Устройство для определения продолжительности впрыска топлива в двигатель внутреннего сгорания

Устройство для определения продолжительности впрыска топлива в двигатель внутреннего сгорания

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

О П И C А H Н Е i,„)

КЗОБРЕТЕЯ КЙ

Союз Советскин

Социалистических

Республик и АВТОРСКОМУ СВИДЕЯЛЬС ВУ (61) Дополнительное к авт. свнд-ву (22) Заявлено 21.О7.75 (21) 2159431/Об с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет

М. 1(л" i= Î2Ì 65/ОО

С<О< М t5/00

Государственный комитет

Совета Министров СССР оо делам нзооретений и отнрытий зт "" - ",J <74 ?? (9888) (43) ???????????????????????? ??5.??4.77. ?????????????????? ????4 i> (45) Дата опубликования описания 1О.11.77

Р. С, ЕрмОЛОВ, P. A. Ивашев и Г. Ф. Морозов (72) Авторы изобретения (7l) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЧ ЙРОДОД)ККгТЕ И ТИ

ВПРЫСКА ТОПЛИВА В ДВИГАТЕЛЬ Bi>>ТРЕИИЕРО СГ ;ЗРАИйй

Изобретение относится к машиностроению, в частности к электронным приборам, нредизнвченным дтя исследования, испытания и эксплуатационной диагностики топлкзовпрыскивающей аппаратуры дизельных двигателей внутреннего сгорания.

Устройство может быть использовано как в качестве автономного, так и в составе диагностической измерительной системы;

Известны устройства для определения продол-, жительности впрыска топлива в двигатель внутрен- 1О. него сгорания, содержашие датчик и блок визуальной индикации (1 J.

К недостаткам известных устройств относится сложность процесса измерения, вызванная необходимостью присоединения проверяемой секции топлив- i5 ного насоса к форсунке, установленной на специальную прозрачную камеру впрыска, а также необходимость установки датчика верхней мертвой точки соответствующего поршня и большая погрешность измерения, вызванная погрешностью самого при- >0 бора, субъективностью определения моментов начала и конца впрыска и условиями процесса впрыска, отличающимися от реальных.

Известны устройства, содержащие датчик дав. ления с усилителем, блок сравнения и блок визуальной HHJ

И.

Иедостаткамн таккх устпойств я»в»«чяются с«<ож процесса измерения» вы iaT»00 tiH необходимостью вьг«полнения p<«"it ых олернцчй прн нзмеp0IBIH, а также невысокая то гность намерения, Определяемая использова<веем индикатора c BpHH.

<пптиально H08hIGQKGII разрешаю?цей способностью (оспнллоскопв), а также необходимостью внзуальнога определения характерных точек на остпялограмме процесса впрыска.

Известны также устройства для определения продол>кительности впрыска топлива в двигатель внутреннего сгорания, содериыцпе датт<ик давле<шя с усилителем, связанным с блоком сравнения, генератор импульсов, c00tIJIHCHHHIII через счетлп. с вентилями, и блок визуальной индикации с устройством управлении на входе (3).

К недостаткам = »их устройств относятся сложность процесса измерения, вызванная большим числом ручных операций„а также не«> >"днмостью наличия датчика верхней мертвой точй < изб стробоскопа, и низкая точность измерения, вызванная большой погрешностью;деленна моментов начала и конца впрыска. Последнее обусловлено!

:. !е !!(!!!)!соко!! (л! ра, по к!!гг!1!!!л!у црг изводится олреденегпге зих чг!лгс!ггов, так н слу !!!шц.гми г!цп!6кал1и onepaiOP3.

Цепью изобрлсння является упрощение и повы5 шелле то

Для лостг!женин поставленной цели выход усилителя параллельно связан с сигнаг!ьггыми входами блока формирования сигнала канала впрыска, соединенного с установочным входом счетчика, устройства выборки и запоминания, соединенного с блоком сравнения, и блока формирования интервала измерения, между блоком сравнения и вентилями включен клапан импульсов записи, между вентилями и блоком визуальной индикации подключен регистр памяти, а выход блока формирования сигнала накала впрыска связан с управляющим входом блока формирования интервала измерения, выход которого параллельно связан с управляющими входами устройства выборки и запоминания и клапана импульсов записи и устройством уп- 20 равления.

