Устройство для измерения производительности топливного насоса дизеля

 

Изобретение позволяет уменьшить габариты устр-ва и сократить время подключения . Датчик 1 подачи топлива, формирователь (Ф) 2, блок 13 управления и измерительный блок 7 соединены последовательно . Датчик 1 выполнен в виде пьезокварцевого акселератора. Ф 2 содержит последовательно соединенные полосовой фильтр 3, пиковый детектор 4, Ф 5 временного интервала и Ф. 6 импульсов по заднему фронту. Блок 7 содержит последовательно соединенные ячейки 8, 9, 10. 11, 12 аналоговой памяти , преобразователя напряжения в частоту , трехвходовой схе.мы совпадения, счетчика-интегратора и схемы индикации. Б.кж 13 содержит последовательно соединсчшыо ждуш.ий мультивибратор 14, схему 15 начп.чьного сброса, счетчик 16 циклов, с.хе.му 17 совпадения и схему 18 начальной установки. Выход детектора 4 связан с информационным входом ячейки 8 и запускающим входом мультивибратора 14. выход схемы 15 соединен с установочными входами Ф 5 и ячейки 11. Выход Ф 5 подключен к треты М входам ячейки 10 и счетчика 16, а выход Ф 6 - к установочному входу ячейки 8. Устрво позволяет оценить производительность насоса с учетом индивидуальных ев-в элементов топливной аппаратуры. 2 ил. ЕО

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ÄÄSUÄÄ 1413260 А 1 (5D 4 F 02 М 65 00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АBTOPGHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ .>иг

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4172058/25-06 (22) 04.01.87 (46) 30.07.88. Бюл. № 28 (71) Омский институт инженеров железнодорожного транспорта (72) А. И. Володин, В. В. Вихирев, В. В. Попков и П. Н. Блинов (53) 621.43.038 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1101677, кл. F 02 М, 1984. (54) УСТРОИСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ

ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ ТОПЛИВНОГО HACOCA ДИЗЕЛЯ (57) Изобретение позволяет уменьшить габариты устр-ва и сократить время подключения. Датчик 1 подачи топлива, формирователь (Ф) 2, блок 13 управления и измерительный блок 7 соединены последовательно. Датчик 1 выполнен в виде пьезокварцевого акселератора. Ф 2 содержит последовательно соединенные полосовой фильтр 3, пиковый детектор 4, Ф 5 временного интервала и Ф 6 импульсов по заднему фронту.

Блок 7 содержит последовательно сое иненные ячейки 8, 9, 10. 11, 12 аналоговой памяти, преобразователя напряжения в частоту, трехвходовой схемы совпадения, с; Т—чика-интегратора и схемы индикации. Б.«>:.

13 содержит последовательно соединен ны, ждуший мультивибратор 14. схему 15 нана,п ного сброса, счетчик 16 циклов, схему 7 совпадения и схему 18 начальной установки.

Выход детектора 4 связан с информационным входом ячейки 8 и запу каюшнм >зходом мультивибратора 14. выход схемы 15 соединен с установочными входами Ф 5 и ячейки 11. Выход Ф 5 подключен к треты:м входам ячейки 10 и счетчика 16, а выход Ф б — к установочному входу ячейки 8. Устрво позволяет оценить производительность насоса с учетом индивидуаlbHhix сВ-в элементов топливной аппаратуры. 2 ил.

1413260

Изобретение относится к машиностроению, а именно к средствам измерения производительности топливных насосов тепловозного дизеля.

Цель изобретения — уменьшение габаритов устройства и сокращение времени подключения.

На фиг. 1 приведена блок-схема устройства; на фиг. 2 — временные диаграммы работы устройства.

На блок-схеме выделен ряд контрольных точек.КТ„... КТ„..., КТ, отражающих текущее состояние межузловых связей устройства. Номера осциллограмм сигналов в этих точках показаны на фиг. 2 и соответствуют номерам контрольных точек. Таким образом, диаграмма под номером КТ показывает наблюдаемый на экране осциллографа сигнал с выхода датчика подачи топлива;

КТ, -- сигнал на выходе полосового фильтра; КТ, -- напряжение на выходе пикового детектора, КТ, — логическое состояние ждущего и ультивибратора; КТ вЂ” сигнал на выходе формирователя временного интервала, КТ. — формирователя импульса по заднему фронту; КТ, — ячейки аналоговой памяти; КТ вЂ” преобразователя напряжения в частоту и К вЂ” схемы совпадения.

