Устройство для определения верхней мертвой точки двигателя внутреннего сгорания

 

(72} Авторы изобретения

P À. Бикеева, Р.А. Ивашев, Л.Ю. Когосов и Г.Ф. Морозов (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВЕРХНЕЙ

ИЕРТВОЙ ТОЧКИ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО

СГОРАНИЯ

Изобретение относится к области приборостроения и может быть использовано в электронных приборах., пред-». назначенных для исследования, испытания и диагностики двигателей внутреннего сгорания.

Известны устройства для определения верхней мертвой точки(ВИТ) двигателя внутреннего сгорания (ДВС), содержащие индуктивный датчик, усилитель, первый и второй компараторы, первый и второй формирователи импульсов, пиковый детектор, делитель напряжения., триггер.и ключ, причем датчик через усилитель подключен к одному из входов первого компаратора и к входу пикового детектора, выход делителя напряжения связан с другим входом первого компаратора, один иэ входов триггера соединен с выходом первого компаратора, другой вход

:с выходом первого формирователя им2 пульсов, а выход - с входом управления ключа f3 ).

Однако в известных устройствах при использовании их для определения ВИТ поршня порог срабатывания компаратора вырабатывается автоматически и равен 0п/М, где U „ - напряжение, пропорциональное максимальной амплитуде сигнала на выходе датчика, k q - коэффициент деления делителя напряжения.

Кроме того, для устройства характерна сравнительная сложность и низкая точность определения ВИТ поршня.

1З Сложность процесса определения

ВИТ поршня обусловлена необходимостью выполнения ручных операций, заключающихся в обнулении пикового детектора. Необходимость этой one2О рации возникает при изменении скрростного режима работы двигателя, а также при снижении частоты вращения двигателя для обеспечения пропорцио3 739979 4 нальности. сигнала на выходе пикового генератора 11, а выход элемента 12 . детектора максимальной амйлитуде сиг- связан йепосредственно с входом упнала на выходе датчика сигнала. равления динамического запоминающего

Сравнительно низкая точность on- элемента 4 и через формирователь 13 ределения ВМТ поршня обусловлена тем, 5 импульсов - с входом управления пико- "что значение порога срабатывания ком- вого детектора 3. Индексом 14 обознапаратора отлично от нулевого уровня. чен вход компаратора 7, на который

Целью изобретения является ловы- . подан нулевой потенциал, а индексом шение точности устройства. -, . 15 -" выход устройства.

Укаэанная цель достигается тем, 10 Значение собственной частоты f< .что устройство дополнителъйФ содержйт "-следования импульсов генератора 11 динамическии зайомйнающии элемент, выбирается меньшим нижнего значения элемент сборки и управляемый генера-" fg рабочего диапазона частот датчитор импульсов, причем динамический ка 1. Импульс, поступающий на управзапоминающий элемент включен между И ляющий вход генератора 11, воздействйходом пикового детектора.и входом" вует " йа его времязадающую цепочку так, делителя йапряжения, одйй из входов что срывает колебания генератора. элемента сборки соединен с выходом " папример, при выполнении последнего

" "управляемого генератора импульсов, на базе мультивибратора с RC-времяуправляющий вхбд которого подключен 20 задающей цепочкой импульс на управк-выходу ключа и к другому входу эле- ляющем входе разряжает емкость этой мента сборки, выход которбго-йбпосре4- цепочки. В результате импульсы на выственно соединен с входом управленйя ходе генератора 11.не формируются, динамического запоминающего Элемента если частота следования импульсов на и через первый формирователь имйуль- ЙЬ управпяюЩем входе выше собственной сов - с входом управления пикового : частоты "следования .импульсов генедетектора, выход усилителяподключен ратора. Динамический запоминающий дополнйтельно к одному "из" входов"вто" элемент 4 иМеет, два режима работы: рого компаратора, на другои вход ко- : при отсутствии сигнала на его управ торого подан нулевой потенциал, а к З0 ляющем входе элемент 4 работает в ре выходу через второй фьрмиРоватеМь жиме выборки.(повторения). входного ймпульсов подсоединен вход ключа. сигнала; при наличии сигнала на упНа фиг. 1 представлено предлагае- равляющем. входе - в режиме запомимое устройство, структурная электри- - - нания. ческая схема; на фиг. 2 "временная " з диаграмма сигналов на выходах элемен- . Устройство работает следующим обтов устройства.

