Пристрій для виявлення детонацій в окремих циліндрах двигуна внутрішнього згоряння

Пристрій ставиться до діагностування двигунів внутрішнього згоряння (ДВС), зокрема до пристроїв для виявлення детонаційного згоряння палива у двигунах, і може бути використане в складі систем діагностики й керування запалюванням ДВС [10].

Метою винаходу є підвищення точності виявлення рівня детонації в Vожному циліндрі двигуна.

Схема пристрою представлена на рис. 2.9

Пристрій містить підключений входом до датчика детонації перший підсилювач 1, вихід якого через блок 2 нормування, фільтр 3 пов'язаний із входом пікового детектора 4 і інформаційним входом першого ключа 5. Вихід детектора 4 підключений до інформаційних входів другого ключа 6 і третього ключа 7, вихід якого через другий підсилювач 8 підключений до інформаційного входу четвертого ключа 9, а вихід останнього через резистор 10 пов'язаний з першим входом схеми 11 порівняння, другий вхід якої підключений до виходу детектора 4, а третій вхід виконаний для підключення до формувача сигналу дозволу (не показаний).

Вихід формувача 12 кутового сектора підключений до керуючих входів першого, третього й четвертого ключів 5, 7 і 9 і першому входу формувача 13 імпульсу запису, перший вихід якого підключений до керуючого входу другого ключа 6, а другий його вихід пов'язаний з першою групою входів першого блоку 14 двовходових елементів И, виходи якого підключені до відповідних входів першої групи входів блоку формування опорних сигналів, входи другої групи якого підключені до першого входу схеми 11 порівняння. Блок формування опорних сигналів виконаний у вигляді груп з послідовно з'єднаних комутаторів 15, постаченим інформаційним і керуючим входами, і конденсаторів 16, число яких дорівнює числу циліндрів двигуна. Інформаційні входи комутаторів 15 утворять другу групу входів блоку, першу групу входів якого утворять керуючі входи комутаторів 15. Другі виходи конденсаторів 16 і виходи ключів 5 і 6 пов'язані із загальною шиною джерела живлення (не показаний). Лічильник 17 виконаний з рахунковим входом для підключення до датчика положення колінчатого вала двигуна, настановним входом для підключення до блоку початкової установки й входом скидання, виходи лічильника 17 пов'язані із входами дешифратора 18, перший і другий виходи якого підключені відповідно до першого й другого входів формувача 12, а третій його вихід - до входу скидання лічильника 17 і входу розподільника 19 рівнів, виходи якого пов'язані з відповідними входами другої групи блоку 14 і входами першої групи другого блоку 20 двохвходових елементів И, друга група входів якого й другий вхід формувача 13 підключені до виходу схеми порівняння. Кількість елементів виходів і входів у першій і другій групах входів блоків 14 і 20 і виходів дешифратора 19 дорівнює числу циліндрів двигуна.

Пристрій працює в такий спосіб.

Сигнал з датчика детонації через підсилювач 1 надходить на вхід блоку 2 нормування.

Пронормований по амплітуді сигнал надходить у фільтр 3, на виході якого з'являються імпульси із частотою заповнення, що відповідає частоті вібрацій двигуна при детонації, які виникають при нормальному згорянні палива (імпульси фонового шуму), детонаційному згорянні (імпульси детонації) і від механічних ударів при спрацьовуванні клапанів, розподільного вала й інших вузлів двигуна (імпульси перешкоди). Ці імпульси мають, що змінюється в кожному півоберті колінвала двигуна амплітуду, тривалість і форму, причому зі збільшенням частоти обертання колінчатого вала двигуна амплітуди й частота проходження імпульсів збільшується незалежно й за довільним законом. Сигнал з виходу фільтра 3 надходить на вхід пікового детектора 4 тільки тоді, коли ключ 5, підключений до входу пікового детектора 4, перебуває в закритому стані.

