Устройство для измерения рабочих параметров поршневых двигателей

 

«„.т» р«.

О П И С--A-Н И Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ!! ц 558I90

Союз Советских

Социалистических

Ресг!убпик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ьу (22) Заявлено 17.06.75 (21) 21449571 10 (5 ) У, К11 "- 0 0 I L 23 00 с присоединением заявки ¹

Государственно!й комитет

Совета Министров СССР ва делам изобретений н откр;пий (23) Приоритет

Опубликовано 15.05.77. Бюллетень ¹ IS

1ата опубликования Описания 27.06.77 (53) L !к 531 78! (08S 8) (72) Автор изобретения

В. С. On« анников (71) Заявитель (5:1) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ РАБОЧИХ

ПАРАМЕТРОВ ПОРШНЕВЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ

Изобретение относится к методам контроля рабочих процессов поршневых машин, преимущественно двигателей внутреннего сгорания, и может быть использовано в системах автоматического контроля и регулирования их параметров.

Известное устройство для измерения параметров поршневых двигателей, содержащее датчик, усилитель, переключатель, электронно-лучевую трубку с сеткой, не обеспечивает требуемои точности п не позволяет измерять индикаторную мощность, обороты и др. (1).

Наиболее близким по технической сущности к данному изобретению является устройство для измерения рабочих параметров двигателей, горизонтальные пластины которой подключены к выходу генератора развертки, соединенного по синхронизирующему входу с выходом генератора импульсов верхней и нижней мертвых точек (2).

Для расширения функциональных возможностей в предлагаемое устройство введены амплитудный детектор и два управляемых электронных ключа, один из которых связан через основной усилитель с инвертирующим усилителем и переключателем, а второй — с накопительными конденсаторами, причем цепь управления первого электронного клю«а подключена к функциональному преобразователю угла поворота коленчатого вала непосредственно, а второго — черсз формирователь импульсов, к выходу которого через электронный счетчик присоединен индикатор оборотов, при этом выход основного усилите5 ля соединен со входом амплитудного детектора, выход которого через переключатель связан с штдикатором и пластинами вертикального отклонения электронно-лучевой трубки, горизонтальные пластины которой

10 подключены к выходу генератора развертки, соединенного по синхронизирующему входу с выходом генератора импульсов верхне!1! и них.ней мертвых точек.

На чертеже показано описываемое устрой15 ство, содержащее датчик давления 1, установленный в цилиндре 2 двигателя, основной усилитель 3, электронные ключи 4 и 5, выполненные, например, на канальны.; транзисторах, иивертирующий усилитель 6, элек20 тронный переключатсль 7, состоящий, например, из кана",üíû.: транзисторов 8 и триггера

9, интегратор 10, два накопительных конденсатора 11 и 12, амплитудный детектор 13, функциональный иреооразоватсль 14, состоя25 Щий из 1:.Одового д11ска 15, ксстко связанного с коленчатым валом, 1!злучателя 16, например электролампочки, которая а!Ожет питаться от батареи 17 и приемников 18 и 19, например фотод; од, формирователь импульсов зо 20, электронный счетчик импульсов 21, инди558190

05 катор 22 оборотов, блок регистрации режимов работы 23, индикатор 24, генератор развертки 25, электронно-лучевую труоку 26, псреключатель 27.

Преобразоиатсль 14 представляет собой генератор импульсов различной длительности.

;)T0 достигается тем, что кодовый диск 15 имеет по окружности равнорасположсниые щели пли пазы, ширина которы.: отображает дискретное значение функции p (q;) по абсолютной величине. Количество щелей опрсдсляется требуемой точностью измерений.

Функция ц (р) связывает смеще поршня от верхней мертвой точки с углом ср поворота коленчатого Вала двигателя.

На диске 15 есть еще дополнительно две щели, расположенныс под углом 180, которые соответствуют положению поршня в верхней мертвой точке и нижней мертвой точке, т. е. излучатель 16, приемник 19 и указанные щели представляют собой генератор импульсов верхней и нижней мертвой точек.

При работе двигателя мгновенное значение давление газов в цилиндре 2 преобразуется датчиком давления 1 в соответствующее электрическое напряжение, усиливается усилителем 3 до необходимой величины и поступает на ключ 4. Одновременно, вращаясь, диск 15 прерывает поток излучений излучателей 16.

