Устройство контроля емкостной системы зажигания двигателей летательных аппаратов



Устройство контроля емкостной системы зажигания двигателей летательных аппаратов
Устройство контроля емкостной системы зажигания двигателей летательных аппаратов

 


Владельцы патента RU 2614388:

Акционерное общество "Уфимское научно-производственное предприятие "Молния" (RU)

Изобретение относится к области транспорта и может быть использовано для розжига горючих смесей с помощью электрической искры, в частности в емкостных системах зажигания для контроля системы зажигания, установленной на двигатель в составе летательного аппарата, для оценки технического состояния системы зажигания в перерывах между запусками двигателей летательных аппаратов. Техническим результатом является повышение достоверности контроля работоспособности емкостной системы зажигания двигателей летательных аппаратов. Устройство контроля емкостной системы зажигания двигателей летательных аппаратов содержит датчик разрядного тока, устройство сравнения, задатчик контрольного значения напряжения амплитуды разрядного тока, измеритель временного интервала времени, исполнительный элемент. Выход датчика разрядного тока соединен с первым входом устройства сравнения, выход задатчика контрольного значения напряжения амплитуды разрядного тока подключен к второму входу устройства сравнения. Выход измерителя временного интервала подключен к исполнительному элементу. В устройство контроля дополнительно введены измерительный преобразователь давления окружающей среды, содержащий последовательно соединенные датчик давления окружающей среды, усилитель, задатчик контрольного напряжения давления окружающей среды, второе устройство сравнения, одновибратор, логическое устройство «И». Выход измерительного преобразователя давления окружающей среды подключен к первому входу второго устройства сравнения. Выход задатчика контрольного напряжения давления окружающей среды подключен к второму входу второго устройства сравнения, выход устройства сравнения подключен к входу одновибратора, выход которого и выход второго устройства сравнения подключены к логическому устройству «И», выходом подключенному к входу измерителя временного интервала. 1ил.

 

Изобретение относится к технике розжига горючих смесей с помощью электрической искры, в частности к емкостным системам зажигания, и может быть использовано для контроля системы зажигания, установленной на двигатель в составе летательного аппарата, для оценки технического состояния системы зажигания в перерывах между запусками двигателей летательных аппаратов, а также при выборочном контроле качества изготовления свечей зажигания в составе системы зажигания при автономных испытаниях в условиях серийного производства.

Известно устройство для контроля работоспособности емкостной системы зажигания двигателей летательных аппаратов, содержащее гальванически не связанный с источником питания агрегата датчик тока (например, безындуктивный шунт), два электрода, регистратор тока (блок согласования с регистрирующим компьютером). Устройство контроля предназначено для сравнительной оценки воспламеняющей способности систем зажигания в автономных условиях [Патент РФ №2338080, 21.02.2006].

Недостатком устройства является невозможность использования для контроля работоспособности систем зажигания (их статуса), непосредственно установленных на двигателях летательных аппаратов.

Известно устройство для контроля емкостной системы зажигания двигателей летательных аппаратов, содержащее датчик разрядного тока, измеритель временного интервала (времени между последовательно следующими импульсами разрядного тока) и исполнительный элемент [Агрегат зажигания СК-44-3Б. Руководство по технической эксплуатации 8Г3.246.180 РЭ].

Недостатком известного устройства является невозможность обеспечения достаточной контролепригодности системы зажигания, т.к. решение о работоспособности системы зажигания принимают только по факту превышения фактической частоты следования искровых разрядов на свечах минимально допустимого значения. Однако указанное превышение фактической частоты следования разрядов может быть вызвано снижением пробивного напряжения разрядника до значений напряжений, соответствующих запасенной на накопительном конденсаторе энергии, меньшей значения энергии, при котором происходит надежное воспламенение компонентов топлива в двигателе летательного аппарата во всем диапазоне условий эксплуатации. Таким образом, при реализации данного устройства контроля может быть получена ложная информация о статусе (работоспособности) системы зажигания (не выявляется параметрический отказ).

