Устройство для измерения среднего индикаторного давления двигателя внутреннего сгорания

Устройство для измерения среднего индикаторного давления двигателя внутреннего сгорания

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к приборостроению и позволяет расширить функциональные возможности, повысить точность и производительность. Разнополярный сигнал с выхода фильтра 16 поступает на входы элементов 19 .и 20 памяти. В момент поступления сигнала с выхода блока 11 задержки на вход элемента 19 памяти на выходе последнего фиксируется отрицательный уровнь напряжения и соответственно на выходе элемента 20 памяти - положительньй уровень напряжения . Полученные сигналы суммируются сумматором 22, и результат поступает на вход элемента 21 памяти. Импульс с элемента 25 задержки поступает на вход элемента 21 памяти, на выходе последнего фиксируется результирующий сигнал, поступающий с выхода сумматора 22. Сигнал с выхода элемента 21 памяти поступает на вход компаратора 23, на другой вход которого с выхода источника 24 поступает опорный сигнал. Импульсы с выхода компаратора 23 поступают на вход сигнализатора 18. 1 з.п. ф-лы, 1 ил. (Л

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

А1 (19) (11) (511 4 G О! L 23 08

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ..7 4Ц ф("

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Iä 1(Н А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

АЗЫ * (21) 3716864/24-10 (22) 27.03.84 (46) 15.01.87. Бюл. Р 2 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт электроизмерительных приборов (72) Б.Д.Бородин, P.À.Èâàøåâ и В.П.Макаров (53) 531.787(088.8) (56) Патент Франции У 2266266, кл. G 01 L 23/08, 1975.

Авторское свидетельство СССР

1(979926, кл. G 01 Ь 23/08, 1982. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СРЕДНЕГО ИНДИКАТОРНОГО ДАВЛЕНИЯ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ (57) Изобретение относится к приборостроению и позволяет расширить функциональные возможности, повысить точность и производительность. Разнополярный сигнал с выхода фильтра

16 поступает на входы элементов 19.и 20 памяти. В момент поступления сигнала с выхода блока 11 задержки на вход элемснта 19 памяти на выходе последнего фиксируется отрицательный уровнь напряжения и соответственно на выходе элемента 20 памяти — положительный уровень напряжения, Полученные сигналы суммируют" ся сумматором 22, и результат поступает на вход элемента 21 памяти.

Импульс с элемента 25 задержки поступает на вход элемента 21 памяти, на выходе последнего фиксируется результирующий сигнал, поступающий с выхода сумматора 22. Сигнал с выхода элемента 21 памяти поступает на вход компаратора 23, на другой вход которого с выхода источника 24 поступает опорный сигнал. Импульсы с выхода компаратора 23 поступают на вход сигнализатора 18. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

1283559 входом второго блока 11 задержек, второй и третий выходы которого соединены соответственно с первым и вторым управляющими входами анализатора 17 сигнала, а третий выход — с входом первого делителя частоты 6 и установочным входом реверсивного счетчика.

Выход блока 7 масштабирования подключен через второй фильтр 16 нижних частот к входу анализатора 17 сигнала, выход которого подключен к входу сигнализатора 18.

Анализатор 17 сигнала содержит первый 19, второй 20 и третий 21 элементы памяти, сумматор 22 сигналов, компаратор 23, источник 24 опорного сигнала и элемент 25 задержки.

Выходы элементов 19 и 20 соединены соответственно с первым и вторым входами сумматора 22, выход которого через элемент 21 связан с первым входом компаратора 23. Второй вход последнего соединен с выходом источника 24. Выход элемента 25 соединен с вторым. входом элемента 21 памяти. Первые входы первого и второго элементов памяти соединены с выходом второго фильтра нижних частот, а их выходы — с первым и вторым входами сумматора, при этом вторые их входы подключены соответственно к второму и третьему выходам второго блока задержки.

