Устройство для измерения среднего индикаторного давления

 

В.В. Альт, А.А. Иищенков, В.А. Пономаоев, Э.Л. Авдюшев, JO.С. Камынин и В.П. Барьш(ников

1 ..

Специальное опытное проектно-констру1сторско-технологическое бюро Сибирского отделения ВАСХНИЛ

1 (72) Авторы нзобретення (7!) Заявнтель

{gP);-СТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗИЕРЕНИЯ СРЕДНЕГО

ИНДИКАТОРНОГО ДАВЛЕНИЯ

lS

Изобретение относится к области приборостроения, в частности к приборам для исследования рабочих процессов двигателя внутреннего сгорания.

Известно устройство для измерения среднего индикаторного давления в цилиндрах двигателей внутреннего сгорания, содержащее датчик, преобразующий величину угла поворота коленчатого вала в электрические импульсы, датчик, преобразующий величину давления в цилиндре в электрическое напряжение, блоки выделения импульсов верхней и нижней "мертвой" точки (ВИТ и Н11Т), широтно-импульсный преобразователь, выход которого соединен с входами двух схем совпадения, вторые входы которых подключены к генератору импульсов, а третьи входы к триггерам, управляемым импульсами

BMT u HNT причем выходы схем совпадения соединены через число-аналоговый преобразователь со схемой сравнения, вторым входом подключенной к выходу формирователя импульсов HMT(1).

Недостатками устройства являютая: двойное преобразование напряжения в число импульсов и обратно, что является источником дополнительной погрешности,.и необходимость перестановки датчиков при последовательном исследовании нескольких цичнндров.

ИЗвестно другое устройство, содержащее датчики сигналов BMT u HMT

"мертвых" сигналов равных приращений объема цилиндра и сигналов изменения равных приращений объема, соединенные с соответствующими формирователями сигналов, регулируемые линии задержки этих сигналов, датчик давления с усилителем, соединенные с Ьдним иэ входов широтно-импульсного преобразователя, второй вход которого подсоединен к входу формирователя сигналов равных приращений объема, а выход — к входам двух схем И, вторые входы ксторых соединены с генера887955 тором счетных импульсов, третьи входы соответственно — с единичным и нулевым выходами триггера, счетный вход которого соединен с формирователем сигнала изменения равных приращений объема, а вход установки в "0" — с формирователем сигнала НМТ, выходы схем И соединены с входами схемы

ИЛИ, первая — непосредственно, вторая — через первый реверсивный счетчик, выходы схемы ИЛИ соединены с входом реверсивного счетчика, причем входы суммирование и вычитание обоих реверсивных счетчиков соединены с выходами единиц и нулей триггера управления реверсом, единичный вход которого соединен с формирователем сигнала ВМТ, а нулевой — с формирователем сигнала НМТ (2)., Недостатком его является необходимость дополнительной перестройки датчиков при последовательном исследовании нескольких цилиндров, что препятствует автоматизации измерений.

Целью изобретения является автоматизации измерений при последовательном исследовании нескольких цилиндров.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство введены два счетчика, четыре дешифратора, переключатель, третий триггер, третья схема И и третий реверсивный счетчик, причем счетный вход первого счетчика соединен с формирователем сигнала угловых меток, а вход установки в "0" — с формирователем сигнала ВМТ, выход первого счетчика через первый дешифратор и переключатель в первом положении соединен с входом установки в "1" второго триггера и входом установки в "0" третьего реверсивного счетчика, счетный вход которого подключен к выходу формирователя угловых меток, а суммирующий и вычитающий входы соответственно соединены с единичным и нулевым выходом второго триггера, причем выход третьего реверсивного счетчика подключен к входам второго, третьего и четвертого дешифраторов, выход второго из них соединен с входом установки в "0" первого триггера и входами установки в "1" второго и третьего триггеров, а также через второй счетчик — с входом установки в "0" третьего триггера, выход третьего дешифратора подсоединен к входу широтно-импульсного преобразователя через третью схему И., второй вход которой соединен с единичным выходом третьего триггера, выход четвертого дешифратора - со счетным входом первого триггера, а датчики давления соединены с усилителем через переключатель во втором положении.

