Устройство для регистрации кривой тепловыделения в цилиндре двигателя внутреннего сгорания

 

Использование: контроль работы, наладка и диагностика поршневых ДВС, позволяет регистрировать продолжительность видимого сгорания топлива в цилиндре ДВС. Сущность изобретения: устройство включает в себя цилиндр двигателя 1 с датчиком давления 2, подключенным через усилитель 3 к первому входу первого блока 4 торможения, 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. Детектор минимальных значений относительной скорости тепловыделения 14 связан с RS-триггером 16 и с первым блоком памяти 15. RS-триггер 16 связан с датчиком закрытия впускного клапана 18 и вторым блоком памяти 22. Первый блок памяти 15 соединен с третьим блоком памяти 21 и с счетчиком угловых отметок вала 20, который связан с отметчиком угла поворота вала и с датчиком (НМТ ) 17. Счетчик угловых отметок вала 20 связан со вторым блоком памяти 22, а датчик открытия выпускного клапана 19 - с третьим блоком памяти 21. Выходы второго 22 и третьего 21 блоков памяти связаны с сумматором 23, который подключен к входу регистратора значений продолжительности сгорания 24. 2 ил. со ел о о VI

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК.(sl)s G 01 М 15/00

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4938591/06 (22) 24.05.91 (46) 15.05.93. Бюл. М 18 (71) Ростовский институт инженеров железнодорожного транспорта (72) Ю.А.Магнитский, Ю.И.Булыгин, B.Â.×åðHèêoâ и С.В.Стрельников (56) Авторское свидетельство СССР

М 1012068, кл. G 01 М 15/00, 1978.

Авторское свидетельство СССР

М 1508123, кл. G 01 М 15/00, 1988.

Авторское свидетельство СССР

N 1420430, кл, G 01 М 15/00, 1986. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГИСТРАЦИИ

КРИВОЙ ТЕПЛОВЫДЕЛЕНИЯ В ЦИЛИНДРЕ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ (57) Использование: контроль работы, наладка и диагностика поршневых ДВС, позволяет регистрировать продолжительность видимого сгорания топлива в цилиндре ДВС, Сущность изобретения: устройство включает в себя цилиндр двигателя 1 с датчиком давления 2, подключенным через усилитель 3 к

„„Я „„1815607 А1 первому входу первого блока 4 торможения, 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. Детектор минимальных значений относительной скорости тепловыделения 14 связан с RS-триггером

16 и с первым блоком памяти 15. RS-триггер

16 связан с датчиком закрытия впускного клапана 18 и вторым блоком памяти 22. Первый блок памяти 15 соединен с третьим блоком памяти 21 и с счетчиком угловых отметок вала 20, который связан с отметчи- ф ком угла поворота вала и с датчиком (НМТ )

17. Счетчик угловых отметок вала 20 связан со вторым блоком памяти 22, а.датчик открытия выпускного клапана 19 — с третьим блоком памяти 21. Выходы второго 22 и третьего 21 блоков памяти связаны с сумматором 23, который подключен к входу регистратора значений продолжительности сгорания 24. 2 ил, 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

ДВ С.

Целью изобретения является устранение недостатка.

На фиг. 1 представлена схема заявляемого устройства; на фиг. 2-теоретическое обоснование работы устройства.

Устройство содержит 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, 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. Детектор минимальных значений относительной скорости тепловыделения 14 связан с RS-триггером 16 и с первым блоком питания 15. RS-триггер 16 связан с датчиком закрытия впускного клапана 18 и вторым блоком памяти 22. Первый блок памяти 15 соединен с третьим блоком памяти 21 и со счетчиком у ловых отметок вала 20, который связан с отметчиком угла поворота вала и с датчиком (Н МТ) 17. Счетчик угловых отметок вала 20 связан со вторым блоком памяти 22, а датчик открытия выпускного клапана 19 с третьим блоком памяти 21, Выходы второго

22 и третьего 21 блоков памяти связаны с сумматором 23, который подключен к входу регистратора значений продолжительности сгорания 24.

Теоретическое обоснование заявляемого решения раскрывается на фиг. 2, где приведены результаты исследований процесса тепловыделения в цилиндре ДВС. Как показывают расчеты, в точке А, соответствующей моменту окончания тепловыделения (конца сгорания), на кривой dx;/d p образуется перелом и происходит нарушение плавности зависимости (точка а1), как и в точке а1 (соответствующей началу сгорания). Кроме этого между точками А1 и А имеется ряд точек А2,Aэ,А4, характеризующих волнообразные участки кривой тепловыделения, обусловленные появлением в цилиндре волн давления газа, частота которых зависит от геометрических размеров цилиндра, скоростей поршня и частиц газа.