Датчик 2 формирует на своем выходе за оборот коленчатого вала серию импульсов, равномерно следующих друг за другом через угол

360/i где i — число импульсов в серии. Датчик 2 может быть выполнен, например, в виде индукционного отметчика вращения и металлических штырей, равномерно расположенных по окружности маховика.

Датчик 3 формирует один импульс за оборот коленчатого вала в момент,, опережающий на некоторый угол (р„ расчетный момент достижения поршнем опорного цилиндра, например, верхней мертвой точки (в.м.т,). Значение Ч выбирается из условия обеспечения возможности совмещения момента появления импульса датчика 3 при его задержке по углу поворота вала с моментом достижения действительного в;м.т. и должно превьппать максималь;но возможное опережение момента действительного в.м.т. относительного расчетного, возникающее вследствие неточности установки датчика, зазоВыход датчика 3 опорного положения соединен с первым входом первого 45 блока 10 задержки, третий вход которого связан через умножитель 14 частоты с выходом датчика 2 угловых положений и непосредственно - с вторым входом второго делителя 15 частоты, второй вход которого. связан через аналого-цифровой преобразователь 13 с выходом блока 12 переменных резисторов, а выход - с первым входом второго блока ff задержек и первым Входом второго делителя 15 частоты, пер-. вый выход которого соединен с первым входом управляемого формирователя 4 импульсов, а второй выход - с вторым

Изобретение относится к приборостроению, а именно к средствам для диагностики и контроля двигателей внутреннего сгорания.

Цель изобретения — расширение 5 функциональных возможностей, повышение точности и производительности.

На чертеже приведена электрическая структурная схема устройства.

Устройство содержит датчик 1 fO давления, датчик 2 угловых положений, датчик 3 опорного положения, управляемый формирователь 4 импульсов, реверсивный счетчик 5, первый делитель 6 частоты, блок 7 масштабирова ния, первый фильтр 8 нижних частот и блок 9 регистрации.

Выход первого делителя Ь частоты соединен с четвертым входом блока 7 масштабирования и с вторым входом 20 управляемого формирователя 4 импульсов, второй управляющий вход которого соединен с входом реверсивного счетчика 5, первый выход — с третьим управляющим входом блока 7 масшта- 25 бирования, второй и третий выходы соединены соответственно с суммирующим и вычитающим входами реверсивного счетчика 5.

Выход датчика 1 давления соединен 30 с входом блока 7 масштабирования, выход которого подключен через первый фильтр 8 нижних частот к входу блока 9 регистрации.

Устройство также содержит первый

i0 и второй 11 блоки задержек, блок

12 переменных резисторов, аналогоцифровой преобразователь 13 умножитель 14 частоты, второй делитель 15 частоты, второй фильтр 16 нижних 40 частот, анализатор 17 сигнала и снгнализатор 18.

1283559

lA(q) = sin y + — sin 2(g, 2 где q — угловое положение вала;

9 — отношение радиуса кривошипа к длине шатуна.

50

Первый фильтр 8 имеет относительно большую постоянную времени, достаточную для подавления пульсаций частотой, разной частоте циклов работы

;двигателя, и может быть выполнен на оазе нескольких каскадов активных фильтров нижних частот. ров кривошипно-шатунного механизма и изменения последних в процессе эксплуатации. Датчик 3 может быть выполнен, например, в виде индукционного отметчика вращения, подключенного к его выходу формирователя импульсов и специального штыря, устанавливаемого на окружности маховика, или специального отверстия в маховике.

Управляемый формирователь 4 анализирует код счетчика 5 и изменение сигнала на выходе делителя 6 и формирует на первом выходе импульсы, фронт и срез которых соответствуют моментам изменения знака гармоничес- 15 ких составляющих функции хода поршня, воспроизводимой в блоке 7, а также пачки импульсов на втором и третьем выходах, связанных с входами счетчика 5, с частотой импульсов, 20 равной или вдвое меньшей частоты импульсов, поступающих с первого выхода блока 15. формирователь 4 может .быть построен на базе управляемого делителя частоты, выход которого 25 подключен к распределителю импульсов, управляемого анализатором кода.