Кроме того, для повышения точности в устройство введен регулируемый элеi0 мент задержки, причем выход формирователя сигнала верхней мертвой точки соединен с входом установки в "0" первого счетчика через схему И, второй вход которой, а также счетные входы первого счетчика и третьего реверсивного счетчика соединены с формирователем сигнала угловых меток через регулируемый элемент задержки.

На чертеже изображена функциональная схема устройства.

Устройство для измерения среднего индикаторного давления в двигателях внутреннего сгорания содержит датчик угловых меток с индикатором ВМТ 1.

Формирователь сигналов угловых меток

2, формирователь сигналов BMT 3, датчики давления 4, усилитель 5, широтно-импульсный преобразователь 6; схему И 7, вторую схему И 8, генераЗ тор импульсов 9, триггер 10, схему

ИЛИ 11, первый реверсивный счетчик

12, второй реверсивный счетчик 13, второй триггер 14, третин реверсивный счетчик 15, третью схему И 16, третий реверсивный счетчик 17, регулируемый элемент задержки 18, переключатель 19, дешифратор НМТ 20, дешифратор равных приращений объема цилиндра 21, дешифратор изменения равных приращений объема 22, 40 третий триггер 23, счетчик 24, схему

И 25 и дешифратор ВМТ 26.

Устройство реализует алгоритм вычисления среднего индикаторного давления.

43 я rib ÷2 пЮ, + ace. + р %раси. j кп;., и где Р1 — среднее индикаторное давление;

И количество циклов;

Яусс.,Ap я-„давление в цилинде в точках отсчета соответственно при сжатии и расширении;

887955

П11 1 Р11 2- количество приращений объема цилиндра, соответствующее одинаковым приращением соответственно;

К вЂ” — отношение одинаковых приAV 5 ращений, целое число.

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии все триггеры и счетчики установлены в состояние 1р

"0". Датчик угловых меток с индикатором ВМТ одного из цилиндров выдает сигналы, соответствующие равным изменениям угла поворота коленчатого вала в определенном количестве за 15 оборот, и сигнал, соответствующий

BMT одного из цилиндров двигателя.

Счетчик 15 устанавливаетсй в состояние "О" каждым сигналом ВМТ с формирователя 3 и производит пересчет угловых меток. Состояние счетчика 15, соответствующее углам поворота коленчатого вала, в которых один иэ цилиндров находится в ВМТ, декодируется дешифратором 2б. Один из сигналов дешифратора, соответствующий сигналам

ВМТ исследуемого цилиндра, через переключатель 19 устанавливает триггер 14 в состояние "1" и подтверждает нулевое состояние реверсивного счетчика 17 триггера 14, включает реверсивные счетчики 12, 13 и 17 в режим "суммирование". Следующие эа сигналом ВМТ сигналы угловых меток суммируются по количеству реверсивным счетчиком 17, который определяет те35 кущий угол поворота коленчатого вала относительно BMT. Угол, соответствующий НМТ .исследуемого цилиндра декодируется дешифратором 20, сигнал которо

ro устанавливает триггер 14 в состояние "0". Триггер 14 включает реверсивные счетчики 12, 13 и 17в режим "вычитание". Счетчик 17 производит вычитание количества угловых меток в интервале от НМТ до ВМТ.

После установки устройства в исходное состояние первым сигналом

НМТ исследуемого цилиндра устанавливается в состояние "1" триггер 23, чем разрешается прохождение сигналов через схему И 25 с дешифратором 21..

Этим обеспечивается включение устройства в любой момент времени цикла.

Дешифратор 21 определяет дискретные моменты одинаковьм приращений объема,55 цилиндра.

Дешифратор 22 определяет моменты изменения равных приращений объема цилиндры. Сиrналы, соответствующие этим моментам, подаются на счетный вход триггера 10, синхронизация которого производится сигналами НМТ исследуемого цилиндра с дешифратора 20.

Счетчик 24 пересчитывает заданное . количество циклов, устанавливает в состояние "0" триггер 23 и удерживает его в этом состоянии, что обеспечивает окончание измерения среднего индикаторного давления.

