффициента неравномерности. Измеренные ускорения в разгоне, выбеге и их алгебраическая разность характеризуют соответственно эффективную мощность, мощность потерь и индикаторную мощность, а также соответствующие полные мощности двигателя, При желании, умножив ускорения на постоянный для данной марки двигателя коэффициент, можно индицировать мощность в киловаттах, При определении мощности двигателя в целом работа устройства аналогична, за исключением того, что расчет ускорения производится при испольЗовании всех 2Z (или 4Z) чисел, хранящихся э блокв

7. Этот режим опредЕляется задатчикОм S, Перед началом измерения оператором устанавливается с помощью задатчика 6 требуемая длина массива чисел, запйсываемых в блок 7, а с помощью задатчика 9 осуществляется нумерация отсчетов, хранящихся 8 блоке 7, в соответствии с чередованием рабочих тактов цилиндров, С помощью схемы

17 осуществляется установка в исходное состояние регистра 3, блоков 7 и 10, дифференциатора 13, триггер блока 6 устанавливается в одно из устойчивых состояний. С приходом импульса синхронизации с датчика 4 триггер блока 6 устанавливается в другое устойчивое состояние, при этом блокируется первый вход блока 6 и дается разрешение на запись в регистре 3 кода с преобразователя 2, Таким образом первый временной интервал, записанный в блок 7 соответствует одной и той же угловой метке, следующей непосредственно за началом впрыска топлива в цилиндр, на котором установлен датчик 4. Так как вход блока 6 закблокирован, то в блоке 7 хранятся отсчеты, начиная с первой угловой метки. Далее в разгоне и выбеге укаэанная угловая метка служит опорной и определяет нумерацию отсчетов, хранящихся в блоке 7. Погрешность, вносимая несовпадением опорного имйульса с импульсом впрыска не превйшает интервала между соседними угловыми метками и при достаточно большом их числе (больше ста) вносимая погрешность ничтожна. Кроме того, после момента впрыска до момента начала горения газовые силы, характеризующие индикаторную мощность цилиндра, еще не формируют положитель ного ускорения. Преобразование временного интервала между угловыми метками в код осуществляется следующим образом. Перед изме рениями триггер 18 управления записью устанавливается в такое положение, что с приходом первого импульса с датчика

1 на динамический вход триггера 18 на его втором выходе появляется потенциал, разрешающий прохождение через схему совпадений 20 импульсов с генератора 16

1789898

15

10

25 тактовых импульсов. Эти импульсы поступают на счетный вход счетчика 22 управления записью. Сигнал с выхода "1" счетчика 22 подается на второй управляющий вход регистра 3. При этом осуществляется перезапись информации с преобразователя 2 в регистр 3. Сигнал с выхода "2" устанавливает счетчик 21 тактовых импульсов в исходное состояние, а сигнал с выхода "3" опрокидывает триггер 18 в другое устойчивое состояние. В результате вход схемы И

20 блокируется, а на вход схемы И 19 подается с другого плеча триггера 18 потенциал, разрешающий прохождение через схему 19 тактовых импульсов с генератора 16, которые поступают на счетный вход счетчика 21.

С приходом следующего импульса с датчика

Формула изобретения

Устройство для измерения мощности цилиндров двигателя внутреннего сгорания, содержащее датчик частоты вращения вала двигателя, селектор уровня, последовательно соединенные датчик синхронизации, блок формирования начала отсчета угловых меток и блок синхронизации начала отсчета угловых меток, задатчик угловых меток цикла, дифференциатор, задатчик номеров угловых меток цилиндров и индикатор, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерений и снижения трудоемкости в условиях эксплуатации, оно снабжено преобразователем временного интервала в код, регистром временного хранения, блоком регистров сигнала, блоком вычисления среднего значения частоты вращения за цикл, задатчиком частоты измерения мощности, блоком хранения ускорений и вычисления коэффициента неравномерности, генератором тактовых импульсов, схемой подготовки к работе, причем датчик частоты вращения связан с первым сигнальным входом преобразователя временного интервала в код, первый информационный и второй управляющий выходы которого соединены соответственно с первым информационным и вторым управляющим входами регистра временного хранения, третий управляющий вход которого соединен с выходом блока синхронизации начала отсчета угловых меток, выход регистра временного хранения

1 триггер 18 опрокидывается в исходное состояние, Процесс повторяется.

B режиге разгона двигателя импульс впрыска топлива может расширяться и появляются дополнительные всплески, которые могут быть приняты за начало впрыска топлива. Так как с ростом частоты вращения впрыск топлива смещается в сторону позднего угла и, кроме того, между моментами впрыска и начала горения еще не создается положительного ускорения коленчатого вала, а также с учетом того, что впрыск топлива на выбеге отсутствует, то с целью повышения помехоустойчивости измерений воз15 можно выделить опорную угловую метку только один раз — в станционарном режиме частоты вращения или в начале разгона. связан с первым сигнальным входом блока регистров сигнала, второй и третий управля- . ющие входы которого соединены соответственно с задатчиком угловых меток цикла и выходом задатчика номеров угловых меток цилиндров, один из выходов блока регистров сигнала через блок вычисления среднего значения частоты вращения за цикл связан с одним из входов селектора уровня, второй вход которого соединен с задатчиком частоты измерения мощности, а выход— с первым входом задатчика номеров угловых меток цилиндров и с четвертым управляющим входом блока регистров сигнала, второй выход блока регистров сигнала соединен с первым сигнальным входом дифференциатора, первый выход которого через блок хранения ускорений и вычисления коэффициента неравномерности связан с индикатором, а второй выход — с вторым входом задатчика номеров угловых меток цилиндров, вторые управляющие входы преобразователя временного интервала в код и дифференциатора соединены с выходом генератора тактовых импульсов, установочные входы: третий дифференциатора, вторые блоков синхронизации начала отсчета угловых меток и блока вычисления среднего значения частоты вращения за цикл, четвертый регистра временного хранения, пятый блока регистров сигнала соединены со схемой подготовки к работе.

2, Устройство по и. 1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что в нем блок преобразователя

1789898

17 фон.

Составитель И.Сумцов

Техред М.Моргентал Корректор 3.Салко

Редактор Т.LUaroea

Заказ 346 Тираж Подписное

ВНИИПИ 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 временного интервала в код содержит триггер управления записью, две схемы совпадений, счетчик тактовых импульсов и счетчик управления записью, причем первый счетный вход триггера управления за- 5 писью является первым сигнальным входом преобразователя временного интервала в код, выходы триггера управления записью соединены соответственно с первыми входами схем совпадений, вторые входы кото- 10 рых соединены между собой и являются вторым управляющим входом преобразователя временного интервала в код, выход первой схемы совпадения связан с первым счетным входом счетчика тактовых импульсов, а выход второй — со счетным входом счетчика управления записью, первый выход которого является вторым управляющим входом регистра временного хранения, второй выход соединен с вторым управляющим входом счетчика тактовых импульсов, а третий выход — с вторым управляющим входом триггера управления записью.