Блок формирования интервала измерения содержит фильтр нижних частот, соединенный с одним входом компаратора через устройство выборки и запоминания, а другим — непосредственно, и триг- 25 гер, один вход которого образует управляющий вход блока формирования интервалов измерения, а другой связан через формирователь заднего фронта с выходом компаратора, который соединен также с управляющим входом устройства выборки и зало- 30 минания, и выход триггера образует выход блока формирования интервалов измерения, сигнальный вход которого образует вход фильтра нижних частот.

На фиг. 1 изображена блок-схема предлагаемо- 35

ro устройства; на фиг,2 — эпюры напряжений на выходах отдельных узлов устройства.

Устройство содержит датчик 1 давления, например, пьезоэлектрического типа, встраиваемый в топливопровод высокого давления перед форсун- 40 кой и связанный через усилитель 2 сигналов датчика давления с блоком 3 формирования сигнала начала впрыска, который состоит из блока 4 порогового устройства, выполненного, например, по схеме триггера Шмитта, соединенного через одно- 45 вибратор 5 параллельно со схемой блока 6 выделения экстремумов и схемой 7 выделения первого импульса, соединенных также между собой. Вход блока 6 соединен со входом блока 4 и служит сигнальным входом блока 3, а выход схемы 7 — 50 выходом блока 3. На выходе усилителя 2 включены последовательно устройство 8 запоминания, блок 9 сравнения, клапан 10 импульсов записи, причем, блок 9 связан другим своим входом с входом устройства 8. Выход усилителя 2 соединен с бло- 55 ком ll формирования интервала измерения, который выполнен в виде последовательно соединенных фильтра 12 нижних частот устройства 13 выборки и

1 запоминания, компаратора 14, формирователя 15 заднего фронта импульса и риггера 16, другой 60 вход K0lopo!0 связан с выходом блока 3, и является управляющим входом блока 11, а выход соединен с управляющими входами устройства 8 и клапана 10. Выход компаратора 14 соединен также с другим входом устройства 13, а другой вход компаратора 14 вместе со входом фильтра 12 образует сигнальный вход блока ll. Генератор 17 импульсов фиксированной. частоты последовательно через счетчик 18, вентили 19 и регистр памяти 20 соединен с блоком 21 визуальной индикации, на входе которого включено устройство управления 22, связанное также с выходом триггера 16. Клапан управления связан с другим входом вентилей 19, а другой вход счетчика 18 соединен с выходом блока 3.

Фильтр нижних частот 12 имеет постоянную, времени, которая выбирается, исходя из условия выполнения неравенств: где Т, Тв — период следования и длительность импульсов впрыска соответственно; трп — постоянная времени цепи, состоящей иэ устройства 13 и компаратора 14.

Принцип действия устройства заключается в автоматическом выявлении на характерных участках кривой давления моментов начала и конца впрыска с последующим измерением временного интервала между этими моментами. Момент начала впрыска топлива определяется моментом появления первого экстремума (момент t на эпюре "а" фиг. 2) на переднем фронте нарастающего давления впрыска. Момент конца впрыска (момент t5 на эпюре ™а" фиг. 2) определяется на заднем фронте спадающего давления впрыска в момент равенства текущего давления и уровня начала впрыска Ua (с коэффициеитомпропорциональности К=075-1) зафиксированного в момент начала впрыска. Поскольку и процессе впрыска возможны колебания давления относительно уровня Ов, причем текущее значение давления может принимать значения меньшие величины 0в, то для определения истинного участка снижения давления, вызванного отсечкой топлива в конце его подачи, используется дополнительный признак. В качестве последнего используется факт достижения или пересечения (момент t на эпюре

"а" фиг. 2) спадающим давлением установившегося сигнала давления U>, зафиксированного в момент начала подачи топлива (момент t, на эпюре "а" фиг. 2).

