Устройство для регистрации кривой тепловыделения в цилиндре двигателя внутреннего сгорания

 

Изобретение предназначено для контроля работы, наладки и диагностики поршневых ДВС и позволяет регистрировать продолжительность видимого сгорания топлива в цилиндре ДВС. Устройство включает в себя цилиндр двигателя 1 с датчиком давления 2, подключенным через усилитель 3 к первому входу первого блока 4 перемножения , а через дифференцирующий блок 5 - к первому входу второго блока 6. К вторым входам блоков 4 и 6 подключены выходы магнитных барабанов 7 и 9 через переменные резисторы 8 и 10. Выходы блоков 4 и 5 через резисторы 11 и 12 подключены к регистрирующему прибору 13. Блок 14 формирования импульсов минимальных значений относительной скорости тепловыделения связан с прибором 13. Блок 15 формирования прямоугольного импульса связан с блоком 14 и датчиком 17 открытия выпускного клапана. Выходы блока 15 и блока 18 формирования нормированного значения тока подключены через ключ 16 к блоку 19 интегрирования прямоугольного импульса, Выходы блоков 18 и 19 связаны с блоком 20 деления. Выход блока 20 подключен к входу блока 21 индикации значения продолжительности сгорания. 3 ил, (Л С

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

:РЕСПУБЛИК (я)5 G 01 М 15/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) 1012068 (21) 4908323/06 (22) 06.02.91. (46) 23.09.92. Бюл. № 35 (71) Ростовский институт инженеров железнодорожного транспорта (72) Ю.А.Магнитский, Ю.И.Булыгин, В.В.Черников и С.В,Стрельников (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 1012068, кл, G 01 М 15/00, 1983. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГИСТРАЦИИ

КРИВОЙ. ТЕПЛОВЫДЕЛЕНИЯ B ЦИЛИНДРЕ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ (57) Изобретение предназначено для контроля работы, наладки и диагностики поршневых ДВС и позволяет регистрировать продолжительность видимого сгорания топлива в цилиндре ДВС. Устройство включает в себя цилиндр двигателя 1 с датчиком давления 2, подключенным через усилитель 3 к. Ж 1763931А2 первому входу первого блока 4 перемножения, а через дифференцирующий блок 5 — к первому входу второго блока 6. К вторым входам блоков 4 и 6 подключены выходы магнитных барабанов 7 и 9 через переменные резисторы 8 и 10. Выходы блоков 4 и 5 через резисторы 11 и 12 подключены к регистрирующему прибору 13. Блок 14 формирования импульсов минимальных значений относительной скорости тепловыделения связан с прибором 13. Блок 15 формирования прямоугольного импульса связан с бло. ком 14 и датчиком 17 открытия выпускного клапана, Выходы блока 15 и блока 18 формирования нормированного значения тока подключены через ключ 16 к блоку 19 интегрирования прямоугольного импульса, Выходы блоков 18 и 19 связаны с блоком 20 деления. Выход блока 20 подключен к входу блока 21 индикации значения продолжительности сгорания. 3 ил, 1763931

Изобретение относится к испытаниям двигателей внутреннего сгорания (ДВС), в частности к устройствам для оценки технического состояния двигателей и может быть использовано для диагностики и испытаний

ДВС. Изобретение является усовершенствованием известного устройства, описанного в а.с. СССР ¹ 1012068, кл. G 01 М 15/00, 1983.

Известное устройство для регистрации кривой тепловыделения в цилиндре ДВС (1) содержит датчик давления, усилитель, дифференцирующую цепочку, первую и вторую перемножающие схемы, первый и второй резисторы, осциллограф и функциональный генератор сигналов положения поршня, причем осциллограф связан параллельно с первой перемножающей схемой через первый резистор и со второй перемножающей схемой через второй резистор, датчик через усилитель подключен к первой перемножающей схеме непосредственно и ко второй схеме — через дифференцирующую цепочку, а функциональный генератор соединен с перемножающими схемами. В устройство включены первый и второй потенциометры, а функциональный генератор выполнен в виде первого и второго магнитных барабанов, причем одноименные потенциометры включены в связи с соответствующим барабанов с перемножающими схемами.

