187888. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és kapcsolási elrendezés belsőégésű motorok kopogásintenzításának meghatározására
1 187 888 2 ciátor automatikus szintszabályozó (AGC) áramkörrel van kiegészítve. A találmány szerinti kapcsolási elrendezés mind a stacioner, mind az instacioner motorüzemben biztosítja a kopogásos égés folyamatában jelentkező nyomástranziens digitális leképzését és ennek megfelelően a statisztikai feldolgozáshoz a kopogásos égés folyamatainak megfelelő követését. 'A találmány tárgyát a továbbiakban példakénti kiviteli alak és foganatosítási mód alapján, a csatolt rajzra hivatkozással ismertetjük részletesen. A rajzon az Lábra a találmány szerinti kapcsolási elrendezés jelátalakító egységének tömbvázlata, míg a 2. ábra a kopogásos égési folyamat követésekor és a feldolgozás során kapott jelalakok. A belsőégésű motorokban a tüzelőanyag égetése során keletkező nyomást érzékelve, ideális esetben a henger belső terében a nyomás változása a 2. ábra szerinti C jelet követi. A tapasztalat szerint azonban a nyomásváltozás a kopogás miatt nem ilyen sima görbe szerint alakul, hanem a 2. ábra szerinti A jel érzékelhető. A vizsgálat szempontjából az A jel csúcshelyeire rárakódott nagyfrekvenciás rezgések, a tranziensek a fontosak. Ezeket leválasztjuk és így tiszta formában vizsgálni tudjuk. A leválasztást mindenkor a csúcshelyek elérésekor kell biztosítani, majd a kapott görbét letapogatjuk, vagyis általában mintegy 1000 pontban értékét megállapítjuk és digitalizáljuk. Az így kapott értékeket időben egymás után tároljuk. A letapogatást nagyobb számú, általában legalább száz, előnyösen mintegy ezer csúcshelyre végezzük el. Az így kapott adathalmaz alapján ismert módon a görbékre jellemző adatokból statisztikai eloszlásokat állapítunk meg, megállapíthatjuk például a pozitív maximális értékek, a csúcstól-csúcsig értékek, a tartam és szakasz négyzetes középértékek (RMS), a tartam stb. eloszlását és ez alapján intenzitásparamétert generálunk, mely általánosítható vagy belsőégésű motor típus specifikált. A kívánt adatokat mindenkor a vizsgálat igénye szerint állítjuk Össze. Előnycsen a statisztikai feldolgozáshoz szükséges tömörített adatokat (a tárolókapacitás méretétől függően) több egymásutáni kopogási nyomástranziens jelcsomag letapogatásából nyert adathalmaz időszakos feldolgozásából nyerjük. A találmány szerinti kapcsolási elrendezés (1. ábra) BE bemeneti pontja a belsőégésű motorhoz illeszkedő érzékelőre csatlakozik. Ez az érzékelő előnyösen piezoelektromos nyomásérzékelő, amely a belsőégésű motor hengerében lezajló égési folyamatot jellemző nyomásváltozások követésére alkalmas. Nem az irodalomban található és helytelenül „A kopogásra jellemző frekvenciá”nak nevezett, hanem többszörösének, tehát nagyfrekvenciás, igen gyors változások követésére van szükség. A BE bemeneti pont 1 első leválasztó erősítőre van vezetve, amely első és második soros tag közös bemeneti pontjára csatlakozik. Az első soros tag 2 aluláteresztő szűrőt, 3 differenciátort és AGC áramkört, 4 komparátort és 5 monostabil multivibrátort tartalmaz az említett sorrendben. A második soros tag 6 felüláteresztő szűrővel, 7 második leválasztó erősítővel, 8 analóg kapcsolóval és 9 harmadik leválasztó erősítővel van kialakítva, és a 9 harmadik leválasztó erősítő KI kimeneti pontra van vezetve. Az 5 monostabil multivibrátor egyrészt indítójelet továbbító 10 kimenettel van csatlakoztatva a digitális jelfeldolgozó egységhez, míg a másik kimenete a 8 analóg kapcsolót működteti. A 10 kimenet és a KI kimeneti pont digitális jelfeldolgozó egységre van vezetve. A találmány szerinti kapcsolási elrendezés működése a következő: Az érzékelő például a motorhenger belső terében uralkodó nyomás érzékelésével az 1 első leválasztó erősítőn keresztül A jelet (2. ábra) továbbít. Az 1 első leválasztó erősítővel szemben alapvető követelmény az A jel csúcshelyeinél megjelenő tranziens torzítatlan átvitele. Ebből a célból követő jellegű, nagy bemenő impedandájú erősítő alkalmazása bizonyult a legcélszerűbbnek. Az A jelből a 2 aluláteresztő szűrő C, a 6 felüláteresztő szűrő és a 7 második leválasztó erősítő B jelet állít elő. A 3 differenciátor a C jelet differenciálja, az automatikus szintszabályzó (AGC) áramkör az eltérő fordulatszámok miatt jelentkező amplitudóingadozásokat egyenlíti ki és így D jel alakul ki. Ennek nullaátmenete képviseli a csúcshelyet (0 pont). A negatív Uref feszültségszint átlépésihez a 4 komparátor kimenetén megjelenő E logikai jel negatív éle rendelhető hozzá. Az Éjeiben az alacsony logikai szint az Uref feszültségszint alatti értékek időtartamáig áll fenn. Ezt követően az 5 monostabil multivibrátor meghatározott szélességű, analóg kapcsolót működtető időkaput (F jel) állít elő, az időkapu ideje alatt (F jel) magas logikai szintet generál. Ez az időkapu a motor fordulatszámától függ, időtartama általában 4 ms időtartamú, de szükség esetén csökkenthető 2 ms-ig. (Igen nagy fordulatszámok esetében ugyancsak kedvező megoldás lehet, ha csak minden második csúcshelyet vizsgálunk a leírtak szerint.) Ennyi idő alatt a kopogásos égés érdemi folyamata teljes bizonyossággal lezajlik. Az F jelnek megfelelően a 8 analóg kapcsoló átengedi a B jel megfelelő időtartamú kikapuzott részét, és így G kimenő jel nyerhető. Jól látszik, hogy a G kimenő jel, amely a KI kimeneten át kerül a jelfeldolgozó egységre, csak a kopogásos égésnek megfelelő tranziens jelcsomagot tartalmazza, belőle a leválasztó erősítőkben lezajló villamos folyamatok miatt a B jelben jelen lévő, a gyújtási folyamatoknak megfelelő változások hiányoznak. Ez utóbbiak a csúcshelyek közötti időtartományban az elektromágneses csatolások révén kerülhetnek a kapcsolási elrendezésbe. A KI kimeneten tehát csak a kopogásos égést jellemző tranziensek továbbítódnak a jelfeldolgozó egységbe. Ez az egység ismert módon mintavevő tartóegységet, sorrendiséget megállapító konverzió vezérlőt, közvetlen memória elérést vezérlő egységet (DMAC-Controller) Direct Memory Access, megfelelő kiépítettségű memóriát, továbbá külső kijelző és háttértároló egységekre csatlakoztatott központi egységet tartalmaz. Működésében lényeges, hogy a tranziensek letapogatása és digitalizálása során, ami 2...4jus-onként következik be, tehát egy tranzienshez mintegy 1000 adat tartozik. A mintavételezés és A/D konverzió eredményeképpen e!őállított adatok közvetlen memóriába írását emelkedő címsorrendben a konverzió vezérlő és DMAC egysegek vezérlik, amelyek előnyösen programozható, mikroprocesszorvezérelt nagy integráltsági fokú eszközök. A DMAC az egyes bejövő adatokhoz címet rendel és beírja az adatokat a memória megfelelő címére. Ismert módon RAM tárolókat alkalmazunk, amelyben mintegy 16 tranzienscsomagnak megfelelő adattömeg tárolható. A RAM tárolóban lévő adatokból képezzük 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 3