Рис. 2.9 Схема пристрою для виявлення детонацій в окремих циліндрах ДВС

Керуючий сигнал для закриття ключа 5 дозволу проходження сигналу виробляється в результаті обробки кутових імпульсів і імпульсів початкової установки, що надходять на входи лічильника 17 кутових імпульсів. Імпульс початкової установки, що з'являється в момент проходження поршнем певного циліндра верхньої мертвої крапки, періодично встановлює лічильник 17 кутових імпульсів у вихідний стан. Кутові імпульси, що визначають кутове положення колінчатого вала двигуна, перетворяться лічильником 17 кутових імпульсів у цифровий код.

Дешифратор 18 виділяє кутові імпульси, які визначають початок і кінець кутового сектора, у якому виникає детонаційне згоряння палива. Імпульси початку й кінця кутового сектора надходять на входи формувача 12 імпульсу кутового сектора, що формує імпульс, що надходить на керуючі входи ключів 5, 17 і 9, і переводить їх на час дії імпульсу в закритий стан. У результаті піковий детектор 4 обробляє сигнал з фільтра 3 тільки в заданому кутовому секторі.

На виході пікового детектора 4 сигнал запам'ятовується й одночасно надходить на другий вхід схеми 11 порівняння. Одночасно імпульс кутового сектора з виходу формувача 12 надходить на перший вхід формувача 13 імпульсу запису, підготовляючи останній для видачі імпульсу запису. Із другого виходу формувача 13 цей імпульс кутового сектора без зміни тривалості надходить на об'єднані входи першої групи блоку 14. На одному із входів групи блоку 14 є присутнім розв'язний рівень, що надходить із відповідного виходу розподільника 19 рівнів, а на відповідному виході одного з елементів И блоку 14 з'являється імпульс кутового сектора, що надходить на керуючий вхід одного з відповідного комутатора 15.

Опорний рівень для певного циліндра з відповідного накопичувального конденсатора 16 надходить на перший вхід схеми 11 порівняння, що видає логічний імпульс детонації тільки при наявності сигналу дозволу на третьому вході й при перевищенні поточним значенням сигналу в кутовому секторі опорного рівня даного циліндра. Сигнал дозволу надходить на третій вхід схеми 11 порівняння тоді, коли ДВС працює в детонаціонно- небезпечній зоні, тобто при певних значеннях навантаження на валу двигуна й частоти обертання колінвала. По зрізі імпульсу кутового сектора ключі 5, 7 і 9 відкриваються. Формувач 13 імпульсу запису при відсутності детонації в даному циліндрі (відсутній логічний імпульс детонації з виходу схеми 11 порівняння) виробляє імпульс запису постійної тривалості, що по ланцюзі проходження імпульсу кутового сектора надходить на керуючий вхід комутатора 15 накопичувального конденсатора даного циліндра й утримує його у відкритому стані. Збережене в піковому детекторі 4 поточне значення фонового шуму даного циліндра через відкритий перший ключ 7, підсилювач 8, відкритий другий ключ 9, резистор 10, відкритий комутатор 15 даного циліндра протягом дії імпульсу запису надходить у накопичувальний конденсатор 16 даного циліндра для уточнення величини опорного рівня. По зрізі імпульсу запису комутатор 15 накопичувального конденсатора даного циліндра закривається, а формувач 13 імпульсу запису виробляє імпульс скидання, що надходить на керуючий вихід ключа 6 і переводить його у відкритий стан до початку формування наступного імпульсу кутового сектора, при цьому забезпечується розряд накопичувальної ємності пікового детектора.

Наприкінці такту робочого ходу даного циліндра, коли поршень наступного циліндра, у якому починається такт робочого ходу, перебувати у верхній мертвій крапці, дешифратор 18 імпульсів початку й кінця кутового сектора виробляє імпульс, що надходить на вихід початкової установки лічильника 17 кутових імпульсів, установлюючи останній у вихідний стан, і на рахунковий вихід розподільника 19 рівнів, що виробляє розв'язний рівень для керування комутатором 15 накопичувального конденсатора наступного один по одному роботи циліндра двигуна. Процес формування імпульсів керування ключами повторюється.

При наявності детонації в певному циліндрі схема 11 порівняння видає логічний імпульс детонації, що одночасно надходить на об'єднані виходи другої групи блоку 20 і другий вихід формувача 13 імпульсу запису. На одному з виходів першої групи двохходових елементів і, підключених до відповідних виходів розподільника 19 рівнів, є присутнім розв'язний рівень для даного циліндра. У результаті детонації з'являється на відповідному виході блоку 20, що ідентифікований з даним циліндром.