Момент начала впрыска определяется с помощью

-блока 3 формирования сигнала начала впрыска.

Устройство 8 выборки и запоминания фиксирует сигнал Ов, пропорциональный уровню Ull, а блок 9 сравнения формирует импульсы в момент равенства ! снижающегося сигнала давления и уровня 0в. Факт достижения или пересечения текущим значением сигнала давления уровня Uy фиксируется с по-, 553352

55 мощью блока 11 формирования интервала измерения.

Измерение продолжительности впрыска топлива осуществляется численно -импульсным методом.

В процессе измерения в счетчике 18 фиксируется код текущего времени впрыска тв с началом отсчета в момент начала впрыска (момент tz на эпюре а !;фиг. 2). В момент конца впрыска (момент tz на эпюре "а", фиг. 2) по сигналу блока 9 сравнения код счетчика 18 считывается и затем передается в блок 21 визуальной индикации.

Сигналы датчика 1 давления, следующие с периодом Т, усиленные усилителем 2, поступают на сигнальные входы блока 3 формирования сигнала начала впрыска блока 9 сравнения, блока 11 формирования интервала измерения и на сигнальный вход устройства 8 выборки и запоминания. Импульсы с выхода генератора 17 поступают на вход счетчика 18.

Перед началом подачи топлива при выполнении неравенства (1) сигнал на выходе фильтра 12 нижних частот блока 11 практически равен сигналу Uy на выходе усилителя 2, соответствующего установившемуся уровню давления топлива перед впрыском. В результате сигналы на обоих входах компаратора 14 равны и соответственно этому сигнал на выходе компаратора 14 равен или близок к нулю. Начиная с момента подачи топливат! сигнал на входе компаратора 14, подключенного к выходу усилителя 2 непосредственно, возрастает и становится большим по величине сигнала на другом входе компаратора 14, подключенного к выходу устройства 13 выборки и запоминания. Компаратор 14 срабатывает и формирует на выходе сигнал

"Г. (эпюра "б" на фиг. 2) по которому на выходе устройства 13 выборки и запоминания благодаря выполнению неравенства (2) фиксируется уровень

Uy (эпюра "а" фиг. 2) при дальнейшем увеличении сигнала давления сигнал на выходе компаратора 14 не изменяется.

При достижении передним фронтом нарастающего давления уровня впрыска 0в блок формирования сигнала начала впрыска 0в блок формирования сигнала начала впрыска 3 вырабатывает импульс фиксированной длительности (эпюра "в",на и фиг, 2), передний фронт которого соответствует моменту начала впрыска топлива, Импульс момента начала впрыска поступает на установочный вход датчика 1. По этому импульсу счетчик 18 устанавливается в нулевое состояние, в результате чего по мере заполнения импульсами генератора 17 счетчика 18 в последнем фиксируется код, значение которого пропорционально текущему значению длительности процесса впрыска топлива t .

Одновременно сигнал с выхода блока 3 поступает на единичный вход триггера 16 и устанавливает последний в единичное состояние (эпюра "r" на фиг. 2). Сигнал "1" с выхода триггера 16 разблокирует клапан 10 импульсов записи и устанавливает устройство 8 выборки и запоминания в режим

50 запоминания входного сигнала с выхода усилителя 2. Таким образом, в момент начала впрыска на выходе устройства 8 фиксируется уровень сигнзла !

Ов, пропорциональный сигналу давления начала впрыска Ов (эпюра "з" на фиг. 2). Фиксированный уровень сигнала с выхода устройства 8 поступает на вход блока 9 сравнения, на друтой вход которого поступает изменяющийся сигнал с выхода усилителя 2.

