Пристрій для контролю параметрів роботи двигуна

1. Пристрій для контролю параметрів роботи двигуна, що містить блок керування та інформації, підключений до джерела струму, датчики контролю, який відрізняється тим, що додатково встановлений індукційний датчик обертів вала в 3 28490 Датчик палива, в дозуючій камері якого рухається поршень, з'єднано через тригер з мікропроцесором, в блоці управління та інформації. Адресний регістр та ПЗП (програмнозапам'ятовуючий пристрій) з'єднані з мікропроцесором, до якого приєднано дешифратор, схему обнуління та через інвертор регістр коду символу, виходи дешифратора та регістра коду символу з'єднано з індикатором, вихід схеми обнуління з'єднано з входом обнуління мікропроцесора. На кресленні представлено блок-схему пристрою для контролю параметрів роботи двигуна. Пристрій для контролю параметрів роботи двигуна складається з блоку управління та інформації 1, підключеного до джерела струму 2, датчика обертів вала 3, встановленого в помпі 4 паливного насосу, виходи датчика з'єднано через підсилювач 5 та компаратор 6 з мікропроцесором 7, датчика палива 8, в дозуючій камері якого рухається поршень 9. Виходи датчика палива з'єднано з входами тригера 10, інверсний вихід якого з'єднано з мікропроцесором, адресного регістра 11 та ПЗП (програмно-запам'ятовуючий пристрій) 12, які шиною даних А та шиною адреси В, з'єднані з мікропроцесором, до якого приєднано дешифратор 13, схему обнуління 14 та через інвертор 15 і шину даних А регістр коду символу 16, виходи дешифратора та регістра коду символу з'єднано з індикатором 17. Вихід схеми обнуління з'єднаний з входом обнуління мікропроцесора, кнопка «Стоп» 18, кнопка «Дослід» 19, тумблер «Індикація» 20, які з'єднано з шиною даних А. Мікропроцесор 7 типу 80с31, на базі якого виготовлено блок управління та інформації 1, має на кристалі два вбудованих таймер-лічильника ТСО та ТС1. Наявність на кристалі мікропроцесора 7 двох таймер-лічильників дозволило додатково встановити датчик обертів 3. Пристрій для вимірювань витрат палива та частоти обертання вала двигуна працює таким чином. На початку роботи оператор підключає блок управління та інформації 1 до джерела живлення 2, встановлює датчик обертів вала двигуна 3 в помпу паливного насосу 4, датчик витрати палива 8 в паливну систему двигуна. Після появи на платі мікропроцесора 7 електричної напруги, починається генерація мікропроцесором тактових імпульсів з частотою 3Мгц. Схема обнуління 14 формує сигнал обнуління мікропроцесора 7, який починає виконувати програму, записану в ПЗП 12. На початку програми очищується вбудована на кристалі пам'ять даних, вказівник стека встановлюється в відведену для нього область пам'яті, порти входів-виходів встановлюються в 0 чи 1 та виконується команда дозволу переривань від таймера-лічильника ТСО. Таймер-лічильник ТСО мікропроцесора 7 програмно настроюється на підрахунок внутрішніх машинних циклів. Він 4 включає переривання основної програми при кожному своєму переповненню. В процедурі переривання мікропроцесор 7 переключає розряди індикатора 17, який працює по принципу динамічного управління, проводить опитування кнопок «Стоп» 18 та «Дослід» 19, в цій підпрограмі відбувається також відлік інтервалів часу. Для організації переривань в таймер-лічильник ТСО програмно записано число N. Коли число внутрішніх машинних циклів стане рівним числу N, таймер переповнюється та обнуляється, а мікропроцесор 7 при цьому входить в процедуру переривання основної програми. При цьому забезпечується загрузка в стек даних та адреси команди. Число N вибрано таким, щоб забезпечити динамічну індикацію індикатора 17, тобто переривання основної програми запрограмовано через кожні 2мсек, або з частотою 500Гц. Кожні 2мсек активізується по черзі один розряд індикатора 17. Оскільки в блоці управління та інформації 1 використовується девятирозрядний індикатор 17, то на один цикл його обслуговування необхідно дев'ять переривань. Під час десятого переривання ні один із розрядів індикатора не горить, а починаючи з одинадцятого відбувається новий цикл регенерації індикатора 17. Отже, за 1сек відбувається 500 переривань основної програми або 50 циклів регенерації індикатора. На цьому базується принцип динамічної індикації. Переривання основної програми через кожні 2мсек, також задіяні при підрахунку витрат палива по формулі, яка буде приведена нижче. Двигун трактора чи комбайна на цьому етапі не працює, сигнали від датчиків 3, 8, не надходять до мікропроцесора 7, на індикаторі 17 в усіх розрядах висвічуються нулі. Після запуску двигуна, сигнали від датчиків 3, 8 надходять до мікропроцесора 7, програмно обробляються та при вході мікропроцесора в процедуру переривання в старших 4-х розрядах індикатора 17відображаються оберти двигуна, а в 4-х молодших - витрати палива. На цьому етапі контролюється режим холостого ходу двигуна та звіряється з паспортними даними. Якщо витрати палива та оберти вала двигуна в режимі холостого ходу відрізняються від паспортних, то трактор чи комбайн не допускаються до випробувань і відправляються на регулювання. На етапі виконання технологічного процесу контроль на індикаторі 17 за цими базовими показниками полегшує роботу оператора. Якщо оператор візуально контролює на індикаторі різке зменшення обертів двигуна та збільшення витрат палива, що свідчить про перевантаження двигуна, то він вводить коригуючи дії, зменшуючи швидкість руху і т. п. При вимірюваннях витрат палива в досліді, оператор натискує кнопку «Дослід» 19 на блоці управління та інформації 1. Мікропроцесор 7 дожидається приходу нової секунди (для чисто ти вимірювань), формує програмний сигнал «Дослід» (F_EXP). Лічильник сумарних витрат палива, під який використовується запрограмована клітинка пам'яті даних, обнуляється. Поршень 9 датчика 5 28490 палива 8 по черзі замикає контакти К1 та К2, які з'єднані з входами тригера 10. Замикання контактів К1 та К2 приводе до періодичного переключення тригера 10, при якому на одному з його виходів встановлюється напруга логічної одиниці, а на другому логічного нуля. Вивід тригера 10 подається на лічильний вхід мікропроцесора 7 як положення поршня 9 датчика 8. При зміні стану цього виводу відбувається збільшення лічильника сумарної витрати палива на одиницю і таким чином підраховується число ходів поршня 9, яке відповідає сумарним витратам палива за певний проміжок часу. Поточні витрати палива підраховуються мікропроцесором 7 програмним способом і відповідають порції палива «10мл», яка виштовхується з дозуючої камери за час руху поршня 9 датчика 8 в перерахунку на годину роботи. Для того, щоб програмно обробити імпульси, які надходять до лічильника сумарної витрати палива, мікропроцесор 7 по шині адреси В та адресний регістр 11 виставляють повний 16-ти розрядний адрес команди, яка знаходиться в ПЗУ 12. Після передачі адреси на регістр 11 по шині даних А, який виставляє молодші вісім розрядів адреси, шина даних А переходить в високоімпедансний стан і по ній байт коду команди операції передається з ПЗУ 12 до мікропроцесора 7, де під дією команд проходить обробка імпульсів. З мікропроцесора 7 семисегментний код даних записується через інвертор 15 в регістр коду символу 16. З регістра коду символу 16 семисегментний код подається на активний розряд індикатора 17. Активний розряд індикатора вибирається дешифратором 13 перебором двійкового коду від 0 до 8. В одному з положень тумблера «Індикації» 20 на індикатор 17 виводиться число