Недостатком устройства является то, что его использование не обеспечивает регистрацию фазовых характеристик процессе тепловыделения, а следовательно и автоматизацию процесса измерения продолжительности видимого сгорания топлива.

Целью изобретения является устранение указанного недостатка.

Указананя цель достигается тем, что устройство для регистрации кривой тепловыделения в цилиндре ДВС, по а.с, СССР ¹

1012068, содержащее датчик давления, усилитель, дифференцирующую цепочку, первую и вторую перемножающие схемы, первый и второй резисторы, осциллограф и функциональный генератор сигналов положения поршня, причем осциллограф связан параллельно с первой перемножающей схемой через первый резистор и со второй перемножающей схемой через второй резистор, датчик через усилитель подключен к первой перемножающей схеме непосредственно и ко второй схеме — через дифференцирующую цепочку, а функциональный генератор соединен с перемножающими схемами, согласно изобретению, снабжено блоком формирования импульсов минимальных значений относительной скорости тепловыделения, блоком формирования прямоугольного импульса, электронным ключом, датчиком открытия выпускного клапана, блоком формирования нормирован5 ного значения тока, блоком интегрирования прямоугольного импульса, блоком деления и индикатором значений продолжительности сгорания, причем блок формирования импульсов минимальных значений относи10 тельной скорости тепловыделения связан с регистрирующим прибором, блок формирования прямоугольного импульса связан с датчиком открытия выпускного клапана и с блоком формирования минимальных значе15 ний относительной скорости тепловыделения, выходы блоков формирования нормированного значения тока и прямоугольного импульса подлключены через электронный ключ к блоку интегрирования

20 прямоугольного импульса, выходы блоков формирования нормированного значения тока и интегрирования прямоугольного импульса связаны с блоком деления, выход которого подключен к входу блока индика25 ции значения продолжительности сгорания.

На фиг. 1 представлена функциональная схема устройства; на фиг. 2 — графические зависимости параметров рабочего процесса по углу поворота коленчатого вала

30 двигателя (к.в.д), . где Qx-теплота, выделившаяся в цилиндре;

QH — располагаемая теплота, которая может быть получена при сжигании топлива;

35 Qw — теплота, поглощенная стенками;

Х=Ох/Он — относительная доля выделившейся теплоты;

Xw=Qw/Он — то же, для теплоты поглощенной стенками;

40 Xi=X-X — то же, для теплоты, идущей на изменение работы и внутренней энергии рабочего тела в цилиндре;

dX/dp — относительная скорость выделения тепла в цилиндре;

45 dX /dp — относительная скорость видимого (индикаторного тепловыделения);

dXw/dp — относительная скорость теплоотдачи от газов к стенкам цилиндра; на фиг. 3 — выходные сигналы блоков 14

50 — 17, а также уровни и длительности сигналов, где IH — нормированное значение тока; (снг среднеинтегральное значение тока;

55 Ьр г — продолжител ьность видимого сгорания топлива, град.;

Ьт,— продолжительность видимого cl o рания топлива, п.к.в., с;

1763931

25

35

dz о — продолжительность одного рабочего цикла двигателя, с.

Устройство содержит цилиндр двигателя 1 с датчиком 2 давления, подключенным через усилитель 3 к первому входу первого блока 4 перемножения, а через дифференцирующий блок 5 — к первому входу второго блока 6. Ко вторым входам блоков 4 и 6 подключены выходы магнитных барабанов

7 и 9 через переменные резисторы 8 и 10, Выходы блоков 4 и 5 через резисторы 11 и

12 подключены к регистрирующему прибору 13, Блок 14 формирования импульсов минимальных значений относительной скорости тепловыделения связан с прибором 13.

Блок 15 формирования прямоугольного импульса выполнен в виде триггера, вход установки в нуль которого совмещен с входом асинхронного сброса блока 15. Выход блока 15 подключен к управляющему входу ключа 16, а вход асинхронного сброса блока

15 подключен к выходу датчика 17 открытия выпускного клапана. Выход блока 18 формирования нормированного значения тока подключен через ключ 16 к блоку 19 интегрирования первому входу блока 20 деления, второй вход которого связан с выходом блока 19, а на выходе блока 20 включен блок 21 индикации значения продолжительности сгорания.