Таким образом, кривая dx;/d p пересекает ось абсцисс, уходя в зону отрицательных значений. образует минимумы (а2, аз, а4), количество которых равно числу волн давления на индикаторной диаграмме. Следовательно, если ориентироваться на определение начала и конца выделения теплоты по минимумам кривой интенсивности тепловыделения, тогда необходимо выделить первый из них а> и последний а, игнорируя минимумы а2, аэ, а4, что позволяет провести автоматическое измерение продолжительности сгорания Л p r.

При этом на фиг. 2 используются следующие обозначения:

Qx — теплота. выделившаяся в цилиндре;

QH — располагаемая теплота, которая

15 может быть получена при сжигании топлива;

Qw — теплота, поглощенная стенками, относительная доля выделившейся теплоты;

xw = Qw/QH — то же, для теплоты, поглощенной стенками; х = х — хну - то же, для теплоты, идущей на изменение работы и внутренней энергии рабочего тепла в цилиндре;

dx/d y — относительная скорость выделения теплоты в цилиндре;

dxi/d p — относительная скорость видимого (индикаторного) тепловыделения;

dxw/d р — относительная скорость теплоотдачи от газов к стенкам цилиндра;

Л р < — продолжительность видимого сгорания топлива, в град;

Устройство работает следующим образом.

Импульс от датчика закрытия впускного клапана 18 устанавливает RS-триггер 16 в состояние "1", и происходит последовательная запись информации о угле поворота вала вторым блоком памяти 22.

Как следует из фиг. 2, в точке а1, соот40: ветствующей первому минимуму dx /d p происходит обратное переключение RS— триггера 16 из состояния "1" в состояние "0".

В этот момент, по заднему фронту импульса (на выходе триггера) запись информации за45 канчивается, таким образом второй блок памяти окончательно запоминает положение вала, соответствующее первому минимуму кривой dxi/d p . B свою очередь первым блоком памяти 15 осуществляется последовательная запись информации о положении вала при минимумах dxt/d p (а1, аг, аз, а4, а ). Наконец третий блок памяти 21 окончательно запоминает последний минимум а1 по импульсу с датчика открытия выпускного клапана 19. Необходимо отметить, что счетчик угловых отметок вала 20 пропускает информацию о положении вала, начиная с нуля от НМТ (датчик положения НМТ 17), 1815607

Информация по положениях вала ДВС при первом {а ) и последнем (а ) минимумах хранится во втором 22 и третьем 21 блоках памяти в двоичном коде. Затем она поступает на вход сумматора 23, который осуще- 5 ствляет вычитание из большего числа, соответствующего положению i вала при а, меньшего (при а ) . Регистратор 24, осуществляя преобразование из двоичного кода в десятичный, индицирует величину Л р t, 10 соответствующую продолжительности видимого сгорания топлива в цилиндре ДВС, Использование устройства позволяет ожидать технико-зкономический эффект, заключающийся в ускорении процессов до- 15 водки новых образцов двигателей на заводах, в совершенствовании процессов наладки эксплуатируемых ДВС, так как ис- " пользование устройства по сравнению с прототипом позволяет определять важные 20 фазовые характеристики процесса тепловыделения, а следовательно, и проводить более достоверный контроль состояния и экономичности. Конкретный зкономический эффект подлежит дальнейшему уточне- 25 нию.

Формула изобретения

Устройство для регистрации кривой тепловыделения в цилиндре двигателя внут- 30 реннего сгорания, содержащее датчик давления, установленный в цилиндре и подключенный через усилитель к первому входу первого блока перемножения, а через дифференцирующий блок — к первому входу 35 второго блока перемножения, к вторым входам блоков перемножения через переменные резисторы подключены выходы первого и второго магнитных барабанов, а выходы блоков перемножения через резисторы подключены к регистрирующему прибору, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, оно снабжено детектором минимальных значений относительной скорости тепловыделения, счетчиком угловых отметок вала, датчиками нижней мертвой точки, открытия выпускного клапана и закрытия впускного клапана, RS-триггером, тремя блоками памяти, сумматором и регистратором значений продолжительности сгорания, причем выход детектора минимальных значений связан с одним входом RS-триггера и с входом записи первого блока памяти. другой вход RSтриггера связан с датчиком закрытия впускного клапана, а его выход — с входом записи второго блока памяти. выход первого блока памяти соединен с информационным входом третьего блока памяти, информационные входы первого и второго блоков памяти соединены между собой и с выходом счетчика отметок вала, один вход которого связан с одним из магнитных барабанов, а другой — с датчиком нижней мертвой точки, причем датчик открытия выпускного клапана соединен с входом записи третьего блока памяти, выходы второго и третьего блоков памяти связаны с входами сумматора, выход которого подключен к входу регистратора значений продолжительности видимого сгорания, 1815607

Составитель Ю,Ма гнитский

Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор П.Гереши

Редактор Н.Соколова

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 1634 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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