ходів поршня датчика палива, а іншому відбувається вимір тривалості кожного імпульсу в 500-х частках секунди та підрахунок витрат палива по формулі: Q=3.6×10×0.83×500/n, кг/год, де: n - кількість переривань основної програми, 10 - кількість палива за один хід поршня в мл. Наприклад, якщо кількість переривань основної програми становить 500, тобто поршень датчика палива пройшов шлях від контакту К1 до контакту К2 за одну секунду, то ви трати палива, підраховані по цій формулі, будуть становити 29,8кг/год. Запропонована формула дозволяє підвищити точність вимірювань у порівняні з аналогом, завдяки тому, що підрахунок витрат палива пристроєм прив'язаний до внутрішніх машинних циклів мікропроцесора, з якими в свою чергу зв'язано переривання основної програми і які синхронізовані кварцовим генератором. При вимірюваннях обертів вала двигуна використовується індукційний датчик 3, який вкручується замість штатної пробки в помпу 4 паливного насосу. Поршень помпи 4 забезпечує коливання штока датчика 3 в просторі між витками котушки індуктивності з частотою, яка дорівнює половині частоти обертання колінчатого вала 6 двигуна. З'єднання датчика обертів 3 через підсилювач 5 та компаратор 6 з мікропроцесором 7 забезпечує гарантовану ідентифікацію по логічним 0 та 1 імпульсів, які надходять з виходу компаратора 6. Таким чином, забезпечується простота установки датчика обертів 3, точність вимірів, та контроль за роботою паливного насосу. Таймер-лічильник ТС1 при цьому програмується як таймер, тобто підраховує не частоту проходження імпульсів, а тривалість кожного імпульсу, перетворює її в частоту (f=l/t), тобто в оберти вала двигуна. В даному випадку імпульси поступають на лічильний вхід мікропроцесора 7, викликаючи при цьому підпрограму переривання, де з ТС1 відлічується значення тривалості всього періоду імпульсу. Вивід значень обертів вала на індикатор 17 відбувається аналогічно виводу значень витрат палива. Ці дії проходять в неперервному циклі, доки оператор не натисне кнопку «Стоп» 18. При цьому скидається програмний прапорець (F_EXP), зупиняється відлік часу та проводиться розрахунок середніх за дослід значень витрат палива та обертів вала. Запропонована блок-схема корисної моделі вигідно відрізняється від схеми аналогу своєю надійністю та простотою. Зокрема, мікропроцесор гарантовано ідентифікує логічний нуль та логічну одиницю на виході тригера, а схема формування імпульсів витрат палива між тригером 10 та мікропроцесором 7, відсутня взагалі. Відсутня схема вибірки, яка замикається на схему таймер-лічильника аналога, оскільки таймер-лічильники корисної моделі не являються окремими мікросхемами, а вбудовані на кристалі мікропроцесора 7. З'єднання в схемі корисної моделі регістра коду символу 16 через інвертор 15 з мікропроцесором 7, який записує в регістр семи сегментний код, який з регістра 16 поступає на активний розряд індикатора 17 з однієї сторони і дешифратора 13, з'єднаного трьома лініями з мікропроцесором 7 і який перебором двійкового коду вибирає активний розряд індикатора 17 з другої сторони являє собою закінчену схему і вигідно відрізняється від аналога способом відображення інформації на індикаторі. Запропонований пристрій для контролю параметрів роботи двигуна дозволяє, завдяки тому, що мікропроцесор підраховує витрати палива у двох напрямках руху поршня датчика та збільшеному об'єму пам'яті даних, підвищити точність вимірювань та виводити на індикатор не тільки сумарні та поточні а й середні за час досліду витрати палива, а також поточні та середні за час досліду оберти вала двигуна. Отримання середніх значень вимірювань дуже важливо, оскільки в процедурі вимірювань потрібна не менш як трьохкратна повторюваність досліду. 7 28490 8