В момент появления кода первого адреса анализатор всякий раз изменяет уровень сигнала на первом выходе 30 формирователя 4. При этом установка исходного уровня этого сигнала производится по фронту и срезу импульса, поступающего на первый вход формирователя. Коэффициент деления управляемого делителя, равный двум или единице, устанавливается соответственно но фронту и срезу этого же импульса.

Блок 7 осуществляет масштабирование сигнала датчика 1 путем умножения текущего значения этого сигнала на соответствующее данному угловому положению значение функции хода поршня

Второй фильтр 16 характеризуется относительно малой постоянной времени, достаточной для подавления пульсаций частотой, равной частоте дискретизации устройством масштабирования функции хода поршня, и может быть построен на базе одного каскада активного фильтра нижних частот.

Блок 9 может быть выполнен в виде интегрирующего цифрового вольтметра.

Первый блок задержки 10 является

"точной" ступенью задержки импульса датчика 3 на угол ц,. = N beg (где

N — код, поступающий на третий вход блока- 10, — угол поворота вала, соответствующий периоду следования импульсов, поступающих на второй вход блока 10). Блок 10 может быть выполнен на базе вычитающего счетчика с целью предустановки кода.

Второй блок 11 задержки содержит три последовательно соединенные

"грубые ступени задержек импульса датчика 3, выходы которых образуют соответственно первый, второй к третий выходы блока 11. Первый вход первой ступени образует второй вход блока 11. Вторые входы всех ступеней задержек объединены и образуют первый вход блока 11, а на третьи входы ступеней задержек поступают соответственно коды чисел N,, М и М

Конструкция ступеней задержек блока 11 аналогична конструкции блока 10, т.е. первая, вторая и третья ступени задерживают входные импульсы соответственно на угол с, = И, Ь(у,, д,=, „,,„,, =,„,, угол поворота вала, соответствующий периоду следования импульсов, поступающих на первый вход блока 11 и, соответственно, на вторые входы ступеней задержек). Число N< является расчетным для контролируемого цилинд" ра, числа М и N > — постоянными.

Обозначим ц, расчетный сдвиг между в.м.т. контролируемого и опорного цилиндров, NT = ent(х1 целую часть отношения х = р /й(Тогда число N< = N„ — 1, задержка первой ступени Ц, = (P„ — Ыу,, где

Мг Nã Ь< э N< = 2 ь 1 з = (180/by )1, и задержки второй и третьей ступеней соответственно равны Ц

= 2 Ьц и cf = 180 — 6g Соответственно импульсы на первом выходе блока 1.1 появляются задержанными относительно появления импульса на первом, входе этого блока íà -oë 1283559

q=V -М гЧ"=Ч +ЬЧ.И (р„= р, + 180 .

Блок 12 содержит набор переменных резисторов, число которых равно, например, числу контролируемых цилиндров обслуживаемого двигателя. Резисторы включены по потенциометрической схеме, при этом их средние точки подключены к входам коммутатора. При включении канала коммутатора, соответствующего номеру контролируемого цилиндра, на выход блока 12 поступает сигнал напряжения Up уровень которого определяется углом поворота движка резистора, средняя точка которого подключена к выбранному каналу . коммутатора.

Умножитель 14 формирует за период следования входных импульсов число импульсов, равное коэффициенту умножения К. В качестве умножителя 14 может быть использован умножитель число-импульсного типа, построенный на базе генератора опорной частоты, де- лителя опорной частоты с коэффициентом деления, равным коэффициенту умножения К, и управляемого делителя частоты.

Второй делитель 15 частоты формирует на своих первом,и втором выходах импульсы частотой, меньшей частоты входного сигнала соответственно в Nt @ N> целое число раз. Значения

N (и N g выбираются исходя из условия кратности выходных частот по отношению к частоте следования импульсов, поступающих на второй вход блока 15. При этом значение N< выбирается также исходя из условия получения требуемой точности аппроксимации гармонических составляющих функции хода поршня, а значение N определяет дискретность задания задержки "грубой" ступени блока 11.