В процессе впрыска топлива при снижении сигнала давления на выходе усилителя 2 в моменты равенства сигнала давления величине UB (моменты

tq, t4 на эпюре а фиг. 2) блок 9 сравнения формирует импульсы фиксированной длительности (эпюра "д" на фиг. 2), поступающие через открытый клапан 10 на управляющий вход вентилей 19.

По этим сигналам вентили 19 разблокируются и код счетчика 18 переписывается в регистр памяти 20. Аналогичным образом при снижении сигнала давления на участке конца впрыска в момент tg в регистр памяти 20 переписывается код счет !икз 18, значение которого пропорционально продолжительности впрыска топлива tt!.

На участке конца впрыска топлива в процессе дальнейшего снижения давления сигнал на выходе усилителя 2 становится равным или меньшим уровня Uy, зафиксированного на выходе устройства 13 выборки и запоминания блока 11. В этот момент происходит обратное срабатывание компаратора 14 и сигнал на выходе последнего изменяет свое значение с "1" на "0" (эпюра "б" на фиг. 2). По перепаду уровня сигнала на выходе компаратора 14 срабатывает формирователь 15 заднего фронта (эпюра "e" на фиг. 2) и формирует импульс фиксированной длительности, который поступает на нулевой вход триггера 16, и устанавливает последний в исходное нулевое состояние.

Сигнал "0" с выхода триггера 16 блокирует клапан импульсов записи 10 и переводит устройство выборки и запоминания 8 в режим выборки сигнала с выхода усилителя 2. Одновременно по перепаду сигнала на выходе триггера 16 устройство управления 22 формирует сигнал на управляю1цем входе блока 21 визуальной индикации. По этому сигналу код числа регистра памяти 20, пропорционального продолжительности впрыска топлива, фиксируется в запоминающем устройстве блока 21, дешифрируется и индицируется. При последующем появлении сигнала на выходе блока 3 процесс работы устройства повторяется. Частота обновления показаний на табло блока 21 визуальной шщикзции устанавливается оператором с помощью органов управления устройства управления 22.

Формула изобретения

1. Устройство для определения продолжительности впрыска топлива в двигатель внутреннего сгорания, содержащее датчик давления с усилите3352

7 лем, связанным с блоком сравнения, генератор импульсов, соединенный через счетчик с вентилями, и блок визуальной индикации с устройством управления на входе, о т л и ч а ю щ е е с s тем, по, с целью упрощения процесса измерения и повышения точности, выход усилителя параллельно связан с сигнальными входами блока формирования сигнала начала впрыска, соединенного с установочным входом счетчика, устройства выборки и запоминания, соединенного с блоком сравнения, блока формирования интервала измерения, между блоком сравнения и вентилями включен клапан импульсов записи, между вентилями и блоком визуальной индикации подключен регистр ммяти, в выход блока формирования; сигнала начала впрыска связан с управляющим входом блока формирования интервала измерения, выход которого параллельно связан с управляющими входами устройства выборки и запоминания и клапана импульсов записи и устройством управления.

2. Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что блок формирования интервала измерения содержит фильтр нижних частот, соединенный с одним входом компаратора через устройство выборки и запоминания, а с другим — непосредственно, и триггер, один вход которого образует управляющий вход блока формирования интервалов измерения, а другой связан через формирователь заднего фронта с выходом компаратора, который соединен также с управляющим входом устройства выборки и запоминания, и выход триггера образует выход блока формирования интервалов измерения, сигнальный вход которого образует вход фильтра нижних частот.

Источники информации, принятые во внимание

1á при эксперэ иэобр те

1. Патент Англии N4 811910, кл. G 1 1ч,1953.

2. Патент США М 3503255,кл. 73-117,2, 1969

3. "Техническая диагностика двигателей внутреннего сгорания по параметрам рабочих процессов", М„ГОСНИТИ, 1973, с. 137 — 149.

553352

Составитель Н. Патрахальцев

Техред 3. Фанта Корректор Д. Мельниченко

Редактор М. Васильева

Заказ 1093/52

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

Тираж 1101 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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