В момент прохождения щели между излучателями 16 и приемниками 18, 19 в последних наводится электрический импульс. При полном обороте диска 15 в приемнике 18 наводятся серии импульсов, длительность которых отображает функцию ц(), а в приемнике

19 — импульсы верхней и нижней мертвых точек. При следующем обороте цикл снова повторяется. Импульсы от приемника 18 поступают на управление ключом 4 и через формирователь 20 — ключом 5, а от приемника 19 — на синхронизацию генератора 25 и на управление переключателем 7. Таким образом, ключ 4 осуществляет модуляцию сигнала от датчика давления 1 выходным сигналом преобразователя 14. С выхода ключа 4 модулированный сигнал поступает на интегратор 10 непосредственно или через инвертор 6, так как триггер 9 переключателя 7 включен по счетному входу и под воздействием импульсов верхней и нижней мертвых точек, поступающих от приемника 19, переходит от одного исходного состояния к другому. Выходы триггера 9 подключены к ключам 8 таким образом, что в период от нижней мертвой точки до верхней мертвой точки замкнут нижний ключ 8, и сигнал на интегратор 10 поступает через инвертор 6 с обратным знаком, а в период от верхней мертвой точки до нижней мертвой точки нижний ключ

8 разомкнут, а верхний — замкнут, и сигнал непосредственно с ключа 4 поступает на вход интегратора 10.

Выходное напряжение интегратора 10 отображает величину Р; среднего индикаторного

5 ,10

)5

50 давления за один цикл, а конденсатор 11 производит усреднение этого напряжения по нескольким циклам. При среднем положении переключателя 27 индикатором 24 можно измерить среднее значение Р,. В верхнем положении переключателя 27 на индикатор 24 поступает напряжение с амплитудного детектора 13, отображающее максимальное значение давления поршня Р,.

В нижнем положении переключателя 27 иа индикатор поступает напряжение, пропорциональное величине индикаторной мощности

Л ь являющееся результатом сглаживания конденсатором 12 модулированного напряжения, выделявшегося на конденсаторе 11. Модуляция осуществляется ключом 5, получающего импульсы управления с формирователя импульсов одной определенной длительности

20, который запускается выходными импульсами фотоприемника 18 преобразователя 14, т. с. ключ 5 замыкается с частотой, пропорциональной скорости вращения коленчатого вала. Таким образом, напряжение на конденсаторе 12 отображает результат умножения Р; на скорость вращения коленчатого вала и и может регистрироваться также и блоком 23, который учитывает работу двигателя на различных режимах нагрузки.

Обороты двигателя регистрируются постоянно индикатором 22 с помощью счетчика 21, который считает количество импульсов с выхода формирователя 20 за определенное время.

На пластины вертикального отклонения трубки 26 постоянно подается напряжение с выхода усилителя 3, а на пластины горизонтального отклонения — с генератора 25, засинхронизированного импульсами верхней и нижней мертвыми точками. В результате на экране трубки 26 можно визуально наблюдать развернутые индикаторные диаграммы с метками верхней и ни кней метвых точек, так как импульсы последних также регистрируются на экране. Для определения периода задержки самовоспламенения топлива, угла опережения подачи топлива и скорости нарастания давления при сгорании экран трубки 26 проградуирован в виде вертикальных и горизонтальных линий с началом отсчета от линии верхней мертвой точки, определяемой соотвстствующим импульсом.

Формула изобретения

Устройство для измерения рабочих параметров поршневых двигателей, содержащее датчик давления, соединенный с основным усилителем, инвертирующим усилителем, связанным с переключателем, интегратором, накопительным конденсатором, генератор импульсов верхней и нижней мертвых точек и индикатор, отл ич а ющееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, в него введены амплитудный детектор и два управляемых электронных ключа, один из которых связан через основной уси558190

Составитель А. Новиков

Техред М. Семенов

Редактор С. Хейфиц

Iyoppe;<тор О. Тгорина.)ака, !166/!0 Изд. Л 444 Тираж 1106 Подписное

1!11111!П1! Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изооретеиий и открытий

113035, Москва, >К-35, Раушская иаб., д. 4/5

Типогр: фия, пр. Сапунова, 2 литель с инвертиру!Ошим усилителем и переключателе. 1, а второй — с накопительными конденсаторами, причем цепь управления первого электронного ключа подключена к фупкц))опальному преобразователю угла поворота коленчатого вала непосредственно, а второго — через формирователь импульсов, к выходу которого через электронный счетчик присоединен индикатор оборотов, при этом выход основного усилителя соединен со входом амплитудного детектора, выход которого через переключатель связан с индикатором и

1

1

1

1 !

1

1 и:1астина !и вертикального Отклонения электронно-лучевой трубки, горизонтальные пластины кот01зой подключены к Выход) генератора развертки, соединенного по синхрониру5 югцему входу с выходом генератора импульсов верхней и нижней мертвых точек.

Источники информации, принятые во вниманис при экспертизе:

1. Патент Франции ¹ 1289582, кл. G 01М, 10 опублик. 1962.

2. Патент СШЛ № 3625254, кл. 73-115, опублик. 1971.