Импульс, поступающий на первый вход блока 15, сбрасывает его счетные узлы в чсходное нулевое состояние и тем самым определяет начальную фазу колебаний выходных импульсов.

Блок 15 может быть построен на базе счетчиков с произвольным коэффициентом пересчета.

Сигнализатор 18 может быть построен на базе двух элементов индикации, например на светодиодах, один из которых подключен к входу сигнализатора через инвертирующий каскад, что обеспечивает постоянное свечение одного из светодиодов при поступлении

Р; = —, P(q>)sin@4,q+

1 ( ц -Н

+ —, ) Р(iр) —, sin2q d g

45

В течение одного цикла работы двигателя в устройстве осуществляется масштабирование текущих значе50 ний функции давления Р() путем умножения этих значений на соответствующие значения sin q — первой гармонической составляющей функции хода поршня — и интегрирование этих

55 результатов. В течение другого цикла работы масштабирование осуществляется путем умножения текущих значений функции Р(ч) на соответствующие значения sin 2 < — второй гармонической,на вход снгнализатора одного из уровней сигнала и чередование свечения светодиодов при чередовании уровней этого сигнала.

Элемент 19 памяти представляет собой аналоговое устройство выборки и хранения сигнала.

Элементы 20 и 21 аналогичны по конструкции элементу 19.

Сумматор 22 выполнен на неинвертирующей схеме сумматора двух сигналов.

Компаратор 23 представляет собой аналоговый компаратор напряжения.

Источник 24 представляет собой мультивибратор-автогенератор с симметричным выходным сигналом, скважностью импульсов, равной двум, и частотой колебаний порядка единиц герц.

К выходу мультивибратора подключен

20 делитель, с помощью которого устанавливается требуемый уровень сигнала.

Элемент 25 задержки формирует им,.пульс, задержанный относительно входного на постоянный интервал времени, достаточный для установления сигнала на выходе сумматора 22. Элемент 25 может быть выполнен в виде двух последовательно соединенных ждущих мультивибраторов.

Элемент 25 срабатывает при поступлении на его вход импульса запуска, если на управляющий вход первого ждущего мультивибратора подан управляющий сигнал соответствующего уровня.

35 Принцип действия устройства следующий.

Уравнение для измерения среднего индикаторного давления можно представить в виде

1283559 составляющей функции хода поршня и значение постоянного для данного типа двигателя коэффициента 9 /2 с последующими интегрированием и сложением с результатом, полученным в первом цикле. Таким образом, определение значения P. осуществляется за два цикла работы двигателя °

Интегрирование и суммирование результатов масштабирования осуществ- 10 ляются с помощью "медленного" сумматора — фильтра нижних частот с относительно большой постоянной времени, обеспечивающего подавление пульсаций выходного сигнала устройства масшта- 15 бирования частотой, равной частоте циклов. При этом результат измерения соответствует истинному, если сигнал начала цикла, формируемый устройством и определяющий начало воспроиз- 20 ведения гармонической составляющей функции хода поршня, совпадает с нижней мертвой точкой (н.м.т.) поршня контролируемого цилиндра. Формирование этого сигнала осуществляется путем регулировки фазового сдвига сигнала датчика 3 при отключенной подаче топлива в контролируемый цилиндр.

Задание фазового сдвига осуществляется двумя дискретными ступенями 30 задержек импульса датчика 3 — "грубой", значение сдвига которой задается равным расчетному сдвигу между в.м.т. опорного и н.м.т. контролируемого цилиндров с точностью до 35 единицы дискретности задержки и не регулируется, и точной, значение которой регулируется. Диапазон регулировки "точной" ступени равен двум единицам дискретности грубой" ступе- 4р ни и учитывает возможные неточности установки датчика 3, зазоров в кривошипно-шатунном механизме и их изменение в процессе эксплуатации, а также некратность значения суммарно-, 45 го сдвига единице дискретности "грубой" ступени. Обработка результатов масштабирования при регулировке фазового сдвига осуществляется с помощью "быстрого" сумматора — фильтра 5р нижних частот с малой постоянной времени, достаточной для подавления пульсаций. выходного сигнапа устройства масштабирования частотой, равной частоте дискретизации функции хода поршня. При этом сигнал на выходе