Пусть двигатель находится в нераУстройство содержит установленный бочем состоянии. 8 этом случаЬ сиг" против маховйка двигателя индуктив- налы на выходе датчика 1, на выходе

М

40 ныи датчик 1, выход которого подклю- усилителя 2, а следовательно, и на чен к усилителю 2. Выход усилителя 2 входах пикового детектора 3 и компа через последовательно соединенные пи- раторов 6 и 7 отсутствуют, Генераковый детектор 3, динамический за-: тор 11 формирует импульсы с некотопоминающий элемент 4 и делитель 5 на" рой частотой следования, равной. 1.. пряжения связан с одним из входов Импульс, появляющийся на выходе генекомпаратора 6 и непосредственно с ратора lll, проходит через элемент другим его входом и с одним из входов сборки 12 и поступает непосредствен", компаратора 7. Выход компаратора 6 но на управляющий вход динамического подключен к одному из входов тригге» запоминающего элемента 4; устанввлира,8, а выход комйаратора 7 - к входу ® вая последний в режим выборки сигнаформирователя 9 импульсов. Выход по- ла с выхода пикового детектора 3. По

"следнего связан с входом ключа 10, заднему фронту импульса генератора .11 вход- управления которого подключен к срабатывает формирователь 13, кьтовыходу триггера 8. Выход ключа 10 сое- рый сбрасывает пиковый детектор 3

" динен с управляющим входом управляе- в исходное нулевое состояние и пере-., мого генератора 11 импульсов и с од- водит трйггер 8 в нулевое состояние, ним из входов элемента сборки 12, дру- при котором ключ lQ закрыт, Одноврегой вход которого соедйнен с вйходом Йенно по заднему фронту импульса гене", 739979 6 ратора 11 элемент 4 переходит в ре- пульс с выхода ключа 10 поступает на жим хранения уровня сигнала, устано- управляющий вход генератора ll, сры.:. вившегося на выходе пикового детекто-. вая его очередное колебание, и на ра 3 к моменту его сброса. Уровень: вход элемента сборки 12. Сигнал с сигнала, зафиксированный на выходе S выхода последнего поступает на упэлемента 4, уменьшается в k раз с равляющий вход элемента 4, переводя помощью делителя 5 напряжения и по.- его в режим выборки сигнала О с ступает на один из входов компарато- выхода пикового детектора 3. По задра 6. Поскольку в описываемом случае нему фронту импульса формирователя 9 сигнал.на выходе усилителя 2 отсут- >>. срабатывает формирователь 13, устаствует, то на выходах пикового де- навливая триггер 8 в исходное нулетектора 3, элемента 4 и делителя 5, вое состояние. При этом ключ 10 блона обоих входах компаратора 6 уста- кируется. Одновременно импульс с вынавливается нулевой потенциал, При хода формирователя 13 поступает на этом компаратор 6 по одному из вхо" 1> управляющий вход пикового детектора 3 дов смещен так, что независимо от устанавливая его в исходное нулевое уровня шумов схемы. сигнал на его вы- состояние. На выходе элемента 4 фикходе отсутствует и, следовательно, сируется уровень сигнала 0 „„, а на триггер 8 остается в исходном нуле- входе компаратора 6, подключенном

М вом состоянии. соответствующем за-. 20 к выходу делителя 5 - -пороговыи урокрытому состоянию ключа 10. На обоих вень сигнала, равный О,,„ /М, входах компаратора 7 потенциалы также Таким образом, в результате на равны нулевым. Вследствие внутренних входе компаратора 6, связанного с шумов схемы и дрейфа смещения компа-. делителем 5, автоматически устанавратора 7 последний может срабатывать 3 ливается пороговый уровень, пропори вызывать в свою очередь срабатыва- циональный значению" амплитуды сигнание формирователя 9. Однако, посколь- ла отметки SMT. а на выходе 15 в моку ключ 10 закрыт, сигнал на выходе мент обратного срабатывания компа-

15 устройства отсутствует. Ратора 7 формируется короткий им30 пульс. Передний фронт этого импульса

Пусть двигатель запущен и Разго- - соответствует моменту изменения понЯетсЯ до заданного скоРостного Ре- лярности сигнала отметки ВМТ, пожима котоРомУ соответствУет, на вы- скольку порого срабатывания компараходе датчика- 1 частота сигнала fat тора 7 устанавливается постоянным

7 Г . Допустим, на выходе датчика 1 и равным нулю

33 . поЯвлЯетсЯ импУльс положительной по" : Описанный выше процесс формирова" лЯРности, возникающий пРи пРохожде- .. ния сигнала на выходе 15 устройства нии мимо индуктивного датчика 1 от- повторяется при появлении на выхометки ВИТ на маховике двигателя. В де усилителя 2 следующего импульса момент появления импульса на выходе положительной полярности с амплитуусилителя 2 компараторы 6 и 7,сраба- дой и превышающей пороговый уро"