Устройство содержит датчик 1 подачи топлива, выполненный в виде пьезокварцевого акселератора, формирователь 2 выполнен в виде последовательно соединенных полосового фильтра 3, пикового детектора 4, формирователя временного интервала 5, формирователя импульсов по заднему фронту 6. Измерительный блок 7 выполнен в виде последовательно соединенных ячеек аналоговой памяти 8, преобразователя напряжения в частоту 9, трехвходовой схемы совпадения 10, счетчика-интегратора 11, схемы индикации 12. Блок управления 13 выполнен в виде последовательно соединенных ждущего мультивибратора 14, схемы начального сброса 15, счетчика циклов 16, схемы совпадения 17, схемы начальной установки

18. Выход пикового детектора 4 формирователя 2 связан с информационным входом ячейки аналоговой памяти 8 измерительного блока и запускающим входом ждущего мультивибратора 14 блока управления, выход схемы начального сброса 15 блока управления

13 соединен с установочными входами формирователя временного интервала 5 и счетчика интегратора 11, а выход формирователя временного интервала 5 подключен к третьему входу схемы совпадения 10 измерительного блока 7 и третьему входу счетчика циклов 16 блока управления 13, а выход формирователя импульсов по заднему фронту 6 связан с установочным входом ячейки аналоговой памяти 8 измерительного блока 7.

Устройство работает следующим образом.

10

При включении питания устройства в произвольное состояние устанавливаются счетчик циклов 16, счетчик-интегратор 11 и формирователь временного интервала 5, который выполнен в виде электронной схемы, имеющей два устойчивых состояния, например, Т-триггера.

Нажимается кнопка «Пуск» и схема начального сброса 15 вырабатывает импульс, который устанавливает в состояние «О» счетчик циклов 16, счетчик-интегратор 11, формирователь временного интервала 5 и тем самым переводит устройство в работоспособное состояние.

Установленный с помощью зажим а на один из элементов топливного тракта высо. кого давления, например, на трубопровод высокого давления, датчик 1 подачи топлива улавливает виброакустические колебания трубопровода, амплитуда которых резко возрастает в момент подачи топлива в цилиндр (подъем иглы форсунки) и в момент отсечки подачи топлива (посадка иглы форсунки).

Фильтр полосовой 3, имеющий рабочий диапазон в пределах 20+-1 кГц, обеспечивает эффективное отделение полезных сигналов подъема и посадки иглы форсунки от виброакустического шума. Пиковой детектор 6 выделяет амплитуду сигнала . подъема иглы

Величина этой амплитуды запоминается в ячейке аналоговой памяти 8 и воздействует на преобразователь напряжения в частоту 9, который выполнен, например, в виде генератора управляемого напряжения (ГУН) .

Частота импульсов на выходе преобразователя 9, пропорциональная величине амплитуды сигнала подъема иглы форсунки, поступает на второй вход схемы совпадения

10. Сигнал с выхода пикового детектора 4 устанавливает формирователь временного интервала 5 в состояние, соответствующее логической «1», что разрешает работу схемы совпадения 10 по третьему входу. И наконец, если содержимое счетчика циклов 16 в двоичном коде, поступающее на первый вход схемы совпадения 17 кодов, меньше величины заранее заданной начальной установки (например, число «400» или «800» ходов плунжера топливного насоса), двоичный код которой постоянно подан с выхода схемы начальной уставки 18 на второй вход схемы совпадения кодов 17, тогда с выхода схемы совпадения 17 поступает сигнал, разрешающий работу схемы совпадения 10 по первому входу. Схема совпадения 10 выполнена, например, в виде трехвходовой логической схемы «И». Таким образом, наличие двух разрешающих сигналов (от формирователя временных интервалов 5 и схемы совпадения кодов 17) обеспечивает прохождение импульсов с выхода преобразователя напряжения в частоту 9 через схему совпадения 10, на счетный вход счетчика-интегратора 11, который суммирует общее коли1413260 чество поступающих импульсов. Текущее содержимое счетчика-интегратора 11 отражается схемой индикации 12.

По прошествии определенного периода, определяемого продолжительностью впрыска топлива в цилиндр (5 — 35 градусов поворота коленчатого вала в зависимости от типа дизеля и величины цикловой подачи, пиковый детектор 4 выделяет сигнал, который соответствует процессу отсечки подачи топлива и посадки иглы. По переднему фронту этого сигнала осуществляется возврат формирователя временного интервала 5 в состояние логического «О». В этот момент содержимое счетчика циклов 16 увеличивается на единицу, а на третий вход схемы совпадения 10 поступает сигнал запрета, что прерывает последовательность импульсов, проходящих с выхода преобразователя напряжения в частоту 9 через схему совпадения 10 на счетный вход счетчикаинтегратора 11. Кроме того, возврат формирователя временного интервала 5 из состояния логической «1» в состояние логического «О» вызывает на выходе формирователя импульса по заднему фронту 6 сигнал, поступающий на установочный вход ячейки аналоговой памяти 8. Этот сигнал стирает содержимое ячейки памяти и тем самым подготавливает ее к следующему циклу измерений, который осуществляется аналогичным образом.

Процесс измерения, состоящий из определенного, наперед заданного числа циклов, происходит до тех пор, пока содержимое счетчика циклов 16 не совпадает с величиной начальной уставки. В момент совпадения кодов на первом входе схемы совпадения 10 появляется сигнал, запрещающий дальнейшую работу этой схемы и как следствие всего устройства. На этом, процесс измерения заканчивается и в счетчике-интеграторе 11 окончательно фиксируется число, величина которого демонстрируется схемой индикации 12.

Для повторного измерения необходимо вновь нажать кнопку «Пуск».