"быстрого" сумматора изменяет полярность в диапазоне угловых положений вала, близких к в.м.т. поршня контролируемого цилиндра, в соответствии с законом изменения знака гармонических составляющих функции хода поршня. Наибольшая крутизна изменения полярности сигнала соответствует циклу воспроизведения первой гармонической составляющей функции хода поршня. При совпадении момента появления сигнала начала цикла с моментов достижения н.м.т. поршня момент изменения знака гармонических состав- ляющих совпадает с моментом достижения в.м.т, поршня, и сигнал на выходе "быстрого" сумматора становится симметричным относительно момента изменения полярности. Устройство фиксирует этот момент, анализируя результат суммирования уровней сигнала

"быстрого" сумматора в моменты, опережающие и запаздывающие относ тельно середины цикла воспроизведения первой гармонической составляющей на некоторый угол hq,, равный единице дискретности задания задержки

"грубой" ступени формирования фазового сдвига. Таким образом, контроль результатов регулировки фазового сдвига осуществляется один раз за два цикла работы двигателя, что позволяет ускорить процесс регулировки и значительно снизить ошибки оператора вследствие перерегулировкн..

Устройство работает следующим образом.

Датчик 1 устанавливается в индикаторный канал контролируемого цилиндра. При работе двигателя мгновенное значение давления газов в контролируемом цилиндре преобразуется датчиком 1 в пропорциональный электрический сигнал. Этот сигнал поступает в блок 7, где осуществляется его масштабирование. Сигнал с. выхода блока 7 через фильтры 8 и 16 поступает на входы соответственно блока 9 и анализатора 17.

Импульсы, формируемые датчиком 2 с периодом следования, соответствующим повороту вала на угол ьц>,, поступают на вход умножителя 14. На вы- ходе последнего формируются импульсы с периодом следования, соответствующим повороту вала на угол — „/К. Импульсы с выхода умножителя 14 поступают на третий вход элемента 10. Значение дц определяет единицу дискретности задания задержки элементом 10. Одновременно импульсы с выхода умножителя 14 поступают

1283559

10 на второй вход блока 15. На первом и втором выходах блока 15 образуются импульсы с периодами следования, соответствующими углам поворота вала

L

Импульсы с первого выхода блока

15 поступают на вход управляемого формирователя 4. При этом значения hg определяют единицу дискретности задания гармонических составляющих 10 функции хода поршня. Импульсы с второго выхода блока 15 поступают на второй вход блока 11. При этом значение hq, определяет единицу дискретности задания задержек блока 11.

Перед началом, измерения подача топлива в контролируемый цилиндр отключается, а на управляющие входы блоков 12 и 11 подаются соответствующие управляющие сигналы. 20

При этом на выход блока 12 со средней точки переменного резистора, соответствующего номеру контролируемого цилиндра, поступает сигнал напряжения U . Уровень этого сигнала определяется углом поворота движка переменного резистора, Напряжение

U(- преобразуется преобразователем

13 в код числа N поступающий на второй вход элемента 10 и определяю в 30 щий значение задержки этого элемента, равное повороту вала на угол

Чг 1 1 г T

На управляющий вход блока 11 подается код числа N,, являющегося 35 расчетным для контролируемого цилиндра и определяющим задержку первой ступени блока 11 g, = Ц, — Д(,, Со. ответственно, значения задержек моментов появления импульсов на первом 40 и втором выходах блока 1.1 принимают

Цг Cp„+ (Ц»,. и Ц, Щ + 180 .

Пусть на выходе датчика 3 формируется импульс, опережающий на угол д 45 поворота вала момент достижения в.м.т. поршнем опорного цилиндра.

Этот импульс поступает на первый вход элемента 10. Последний срабатывает и формирует на выходе импульс, 50 задержанный относительно входного на угол cg . Импульс с выхода элемента

10 поступает на первый вход блока 15 и сбрасывает в исходное нулевое состояние его счетные элементы, задавая 55 тем самым начальную фазу колебаний выходных импульсов блока 15. Одновременно этот >ке импульс поступает на первый вход блока 11. Последний срабатывает и формирует на втором и третьем выходах импульсы соответственно опережающие и запаздывающие относительно середины цикла на угол

ЛЦ, а на первом выходе — сигнал начала цикла.

Сигнал начала цикла, образующийся на первом выходе блока 11 поступает на вход делителя 6 и установочный вход счетчика 5, определяя начало воспроизведения гармонических состав » ляющих функции хода поршня в блоке 7.

Делитель 6 осуществляет деление на два частоты импульсов сигнала начала цикла. Скважность импульсов равна двум. При этом при формировании импульса на выходе делителя 6 в блоке

7 воспроизводится гервая гармоническая составляющая (sin((), а при формировании паузы — вторая гармоническая составляющая (sin 2(p).

Сигналы опережения и запаздывания относительно середины цикла, образующиеся на первом и втором выходах блока 11, поступают соответственно на первый и второй управляющие входы анализатора 17 на третий управляющий вход которого поступает сигнал с выхода первого делителя 6 частоты. Анализатор 17 фиксирует в моменты поступления сигналов опережения и запаздывания соответственно отрицательный и положительный уровни сигнала, образующегося на выходе фильтра 16, суммирует эти уровни, фиксирует результат суммирования при наличии импульса

1 на выходе делителя 6 и формирует логические сигналы "1", "0" или последовательность импульсов, если результат суммирования соответственно больше, меньше или равен нулевому. Сигнализатор 18 формирует соответственно сигналы "Опережение", "Запаздывание" или Синфазность". При этом появление сигналов "Опережение" и "Запаздывание означает, что нулевая фаза воспроизведения первой гармонической составляющей функции хода поршня в блоке 7 соответственно опережает и запаздывает относительно дейатвительного момента достижения в.м.т. поршнем контролируемого цилиндра. Вращая движок переменного резистора, опера,тор при получении сигнала "Опережение" увеличивает значение задержки элемента 10 и, соответственно, уменьшает это значение при получении сигнала "Запаздывание", добиваясь получения сигнала Синфазность". Появ1?83559, ление последнего означает, что момент появления сигнала начала цикла на первом выходе блока 11 совпадает с моментом достижения н.м.т. поршня контролируемого цилиндра, а моменты появления сигналов опережения и за-. паздывания на втором и третьем выходах блока 11 соответственно опережают и запаздывают на один и тот же угол hg относительно момента дости- 10 жения в.м.т. контролируемого цилиндра. На этом процесс регулировки фазового сдвига заканчивается, подача топлива в контролируемый цилиндр включается, и производится измерение среднего индикаторного давления.

Измерение производится следующим образом.

Коэффициенты масштабирования в блоке 7 изменяются дискретно по углу пово- 20 рота вала. Значение каждого из коэффициентов соответствует значению синуса угла поворота, выбранному на участке угла между моментами смены коэффициента масштабирования. Значения коэффициентов лежат в диапазоне о угла 0-90 . Смена коэффициентов масштабирования в блоке 7 осуществляется по сигналам с кодового выхода датчика 5 ° 30

При появлении на третьем выходе блока 11 сигнала начала цикла счетчик 5 устанавливается в исходное состояние. По сигналу на его выходе, соответствующему исходному состоянию, 35 в блоке 7 начинается умножение текущих значений сигнала датчика 1 на первый (наименьший). коэффициент, хранящийся в ПЗУ блока 7. Одновременно сигнал исходного состояния счет- 40 чика 5 поступает иа второй управляющий вход формирователя 4, в результате оказывается раэблокированным второй выход последнего, связанный с суммирующим входом счетчика 5. . 45

На второй. управляющий вход формирователя поступает сигнал с выхода делителя 6, осуществляющего деление на два частоты сигнала начала цикла со скважностью импульсов, равной 50 двум.

Пусть в момент появления на выходе блока 11 очередного сигнала начала цикла, устанавливающего счет- 55 чик 5 в исходное состояние, на выходе делителя 6 также начинает формироваться импульс. Этот импульс поступает на управляющий вход формирователя 4 и обеспечивает прохождение на суммирующий вход счетчика 5 импульсов с частотой, в два раза меньшей, чем частота импульсов на первом выходе блока 15.

По сигналу конечного состояния счетчика 5, соответствующему включению последнего (наибольшего) коэффициента в блоке 7, блокируется третий выход и открывается четвертый выход формирователя 4.

В результате этого счетчик 5 начинает работать в режиме вычитания, и включение коэффициентов масштабирования происходит в обратном порядке.

После возвращения счетчика 5 в исходное состояние процесс масштабирования до окончания импульса на выходе делителя 6 повторяется еще раэ аналогичным образом. Следовательно, в течение первого рабочего цикла, равного длительности импульса на выходе делителя 6, в блоке 7 происходит умножение мгновенных значений функции давления на модуль соответствующих значений функции синуса угла поворота коленчатого вала. !

С момента окончания импульса на втором входе формирователя 4 и до момента появления следующего импульса, т.е. в течение второго рабочего цикла, на входы суммирования и вычитания счетчика 5 из формирователя 4 попеременно поступают импульсы частотой, равной частоте импульсов на первом выходе блока 15, т.е. частотой, в два раза большей частоты импульсов в предыдущем цикле. В результате процесс умножения в блоке 7 в течение второго рабочего цикла повторяется четыре раза, т.е. происходит умножение мгновенных значений функции давления на модуль соответствующих значений функции синуса двойного угла с точностью до постоянного множителя h/2, сигнал задания которого поступает на соответствующий вход блока 7.

Одновременно с описанными выше процессами умножения в блоке 7 осуществляется изменение полярности резульl татов умножения в моменты изменения логического сигнала на его четвертом входе. Значение этого сигнала, поступающего с первого выхода формирователя 4, соответствует знаку значений ° функции синуса, воспроизводимой в блоке 7, и изменяется в моменты из13

1283559

14 менения направления счета счетчика

5 с обратного на прямое.

Начальная установка сигнала на первом выходе формирователя 4, соответствующая отрицательным значениям синуса, производится по фронту или срезу импульса на втором входе. Двухполярный отмасштабированный сигнал поступает на вьиод блока 7.

Сигнал с выхода блока 7 поступает 10 на вход фильтра 8, с помощью которого осуществляется выделение постоянной составляющей, т.е. интегрирование входного сигнала. Постоянное напряжение с выхода фильтра 8 поступает 15 на вход блока 9, в котором с помощью измерителя постоянного напряжения фиксируется значение среднего инди,каторного даВления.

Анализатор 17 работает следующим 20 образом.

Раэнопопярный сигнал с выхода фильтра 16 поступает на первые входы элементов 19 и 20 памяти. В момент поступления сигнала с второго выхода блока 11 на второй вход элемента

19 на выходе последнего фиксируется отрицательный уровень напряжения.

Соответственно, в момент поступления сигнала с третьего выхода блока 30

11 на второй вход элемента 20 на выходе последнего фиксируется положительный уровень напряжения. Сигналы с выходов элементов 19 и 20 суммируются сумматором 22, и результирующий сигнал поступает на вход элемента 21. Сигнал с второго выхода блока