RYE ю тывают. При э том на выходе компа" вень компаратора 6, установившиися ратора 6 появляется сигнал, устанав- на выходе делителя 5 При этом, если ливающий триггер 8 в единичное состоя. амплитуда этого импульса отличается ние, при котором ключ 10 открывает- . от амплитуды предыдущего импульса, ся. В некоторый момент времени на, т е и Ф ц,„, то на выходе делителя выходе пикового детектора 3 фикси- " 5 автоматически устанавливается норуется уровень сигнала U, соответ- . вый пороговый уровень срабатывания ствующий амплитудному значению по" . компаратора 6, равный 0„„ /k+ явившегося импульса. В момент прохождения ВИТ импульс изменяет свою ., Описанный выше процесс формироваполярность„ что вызывает обратное,ния сигнала на выходе 15 устройства срабатывание компаратора 6 и 7. В " не происходит при появлении на выхоэтрт момент по заднему фронту им- де усилителя 2 следующеоо импульса пульса кемпаратора 7 срабатывает положительной полярности с амплитуформирователь 9, который формирует 3 дой, меньшей порогового уровня комкороткий имйульс, проходящий через . паратора 6, установившегося на выхооткрытый ключ 10 на выход 15 уст- де делителя 5. При этом значение noÐîéñòâà. Одновременно этот же им- : рогового уровня не изменяется.

739979

Поскольку амплитуда положительных импульсов, вызванных прохождением мимо датчика 1 отметки ВИТ, всегда больше амплитуды импульсов, вызван-ных дефектами маховика, то пороговый з уровень срабатывания компаратора б определяется только сигналами отметки ВИТ. При выполнении условия ko,<

< „, где сп - отношение сигнал7помеха на выходе датчика 1, появление импульсов, вызванных дефектами маховика, не вызывает срабатывания ком= паратора 6, а следовательно, и появ ления сигнала на выходе 15 устройства. 15

При изменениях амплитуды сигнала отметки ВИТ, вызваннйх"изменением скоростного режима работы двигателя, пороговый уровень срабатывания компаратора 6 автоматически устанавливает- 20 ся с приходом каждого следующего- импульса сигнала отметки ЙИТ.

Таким образом, введение новых эле ментов - динамйческого запомйнающего . элемента,.элемента сборки и управ-. И ляемого генератора импульсов" - .выгодно отличает предлагаемое устройство от прототипа, так как позволяет автоматически без участия оператора фор-: мировать порог срабатывания при aa-. 36 данном коэффициенте отношения сиг", нал/помеха в рабочем диапазоне частот вращения коленчатого вала двигателя, что упрощает процесс формирования сигнала отметки ВИТ, и Формировать з выходной сигнал в момент изменения .полярности сигнала индуктивного дат=.

". чика, что повышает точность формиро-, вания сигнала отметки .ВОТ, Формула изобретения

Устройство для определения верхней мертвой точки двигателя внутреннего сгорания, содержащее индуктивный датчик, усилитель, первый и второй компараторы, первый и второй формирователи импульсов, пиковый детектор, делитель напряжения, триггер и ключ, причем датчик через усилитель.подключен к одному из входов первого компаратора и к входу пикового детектора, выход делителя напряжения связан с другим входом первого компаратора, один из входов триггера соединен с выходом первого компаратора, другой вход - с выходом первого формирователя импульсов, а .выход .- с входом управления ключа, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повйшения точности, устройство дополйитель. но содержит динамический запоминающий элемент, элемент сборки и управляемый генератор импульсов, причем динамический запоминающий элемент включен между выходом пиковобо детектора и входом делителя напряжения один из входов Элемента сборки соединен с выходом управляемого генератора импульсов, управляющий вход которого подключен к выходу ключа и к другому входу элемента сборкй, выход которого н4Ьосредственно соединен с входом управления динамического sanoминающего элемента и через первый формирователь импульсов - с входом управления пикового детектора, выход усилителя подключен дополнительно к одному из входов второго комларатора, на другой вход коТорого подключен нулевой потенциал, а к выходу .- через второй формирователь импульсов подсоединен вход ключа.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США И 3839906, кл. 73"1.1, опублик,. 1974.

739979 фиг. 1

Фив 2

- Составитель Н. Патрахальцев

Редактор М. Курицова Техред Т.Маточка Корректор У. Пономаренко

Тираж 871 Подписное. ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, %-35, Раувская наб., д.

Заказ 10788/7

4/5

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