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является устройство для контроля емкостных систем зажигания двигателей летательных аппаратов, принятое за прототип, содержащее датчик разрядного тока, сравнивающее устройство, задатчик контрольного (эталонного) напряжения амплитуды разрядного тока, измеритель временного интервала (времени между последовательно следующими импульсами разрядного тока), исполнительный элемент [Патент РФ №2463523, 04.02.2011]. Данное устройство контроля емкостных систем зажигания позволяет обеспечить контроль работоспособности системы зажигания по превышению значения накопленной энергии и частоты следования искровых разрядов на свечах над минимальными значениями энергии и частоты следования искровых разрядов на свечах, вызванных коммутацией на свече зажигания запасенной на накопительном конденсаторе энергии, превышающей контрольное значение, обеспечивающих надежный розжиг камеры сгорания во всех заданных для двигателя условиях запуска: по давлению и температуре окружающей среды, скорости летательного аппарата, расходах компонентов топлива [В.А. Сосунов, Ю.А. Литвинов. Неустановившиеся режимы работы авиационных газотурбинных двигателей. – М.: Машиностроение, 1975, 216 с. (см. с. 147), А.Н. Лефевр. Измерение минимальной энергии зажигания в струе керосиновоздушной смеси. Combustion and Flame №1, август 1976, М.А. Алабин, Б.М. Кац, Ю.А. Литвинов. Запуск авиационных газотурбинных двигателей. - М.: Машиностроение, 1968 (см. с. 62)]. Таким образом, известное устройство обеспечивает возможность контроля работоспособности (статуса) системы зажигания, непосредственно, установленной на двигателях летательных аппаратов, как в предполетный и межполетный периоды, а также непосредственно в процессе запуска.

Однако при этом данное устройство может выдать в систему управления и контроля двигателя летательного аппарата недостоверную информацию, при которой система зажигания не обеспечивает розжиг топливной смеси в камере сгорания, а устройство выдает сигнал о превышении частоты следования искровых разрядов на свече (разрядных импульсов на накопительном конденсаторе), обусловленных коммутацией запасенной на накопительном конденсаторе энергии, превышающей контрольное значение. Это вызвано следующими обстоятельствами:

- при пробое высоковольтного провода кабеля зажигания, соединяющего агрегат и свечу зажигания, частота следования разрядных импульсов накопительного конденсатора агрегата зажигания, регистрируемая датчиком разрядного тока и измерителем интервала времени, будет такой же, как и при искровом разряде накопительной энергии на межэлектродный промежуток свечи зажигания. Устройство контроля в этом случае (при пробое высоковольтного провода) будет идентифицировать работоспособное состояние системы зажигания;

- при пробое высоковольтных соединителей кабелей зажигания с агрегатом и свечей зажигания (например, по поверхности контактных устройств) частота следования разрядных импульсов накопительного конденсатора агрегата зажигания, регистрируемая датчиком разрядного тока и измерителем интервала времени, будет такой же, как и при искровом разряде накопленной энергии на межэлектродный промежуток свечи зажигания. Устройство контроля при пробое высоковольтных соединителей будет идентифицировать работоспособное состояние системы зажигания;

- при закорачивании межэлектродного промежутка свечи по причине подплавления контактов электродов вследствие повышенной температуры устройство также будет идентифицировать работоспособное состояние системы зажигания. При подплавлении контактов электродов с их закорачиванием искрообразование в межэлектродном разряде свечи зажигания будет отсутствовать как и в случае пробоя высоковольтного провода кабеля зажигания, так и в случае пробоя высоковольтных соединителей кабеля зажигания с агрегатом и свечой зажигания. Очевидно, что при отсутствии искрообразования в междуэлектродном промежутке свечи зажигания воспламенение компонентов топлива не произойдет;

- возможен вариант протекания разрядного тока накопительного конденсатора одновременно по месту пробоя высоковольтного провода или упомянутых выше высоковольтных соединителей и в межэлектродном зазоре свечи зажигания. В этом случае устройство контроля также будет идентифицировать работоспособность системы зажигания. В то же время в межэлектродном зазоре свечи зажигания будет выделяться значительно меньше энергии, что приведет к значительному ухудшению диапазона розжига компонентов топлива по условиям запуска двигателя, соответственно, к срыву запуска двигателя;