Сигнал датчика давления цилиндра выбранного переключателем 19 усиливается и поступает на широтно-импульсный преобразователь, который преобразует величину напряжения, пропорционального давлению в цилиндре, в длительность прямоугольного импульса в моменты времени, определяемые сигналами с дешифратора 21. Этот импульс обеспечивает прохождение счетных импульсов с генератора 9 через одну из схем И 7 или 8 в зависимости от того, н каком состоянии находится триггер 10. Вблизи ВМТ, где вычисление производится при меньших изменениях объема цилиндра, триггер 10 находится в единичном состоянии и счетные импульсы проходят через вторую схему И 8, а при увеличении равных приращений объема цилиндра в К раз счетные импульсы проходят через первую схему И 7. В первом случае число — импульсный код со второй схемы И пересчитывается реверсивным счетчиком 12 в

К раз и через схему ИЛИ поступает на счетный вход реверсивного счетчика 13, во втором — поступает на счетный вход реверсивного счетчика беэ .пересчета. За интервал цикла от HMT до BMT исследуемого цилиндра число — импульсный код вычитается, а от ВМТ до НИТ суммкруется.

По окончании измерения в реверсивном счетчике 13 сохраняется код числа, пропорционального среднему индикаторному давлению.

Схема И lб и регулируемый элемент задержки 18 введены для совмещения сигнала ВМТ одного из цилиндров с одной из угловых меток, что дает возможность корректировать положение сигналов одинаковых приращений объема цилиндра относительно BMT индицируемого цилиндра. От положения их относительно ВМТ индицируемого цилиндра значительно зависит точность измерения.

887955

40 формула изоб»рете:»ия

1, Устройство для измерения него индикаторного давления г, д=.». а тенях внутреннего сгорания, ...,,ер:::.щее датчик угловых меток в..;..»як-. ..—

;»ом верхней мертвой точки, с..единен-. ный с формирователями сиг»-:ало:,;, датчики давления в цилиндрах, усилитель сигнала давления, соединенный с широтно-импульсным преобразователем, включенным на входы двух ;хем И, BTQ рые входы которых соединены с генератором импульсов, а третьи входы — соответственно с единичным и с нулевым выходом первого триггера, а выходы

"хем И соединены с входами схемы ИЛИ, первая непосредственно, вторая — че— рез первый реверсивный счетчик, выход схемы ИЛИ соединен с,входом второго реверсивного счетчика, причем суммирующие и ."вычитающие входы обоих счетчиков срединены соответственно с единичным и нулевым выходом второго триггера, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью автоматизации измерения, в устройство введены два счет;яка, четь»ре дешифратора, переключа:"..- ь„ третий триггер, третья схема И и третий реверсивный счетчик, причем счетный вход первого счетчика соединен с формирователем сигнала угловых

:ето<, а вход установки в "0 — с формирователем сигнала верхней мертвой точки, выход первого счетчика через первый дешифратор и переключатель в первом положении соединен с входом установки в "1 второго триггера и входом установки в "0" третьего ре,версивного счетчика, счетный вход которого подключен к выходу формирователя угловых меток, а суммирующий и вычитающий входы соответственно

Я

l0

1$

36

З5

:-оед ---не "ы с единичным и нулевым вых->öoì второго триггера, причем выход тр -.Tüåãî реверсивного счетчика :«одключен к входам второг:ретьего и четвертого дешифраторов, выход второго дешифратора соединен с входом установки в "0" первого триггера и входами установки в "I" второго и третьего триггеров, а также через второй счетчик — с входом установки

11 II в 0 третьего триггера, выход треть е го дешифратора подсоединен к входу широтно-импульсного преобразов ат еля через третью схему И, в торой вход которой соединен с единичным выходом третьего триггера, выход четвертого дешифратора — с счетным входом первого триггера, а д атчики давления соединены с усилит е-. лем через переключатель во втором положении .

2 . Устройство для измерения среднего индикаторного давления по п.1,отличающееся тем, что в него введен регулируемый элемент задержки, причем выход формирователя сигнала верхней мертвой точки соединен с входом установки в " 0" первого счетчика ч ер еэ схему И, в т орой вход которой, а также счетно; е входы первого счетчика и третьего реверсивного счетчика соединены с формироват елем сигнала угловых меток через регулируемый элемент з а-. д ержки .

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

¹ 118822337711,, кКл .,G 01 1 23/22, 1963.

2. Патент США № 3375711, кл. 73-117.2, опублик. 1968 (прототип).

887955

Составитель Л. Кочураев

Редактор О. Филиппова Техоеп Е.Гаврилешко Коопектов,О. Билак

Заказ 10714/10 Тираж 910 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4