С целью предотвращения возможности сбоя начальной синхронизации работы (сбой возможен, когда кнопка «Пуск» нажата в период топливоподачи, т. е. в момент между сигналом подъема и сигналом посадки иглы форсунки) устройство снабжено ждущим мультивибратором 14, который на определенный период блокирует прохождение сигнала «Пуск», а следовательно, и импульса начального сброса. Этот период определяется длительностью нахождения мультивибратора в состоянии логической «1», в которое он переходит по переднему фронту сигнала, поступающего с выхода пикового детектора

4 сигнала, соответствующего моменту подъема иглы форсунки. Время окончания блокировки сигнала «Пуск» выбирается таким образом, чтобы возврат ждущего мультивибратора 14 в состояние логического «О» происходил после полного окончания сигнала от посадки иглы, при любой допустимой частоте вращения коленчатого вала дизеля.

Известно, что производительность топливного насоса можно оценить по количеству топлива, поданного в цилиндр за определенное число циклов в соответствии с зависимостью (1)

Х (J P сй — Pp)

%=A = ;, (1) (3) где P- — давление топлива в период подачи;

Pp — остаточное давление в линии нагнетания;

Й.,/к †момен начала и конца подачи топлива соответственно;

К вЂ” постоянный эмпирический коэффи20 циент, определяемый особенностями конструкции топливной аппаратуры исследуемого дизеля.

n — число циклов измерений.

С помощью теоретических и экспериментальных исследований установлено, что энергия виброакустических колебаний элементов топливной аппаратуры, измеряемая в период топливоподачи, пропорциональна величине Р„ и, следовательно, с учетом того, что датчик подачи топлива закреплен на трубопроводе высокого давления, фиксирование величины амплитуды сигналов подачи топлива позволяет оценить значение параметра Р, Интервал интегрирования определяется длительное;ью между передними фронтами сигналов подъема и посадки иглы

35 форсунки. Эта длительность обеспечивается формирователем 5 временного интервала.

Параметр Ро практически постоянен для данного типа дизеля и режима работы.

В выражении (1) рассмотрим более подробно интеграл, который можно представить в виде

1к к

P (й=2 . Р,,А/, (2) н

Так как параметр Р.„с помощью tlpe45 образователя 15 напряжения в частоту преобразуется в последовательность импульсов, частота которых пропорциональна величине

P.. следовательно, за время Af; на выходе

ГУН генерируется определенное количество импульсов в соответствии с зависимостью

50 Pj

Р,; М;=К m, н-Р где К. — тарировочный коэффициент преобразования давления топлива в частоту импульсов.

Подставляя (3) в (2), получаем к

1РЖ=К . 4 н 1 н н, .

13260

Формула изобретения кт 2 кт„ кт 5 кт б т 7

"e к, <з,<2 2

Составитель А. Самотканов

Редактор И. Сегляник Те7<ред И. Верес Корректор В. Гирняк

Заказ 3753/33 Тираж 505 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

14

Нелинейная операция интегрирования заменяется многократным сложением с накоплением общего числа импульсов за время — что и позволяет оценить величину интеграла.

Таким образом, устройство реализует приведенный алгоритм с учетом индивидуальных особенностей каждого из конкретных циклов подачи топлива в цилиндр.

Погрешность и разброс индивидуальных измерений в значительной степени компенсируются за счет усреднения конечного р< у,<ьтата (1).

Т;<рировку устройства осуществляют (>бгоемным способом, например, на стенде для рогу „",ð<7âêè топливовпрыскивающих насо(0 в.

И с пол изина и ис предложенного устройств» пози<>.<яст оценить производительность

<,í: (.п«ого насоса с учетом индивидуаль. ых свойс гн злементов топливной аппаРHTóðh1, а т;(кж(сократить трудозатраты и продолжительность контроля величины подачи топлива непосредственно на работающем двигателе.

Устройство для измерения производительности топливного насоса дизеля, содержащее последовательно соединенные датчик подачи г<н<лива, формирователь, блок управления и

6 измерительный блок, отличающееся тем, что, с целью уменьшения габаритов и сокращения времени подключения, датчик подачи топлива выполнен в виде пьезокварцевого акселератора, формирователь выполнен в виде последовательно соединенных полосового фильтра, пикового детектора, формирователя временного интервала, формирователя импульсов по заднему фронту, измерительный блок выполнен в виде последовательно сое10 диненных ячеек аналоговой памяти, преобразователя напряжения в частоту, трехвходовой схемы совпадения, счетчика-интегратора, индикатора, блок управления выполнен в виде последовательно соединенных ждущего мультивибратора, схемы начального сброса, счетчика циклов, схемы совпадения, схемы начальной установки, причем выход пикового детектора формирователя связан с информационным входом ячейки аналоговой памяти измерительного блока и запускающим входом ждущего мультивибратора блока управления, выход схемы начального сброса блока управления соединен с установочными входами формирователя временного интервала и счетчика-интегратора, а выход формирователя временного интервала подключен к третьему входу схемы совпадения измерительного блока и третьему входу счетчика циклов блока управления, выход формирователя импульсов по заднему фронту связан с установочным входом ячейки аналоговой памяти измерительного блока.