- возможен попеременный пробой (протекание тока разряда накопительного конденсатора в межэлектродном зазоре и по месту потери электропрочности кабеля зажигания). При этом устройство контроля будет идентифицировать, что фактическая частота следования разрядных импульсов накопительного конденсатора выше минимально допустимой fmin для обеспечения надежного розжига камеры сгорания двигателя. В этом случае устройство также идентифицирует работоспособное состояние системы зажигания. В то же время на рабочем торце свечи зажигания в ее межэлектродном промежутке фактическая частота следования искровых разрядов будет меньше, чем fmin. Снижение f относительно fmin может также значительно уменьшить диапазон розжига камеры сгорания. Одновременно уменьшение частоты следования фактически имеющих место искровых разрядов на рабочем торце свечи зажигания, как правило, приводит к задержке воспламенения компонентов топлива. В ряде случаев, при больших предпусковых расходах топливных компонентов, это приводит к так называемым «пушечным» запускам с броском давления в камере сгорания, которое за счет ударного воздействия может повредить элементы двигателя и элементы системы управления [Х.В. Кесаев, P.C. Трофимов. Надежность двигателей летательных аппаратов. - М.: Машиностроение, 1982 г.];

- при пробое изоляции свечи зажигания (с разрушением керамического изолятора свечи) электрический разряд накопительного конденсатора может локализовываться по месту разрушения изолятора. В этом случае также могут иметь место отсутствие искрового разряда в межэлектродном промежутке свечи зажигания или попеременный пробой в зоне искрового промежутка свечи и по месту разрушения изолятора, приводящие к срыву розжига камеры сгорания во всех диапазонах условий запуска двигателя. В это время, в том случае если частота разрядов накопительного конденсатора будет больше fmin, устройство контроля будет идентифицировать работоспособное состояние системы зажигания.

Таким образом, устройство контроля емкостных систем зажигания обладает недостаточной достоверностью контроля работоспособности (статуса) системы зажигания.

Задачей, решаемой заявленным изобретением, является повышение достоверности контроля работоспособности емкостной системы зажигания двигателей летательных аппаратов.

Поставленная задача решается устройством контроля емкостной системы зажигания двигателей летательных аппаратов, содержащим датчик разрядного тока, устройство сравнения, задатчик контрольного значения напряжения амплитуды разрядного тока, измеритель временного интервала времени, исполнительный элемент, причем выход датчика разрядного тока соединен с первым входом устройства сравнения, выход задатчика контрольного значения напряжения амплитуды разрядного тока подключен к второму входу устройства сравнения, выход измерителя временного интервала подключен к исполнительному элементу, при этом в устройство контроля дополнительно введены измерительный преобразователь давления окружающей среды, содержащий последовательно соединенные датчик давления окружающей среды, усилитель, задатчик контрольного напряжения давления окружающей среды, второе устройство сравнения, одновибратор, логическое устройство «И», при этом выход измерительного преобразователя давления окружающей среды подключен к первому входу второго устройства сравнения, выход задатчика контрольного напряжения давления окружающей среды подключен к второму входу второго устройства сравнения, выход устройства сравнения подключен к входу одновибратора, выход которого, а также выход второго устройства сравнения подключены к логическому устройству «И», выход логического устройства «И» подключен к входу измерителя временного интервала.

Новым согласно заявленному изобретению является то, что в устройство контроля дополнительно введены измерительный преобразователь давления окружающей среды, содержащий последовательно соединенные датчик давления окружающей среды, усилитель, задатчик контрольного напряжения давления окружающей среды, второе устройство сравнения, одновибратор, логическое устройство «И», при этом вход измерительного преобразователя давления окружающей среды подключен к первому входу второго устройства сравнения, выход задатчика контрольного напряжения давления окружающей среды подключен ко второму входу второго устройства сравнения, выход устройства сравнения подключен к входу одновибратора, выход которого, а также выход второго устройства сравнения подключены к логическому устройству «И», выход логического устройства «И» подключен к входу измерителя временного интервала.