Блок 14 может быть выполнен, например, по известной схеме экстрематора в виде двух последовательно соединенных дифференцирующих блоков, нуль органа, на выходе которого включен генератор одиночного импульса, запускающийся по положительному фронту сигнала на своем входе, Согласно результатам математйческого моделирования рабочего процесса ДВС в точке 22 (фиг,2), соответствующей моменту окончания тепловыделения (конца сгорания, на кривой dX!/dp образуется перелом и происходит нарушение плавноСти зависимости (точка 23), как и в точке 24 (соответствующей началу сгорания) что позволяет провести автоматическое измерение продолжительности сгорания Ьр г.

Устройство работает следующим образом.

Как следует из фиг. Зв точке 25, соответствующей первому минимуму dX /dp, происходит переключение схемы 15 из состояня "0" в состояние "1". Обратное переключение схемы 15 осуществляется импульсом 26, поступающим из блока 15.

Кроме того, в схеме 15 имеется вход асинхронного сброса, который связан с датчиком

17 открытия выпускного клапана. Таким образом, в случае отсутствия импульса 26 схема 15 обнуляется сигналом от датчика 17.

При формировании импульсов регистрации минимальных значений функции

dX!/dp возникает неопределенность при их пересчете. Она устраняется дополнительной информации о моменте открытия выпускного клапана (датчик 17), Сигнал с выхода блока 15 поступает на управляющий вход ключевого устройства 16, которое коммутирует сигнал с блока 18, пропорциональный

1н. В разомкнутом состоянии ключа 16 на входе блока 19 имеется "0". Интегрирующее устройство 19 работает таким образом, что сигнал на его выходе определяется как

1сн-1н Лт г/Жо. Выходной сигнал схемы

20 и редста вляет собой частное от деления выходного сигнала схемы 19 1 на сигнал схемы 18 н 1сн/1н. Схемой 21 реализуется функция умножения на постоянный коэффициент 2л. В итоге сигнал на выходе блока

21 пропорционален величине Ьр,= hp к

1сн/1н.

Таким образом, устройство позволяет обеспечить автоматический контроль продолжительности сгорания топлива в цилиндре ДВ С определить фазовые характеристики тепловыделения в цилиндре, более точно оценить качество рабочего процесса и выработать рекомендации по его совершенствованию, что в конечном счете позволяет повысить экономичность и надежность двигателя в целом.

Формула изобретения

Устройство для регистрации кривой тепловыделения в цилиндре двигателя внутреннего сгорания по авт. св. М 1012068, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью автоматизации процесса измерения продолжительности сгорания топлива в цилиндре двигателя, оно дополнительно содержит блок формирования импульсов минимальных значений относительной скорости тепловыделения, блок формирования прямоугольного импульса, выполненный с информационным входом и входом асинхронного сброса, электронный ключ с управляющим входом, датчик открытия выпускного клапана, блок формирования нормированного значения тока, блок интегрирования, блок деления и блок индикации, причем блок формирования импульсов минимальных значений относительной скорости тепловыделения подключен своим входом к входу регистрирующего прибора, а своим выходом — к информационному входу блока формирования прямоугольного им1763931 пульса, вход асинхронного сброса которого подключен к выходу датчика открытия выпускного клапана, выход блока формирования прямоугольного импульса подсоединен к управляющему входу электронного ключа, выход которого через блок интегрирования подключен к второму входу блока деления, первый вход которого и информационный вход электронного ключа подсоединены к выходу блока формирования нормирован5 ного значения тока, а на выходе блока деления включен блок индикации.

1763931

3 m/7

Редактор

Заказ 3452 м и отк ытиям п и ГКНТ СССР

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при

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

Производственно-издательский комбинат Патент", г. Ужгор д, у, р

И о л,Гага ина, 101

464 t4

0, Составитель В.Золотов

Техред М,Моргентал Корректор M.Ìàêcèìèøèíåö