11 одновременно поступает на второй вход элемента 25. Последний срабатывает, если на его первый вход с 40 выхода делителя 6 поступает импульс, и формирует импульс, задержанный на фиксированный интервал времени, достаточный для установления выходного сигнала сумматора 22. Импульс 45 с выхода элемента 25 поступает на управляющий вход элемента 21, и на выходе последнего фиксируется результирующий сигнал, поступающий с выхода сумматора 22. Сигнал с вьиода 50 элемента 21 поступает на первый вход компаратора 23, на другой вход которого с выхода источника 24 поступает опорный сигнал — биполярное напряжение частотой порядка единиц герц и скважностью, равной двум. Амплитуда диполярного сигнала превышает порог чувствительности компаратора 23, но находится в зоне единицы дискретности отсчета индикатора блока 9. Если уровень сигнала на первом входе компаратора 23 близок к нулевому, то на его выходе формируются импульсы частотой и скважностью, равными частоте и скважности сигнала источника 24, Импульсы с выхода компаратора 23 поступают на вход сигнализатора 18 и вызывают чередование свечения обоих его элементов индикации, воспринимаемое оператором как наличие сигнала "Син1t фазность . Превышение уровнем сигнала на первом входе компаратора 23 сигнала источника 24 вызывает, соответственно, появление на выходе компаратора сигнала с уровнем " 1" или

It

О, что в свою очередь вызывает в сигнализаторе 18 свечение соответственно элемента индикации сигнала

"Опережение" или элемента индикации сигнала Запаздывание".

После окончания регулировки фазового сдвига сигнализатор 18 может быть отключен.

Формула изобретения

1,Устройство для измерения среднего индикаторного давления двигателя внутреннего сгорания, содержащее датчик давления, датчик угловых положений, датчик on ор н о г о положения, управляющий формирователь имульсов, реверсивный счетчик, первый делитель частоты, последовательно включенные блок масштабирования с четырьмя входами, первый фильтр нижних частот.

> и блок регистрации, при этом датчик давления подключен к входу блока масштабирования, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью расширения функциональных воэможностей, повышения точности и производительности, в него введены первый и второй блоки задержек, блок переменных резисторов, аналого-цифровой преобразователь, умножитель частоты, второй делитель частоты, второй фильтр нижних частот, анализатор сигнала с четырьмя входами и сигнализатор, при этом датчик опорного положения подключен к первому входу первого блока задержки, к второму входу которого подключены последова=ельно соединенные блок переменных резисторов и аналого-цифровой преобразователь, к третьему — последовательно соединенные датчик угловых положений и умножитель

1283559

Составитель А.Зосимов

Техред Л.Сердюкова Корректор С.Шекмар

Редактор Л. Веселовская

Заказ 7427/37

Тираж 776 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4 частоты, а выход — к первому входу второго блока задержки и первому входу второго делителя частоты, выход которого соединен со вторым входом второго блока задержек, а второй выход — с первым входом управляемого формирователя импульсов, первый выход второго блока задержек соединен с первым входом реверсивного счетчика и с входом первого делителя частоты, 10 а второй и третий его выходы — соответственно с первым и вторым входами анализатора сигнала, выход первого делителя частоты соединен с вторым входом управляемого формирователя 15 импульсов, четвертым входом блока масжтабирования и с третьим входом анализатора сигнала, выход блока масштабирования подключен через второй фильтр нижних частот к четвер- 20 тому входу анализатора сигнала, выход которого подключен к сигнализатору.

2. Устройство по и. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что в нем анализатор сигнала содержит первый, второй.и третий элементы памяти, сумматор сигналов, элемент задержки, источник опорного сигнала и компаратор, при этом первые входы первого и второго элементов памяти соединены с выходом второго фильтра нижних частот, а их выходы соединены с первым и вторым входами сумматора, выход которого соединен через последовательно включенные третий элемент памяти н компаратор с входом сигнализатора, причем второй вход третьего элемента памяти соединен с выходом элемента задержки, первый вход которой соединен с выходом первого делителя частоты, второй вход — с вторым выходом второго блока задержек, при этом источник опорного сигнала подключен к компаратору, а второй вход первого элемента памяти подключен к второму выходу второго блока задержек, к третьему выходу которого подключен второй вход второго элемента памяти.