Введение в устройство контроля измерительного преобразователя давления окружающей среды, в состав которого входят датчик давления окружающей среды и усилитель, задатчика контрольного напряжения давления окружающей среды, второго устройства сравнения, одновибратора, логического устройства «И», подключение измерительного преобразователя давления окружающей среды к первому входу второго устройства сравнения, подключение выхода задатчика контрольного напряжения давления окружающей среды ко второму входу второго устройства сравнения, подключение выхода которого, а также выхода одновибратора к разным входам логического устройства «И», подключение выхода логического устройства «И» к входу измерителя временного интервала, позволяет идентифицировать фактическое наличие искрового разряда в межэлектродном промежутке свечи на ее рабочем торце (конденсированного искрового разряда), обусловленного коммутацией, запасенной на накопительном конденсаторе агрегата энергии, превышающей установленное минимальное значение Qmin с частотой искрообразования, превышающей fmin.

Измерение импульсного изменения окружающей среды измерительным преобразователем давления окружающей среды и преобразование его в напряжение, пропорциональное значению давления окружающей среды, сравнение этого напряжения с напряжением, поступающим на другой вход второго устройства сравнения с задатчика контрольного напряжения давления окружающей среды, позволяет сравнивать изменение давления окружающей среды с его контрольным значением, которое соответствует изменению давления окружающей среды при минимально допустимой по величине межэлектродного промежутка на свече зажигания (т.е. межэлектродного зазора свечи зажигания при ее выпуске, а также при накоплении энергии в агрегате зажигания, равной Qmin).

Превышение измеряемого давления окружающей среды (соответственно выходного напряжения измерительного преобразователя давления окружающей среды) значения напряжения с задатчика контрольного напряжения окружающей среды обеспечивает на выходе второго устройства сравнения импульс напряжения, поступающий на один из двух входов логического устройства «И».

Введение в устройство контроля одновибратора позволяет исключить при оценке работоспособности системы зажигания временной задержки, вызванной распространением волны изменяемого давления окружающей среды, обусловленного генерацией в межэлектродном зазоре свечи конденсированного электрического разряда, до места установки датчика давления окружающей среды, входящего в состав измерительного преобразователя давления. Одновибратор после поступления на его вход сигнала (импульса напряжения) с выхода устройства сравнения, подключенного к датчику разрядного тока, генерирует импульс напряжения, длительность которого устанавливается при изготовлении устройства контроля и определяется местом расположения датчика давления на двигателе (в камере сгорания, пусковом воспламенителе, в зоне сопла, на внешней поверхности двигателя и т.д.), т.е. временем достижения волны давления до датчика давления.

Одновременное поступление на вход логического устройства «И» сигналов с одновибратора и сигнала со второго устройства сравнения обеспечивает срабатывание логического устройства «И» и поступление с него импульса напряжения на вход измерителя временного интервала, который обеспечивает сравнение фактической частоты поступающих на него с логического устройства «И» импульсов с минимально допустимой частотой следования искровых конденсированных разрядов в межэлектродном промежутке свечи fmin, обусловленных коммутацией запасенной на накопительном конденсаторе энергии, превышающей значение Qmin.

Таким образом, предлагаемое устройство контроля обеспечивает непосредственный контроль наличия на рабочем торце свечи в межэлектродном промежутке конденсированной искры, обусловленной коммутацией на свечу запасенной на накопительном конденсаторе энергии, превышающей минимально допустимое значение энергии Qmin, при этом обеспечивается и контроль превышения частоты следования искровых конденсированных разрядов в межэлектродном промежутке с запасенной энергией Q более Qmin выше минимально допустимой частоты fmin. При отказах систем зажигания типа: нарушении электропрочности, пробое высоковольтного провода кабеля зажигания, пробое высоковольтного провода кабеля зажигания, пробое высоковольтных соединителей кабеля зажигания с агрегатом и свечей зажигания, закорачивании межэлектродного промежутка свечи вследствие подплавлении контактов электродов (из-за перегрева рабочего торца свечи), закорачивании межэлектродного промежутка свечи твердыми остатками продуктов неполного сгорания компонентов топлива, в межэлектродном промежутке свечи будет отсутствовать искрообразование, а следовательно, и импульсное изменение давления окружающей среды, обусловленной генерацией конденсированного разряда. Его отсутствие идентифицируется устройством контроля, т.к. в этом случае сигнал со второго устройства сравнения будет отсутствовать, и на вход логического устройства «И» не поступит один из входящих сигналов. На его входе будет отсутствовать импульс напряжения, что приведет к идентификации измерителем временного интервала факта f менее fmin, а следовательно к срабатыванию исполнительного элемента с выдачей информации о неработоспособности системы зажигания.