При надходженні логічного імпульсу детонації на другий вихід формувача 13 імпульсу запису останній не виробляє імпульс запису, а відразу формує імпульс для розряду накопичувальної ємності пікового детонатора 4, крім цього участь імпульсу детонації у формуванні опорного рівня для даного циліндра.

Пристрій для виявлення детонацій в окремих циліндрах двигуна внутрішнього згоряння, що містить перший підсилювач із входом для підключення до датчика детонації, фільтр, схему порівняння, другий підсилювач, резистор, блок формування опорних сигналів, виконаний у вигляді груп по числу циліндрів з послідовно з'єднаних комутатора й конденсатора кожна, причому інформаційні входи комутаторів утворять другу групу входів, а керуючі входи комутаторів утворять першу групу входів блоку формування опорних сигналів, розподільник рівнів із числом виходів по числу циліндрів і джерело живлення, вихід першого підсилювача через фільтр з'єднаний із другим входом схеми порівняння, резистор одним виводом з'єднаний із другою групою входів блоку формування опорних сигналів, входи першої групи блоку формування опорних сигналів пов'язані з відповідними виходами розподільника рівнів, а другі виводи конденсаторів кожної групи блоку формування опорних сигналів підключені до загальної шини джерела живлення, що відрізняється тим, що, з метою підвищення точності визначення рівня детонації в кожному циліндрі, у пристрій додатково уведені перший - четвертий ключі, кожний з яких має інформаційний і керуючі входи, блок нормування, піковий детектор, формувач кутового сектора із двома входами, формувач імпульсу запису із двома виходами, перший і другий блоки двохходових елементів И, що мають першу й другу групи входів із числом входів у групі й виходів по числу циліндрів двигуна, лічильник з рахунковим входом для підключення до датчика положення колінвала, входом початкової установки для підключення до блоку початкової установки й входом скидання, і дешифратор із трьома виходами, схема порівняння виконана із третім входом для підключення до формувача сигналу дозволу, причому блок нормування встановлений у лінію зв'язку між виходом першого підсилювача й входом фільтра, піковий детектор установлений у лінію зв'язку між виходом фільтра й другим входом схеми порівняння, перший вхід який з'єднаний із другою групою входів блоку формування опорних сигналів, вихід фільтра додатково підключений до інформаційного входу першого ключа, а вихід пікового детектора додатково з'єднаний з інформаційними входами другого й третього ключів, вихід останнього підключений до входу другого підсилювача, вихід якого через четвертий ключ з'єднаний із другим виводом резистора, вихід формувача кутового сектора підключений до керуючих входів першого, третього й четвертого ключів і першому входу формувача імпульсу запису, перший вихід якого підключений до керуючого входу другого ключа, а другий його вихід з'єднаний з першою групою входів першого блоку двохходових елементів И, установленого в лінію зв'язку між розподільником рівнів і блоком формування опорних сигналів, причому входи другої групи входів блоку двохходових елементів И підключені до відповідних виходів розподільника рівнів, а виходи блоку двохходових елементів И з'єднані з відповідними входами першої групи входів блоку формування опорних сигналів, виходи лічильника з'єднані із входами дешифратора, перший і другий виходи якого підключені відповідно до першого й другого входів формувача кутового сектора, а третій а вихід дешифратора з'єднаний із входом скидання лічильника й входом розподільника рівнів, виходи якого додатково підключені до відповідних входів першої групи входів другого блоку двохходових елементів И, друга група входів якого й другий вхід формувача імпульсу записи з'єднані з виходом схеми порівняння, виходи першого й другого ключів підключені до загальної шини джерела живлення, а виходи другого блоку двохходових елементів И є виходами пристрою.

Недоліки: необхідність у датчиках детонації, великий вплив різних факторів і перешкод, що виникають при роботі двигуна на показання приладу, можливість застосування тільки для ДВС датчики, що має, положення колінвала.

Поиск по сайту: