Устройство для определения положения верхней мертвой точки поршня дизеля

 

Изобретение относится к диагностике технического состояния двигателей внутреннего сгорания, в частности дизелей. Целью изобретения является повышение точности. Конденсаторная пластина 1 связана консольными балками 2 и 3 с катушками 4 и 5 индуктивности, первая из которых через частотный детектор 7, а вторая через амплитудный детектор 8 соединены через вычитающий блок 9 с регистратором 10. При движении поршня крутизна изменения выходного сигнала блока 9 больше, чем крутизна изменения выходного напряжения детектора 8. Поэтому экстремум входного напряжения на регистрирующем устройстве в данном техническом решении более острый, чем в известных, что обеспечивает более точную регистрацию ВМТ. 4 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК с5в 4 G 01 М 15 00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTGPCHGMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

2 него сгорания, в частности дизелей. Целью изобретения является повышение точности.

Конденсаторная пластина 1 связана консольными балками 2 и 3 с катушками 4 и 5 индуктивности, первая из которых через частотный детектор 7, а вторая через амплитудный детектор 8 соединены через вычитающий блок 9 с регистратором 10. При движении поршня крутизна изменения выходного сигнала блока 9 больше, чем крутизна изменения выходного напряжения детектора 8.

Поэтому экстремум входного напряжения на регистрирующем устройстве в данном техническом решении более острый, чем в известных, что обеспечивает более точную регистрацию ВМТ. 4 ил.

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4313371/25-06 (22) 06.10.87 (46) 30.05.89. Бюл. № 20 (72) А. Н. Борисенко, В. Н. Соболь, И. В. Михлин, Д. А. Гапунин, Е. Г. Заславский и Г. Я. Невяжский (53) 621.436.001.5 (088.8) (56) Авторское свидетельство НРБ № 28654, кл. G 01 1 13/00, 1980. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ

ПОЛОЖЕНИЯ ВЕРХНЕЙ МЕРТВОЙ ТОЧКИ ПОРШНЯ ДИЗЕЛЯ (57) Изобретение относится к диагностике технического состояния двигателей внутрен.ЯЦ„» 1483315 А1

1483315

Изобретение относится к диагностике технического состояния двигателей внутреннего сгорания, в частности дизелей, и может быть использовано для определения положения верхней мертвой точки поршневых двигателей.

Цел ь изобретения — повышение точности.

На фиг. 1 представлена блок-схема предлагаемого устройства;. на фиг. 2 — график зависимости выходного сигнала частотного детектора от перемещения поршня; на фиг. 3 — график зависимости выходного напряжения амплитудного детектора от перемещения поршня; на фиг. 4 — график зависимости входного сигнала регистрирующего устройства от перемещения поршня.

Устройство содержит конденсаторную пластину 1, на которой с помощью консольных балок 2 и 3 закреплены первая и вторая катушки 4 и 5 индуктивности, индуктивно связанные между собой. Катушки намотаны на ферритовых сердечниках и расположены симметрично относительно пластины I, причем витки катушек находятся в плоскостях, параллельных пластине 1. Конденсаторная пластина 1 подключена к одному из входов генератора 6 высокой частоты, другой вход которого связан с цилиндром. Выход генератора 6 соединен с первой катушкой 4 и входом частотного детектора 7. Вторая катушка 5 подключена к входу амплитудного детектора 8. Выходы частотного и амплитудного детекторов 7 и 8 соединены соответственно с первым и вторым входами блока 9 вычитания, выход которого связан с регистрирующим устройством 10. Конденсаторная пластина 1, балки 2 и 3 и катушки 4 и 5 размещены в камере сгорания, образованной цилиндром 11 и поршнем 12.

Пластина 1 выполнена из стали и укреплена на диэлектрической трубчатой штанге, прикрепленной к корпусу форсунки со стороны распылителя. Консольные балки 2 и 3 укреплены на конденсаторной пластине 1 и электрически изолированы от нее. Первая и вторая катушки 4 и 5, индуктивно связанные между собой, намотаны медным проводом на ферритовых сердечниках, пропитаны компаундом и приклеены к балкам 2 и 3.

Соединительные провода от катушек 4 и 5 выведены наружу через полость трубчатой штанги.

Генератор 6 вырабатывает высокочастотное напряжение, частота которого растет (падает) с уменьшением (ростом) емкости между пластиной и поршнем, и реализуется на транзисторах по типовой схеме, например в виде емкостей трехточки.

Частотный детектор 7 служит для получения напряжения, пропорционального частоте сигнала на его входе, и реализован по типовой схеме на микросхемах или транзисторах высокой частоты.

Блок 9 вычитания выполнен на базе операционного усилителя с дифференциальным входом.

Регистрирующее устройство 10 представляет собой осциллограф или любое другое устройство для регистрации изменяющегося во времени напряжения.

Устройство работает следующим образом.

Предположим, что поршень начинает движение к верхней мертвой точке (ВМТ) 0 из некоторого положения So, при котором он еще не соприкасается ни с одной из катушек (в данном случае с второй катушкой 5).

В этом случае емкость между пластиной 1 и поршнем 12 мала, а сигнал генератора 6

1 имеет частоту, близкую к максимальной.

Этот сигнал поступает на вход частотного детектора 7, который формирует напряжение, близкое к максимальному (фиг. 2), и на первую катушку 4. Поскольку расстояние между индуктивно связанными катушками 0 ц данном случае максимально, ззаимоиндуктивность между ними и, следовательно, напряжение на катушке 5 минимальны. Из последнего амплитудный детектор 8 выделяет постоянное напряжение, имеющее так же минимальное, близкое к нулю, значение (фиг. 3).

По мере приближения поршня к BMT расстояние между ним и пластиной 1 сокращается, емкость образованного им конденсатора растет, частота генератора 6 умень30 шается и вызывает падение выходного напряжения частотного детектора 7. До соприкосновения поршня 12 с катушкой 5 амплитуда напряжения на ней неизменна и близка к минимуму, вследствие чего выходной сигнал амплитудного детектора 8 остается близ3 ким к минимуму. Соприкосновение катушки 5 с поршнем 12 происходит тогда, когда последний удален от ВМТ на расстояние

S и занимает положение Si (фиг. 2) . Начиная с этого момента при движении поршня расстояние между катушками 4 и 5 уменьшается, взаимоиндуктивность растет, вызывая увеличеие амплитуды напряжения на катушке 5 и, следовательно, выходного сигнала амплитудного детектора 8 (фиг. 3).

Блок 9 вычитания производит вычитание

4 сигнала амплитудного детектора 8 из сигнала частотного детектора 7, поэтому до занятия поршнем положения — S > выходной сигнал блока 9 мало отличается от напряжения на выходе частотного детектора 7 (фиг. 4) .

С момента соприкосновения поршня с ка 0 тушкой 5 по мере движения поршня к BMT выходное напряжение блока 9 вычитания тем сильнее отличается от сигнала на выходе детектора 7, чем ближе поршень к положению BMT. Зависимость этого напряжения от координаты поршня на этом участке его

55 траектории более сильная (фиг. 4), чем выходного сигнала частотного детектора (фиг. 2). В момент захода поршня в BMT (точка 0 на фиг. 2) выходное напряжение

1483315

Формула изобретения

10 U7

Составитель А. Патрахальцев

Редактор А. Лежнина Техред И. Верес Корректор М. Самборская

Заказ 2819/39 Тираж 789 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат «Патент», г. Ужгород, ул. Гагарина, 101 детектора 7 минимально, детектора 8 — максимально, а блока 9 вычитания — минимально.

При удалении поршня от ВМТ напряжение на выходе детектора 7 растет, на выходе детектора 8 падает, на выходе блока 9 растет. Когда поршень отходит от ВМТ на расстояние Si и занимает координату SI, механический контакт между катушкой 5 и поршнем исчезает, расстояние между катушками

4 и 5 приобретает максимальное значение, взаимоиндуктивность- — минимальное, и амплитудный детектор 8 формирует близкое к нулю напряжение. Последнее сохраняется и при дальнейшем удалении поршня от ВМТ, а выходные напряжения детектора 7 и блока 9 вычитания при этом растут, стремясь к максимально возможным уровням.

После захода поршня в нижнюю мертвую точку и затем при движении его к ВМТ работа устройства повторяется.

Таким образом, при движении поршня от координаты So к координате Si крутизна изменения выходного сигнала блока 9 больше (по абсолютной величине), чем крутизна изменения выходного напряжения детектора 7 (которое в устройстве-прототипе подается на вход регистрирующего устройства), поэтому экстремум (минимум) входного напряжения на регистрирующем устройстве в предлагаемом устройстве более острый, чем в устройстве-прототипе, что обеспечивает более точную регистрацию момента захода поршня в ВМТ.

При диагностировании ДВС со встречно движущимися поршнями предлагаемое устройство формирует минимум сигнала на входе реГистрирующего устройства также при минимальном расстоянии между катушками

4 и 5, что соответствует минимальному расстоянию между поршнями, т. е. расположению их в общей мертвой точке.

Устройство для определения положения верхней мертвой точки поршня дизеля, содержащее генератор высокой частоты, частотный детектор, регистрирующее устройство и конденсаторную пластину, установленную в камере сгорания и связанную последовательно через генератор высокой частоты и частотный детектор с регистрирующим устройством, отличаюи-,ееся тем, что, с целью повышения точности, в него вклю20 чены амплитудный детектор, блок вычитания, две консольные балки и первая и вторая катушки индуктивности, укрепленные с помощью консольных балок на конденсаторной пластине, причем блок вычитания через первый вход включен в связь частотного детектора с регистрирующим устройством, первая катушка индуктивности связана с входами частотного детектора, вторая катушка через амплитудный детектор подключена к второму входу блока вычитания, а другой вход

ЗО генератора высокой частоты соединен с цилиндром.