Таким образом, заявленное изобретение позволяет существенно повысить достоверность контроля емкостных систем зажигания двигателей летательных аппаратов.

На чертеже изображена функциональная схема устройства контроля емкостной системы зажигания двигателей летательных аппаратов.

Устройство контроля емкостной системы зажигания двигателей летательных аппаратов содержит датчик разрядного тока 1 (например, трансформатор тока), устройство сравнения (компаратор) 2, задатчик контрольного значения напряжения амплитуды разрядного тока 3, измерительный преобразователь давления окружающей среды 4, включающий в себя датчик давления окружающей среды (например, ЛХ610) 5 и усилитель 6, задатчик контрольного напряжения давления окружающей среды 7, второе устройство сравнения 8, одновибратор 9, логическое устройство «И» 10, измеритель временного интервала 11, исполнительный элемент 12.

На чертеже также показаны элементы емкостной системы зажигания: преобразователь 13, выпрямитель 14, накопительный конденсатор 15, разрядник 16, резистор гальванической связи 17, высоковольтный кабель 18, свеча зажигания 19.

Измерительный преобразователь давления окружающей среды может быть установлен в камере сгорания двигателя или в испытательной камере, в которой свеча зажигания проходит автономные испытания (например, при совместном воздействии давления, повышенной температуры), измерительный преобразователь давления окружающей среды 4 может также размещаться в зоне расположения двигателя, например со стороны его сопла. Размещение измерительного преобразователя давления окружающей среды и выбор датчика давления окружающей среды 5 зависит от задач, которые должно решать описываемое устройство контроля: контроль при автономных испытаниях свечей зажигания, межполетный контроль или предполетный контроль статуса системы зажигания, в том числе при эксплуатации ее по техническому состоянию.

Устройство работает следующим образом.

Напряжение питания через преобразователь 13 и выпрямитель 14 заряжает накопительный конденсатор 15, который при достижении номинального напряжения, равного напряжению пробоя разрядника 16, разряжается на свечу зажигания 19. При пробое разрядника 16 происходит коммутация запасенной на накопительном конденсаторе энергии на свечу зажигания, равной:

,

Q - запасенная на накопительном конденсаторе энергия;

Сн - емкость накопительного конденсатора;

- пробивное напряжение коммутирующего разрядника 16.

При разряде запасенной на накопительном конденсаторе энергии на свечу в ее искровом промежутке генерируется искровой разряд. Процесс заряда-разряда накопительного конденсатора повторяется с частотой:

,

f - частота следования искровых разрядов;

Р2 - выходная мощность преобразователя.

При разряде накопительного конденсатора 15 на свечу зажигания 19 в разрядном контуре протекает ток в форме затухающей синусоиды, амплитудное значение которого равно [Балагуров В.А. Аппараты зажигания. - М.: Машиностроение, 1968, стр. 3]:

,

,

,

Im - амплитудное значение разрядного тока;

Lp - индуктивность цепи разрядного контура;

ω - круговая частота изменения тока;

Rp - активное сопротивление цепи разрядного контура.

Из представленных формул следует, что амплитудное значение разрядного тока системы зажигания при фактических параметрах разрядного контура агрегата зажигания определяется емкостью накопительного конденсатора, пробивным напряжением коммутирующего разрядника Uпр. Емкость накопительного конденсатора для каждого конкретного агрегата зажигания имеет определенное значение, которое может изменяться в определенном диапазоне. Разброс значений пробивного напряжения неуправляемых разрядников может составлять значение диапазона напряжения 2,4-3,4 кВ [Разрядник Р26 ТУ11-ОДО.339.365ТУ-85]. Для обеспечения надежного розжига топливной смеси (компонентов топлива) в камере сгорания двигателя требуется, чтобы:

,

Qmin и fmin - соответственно минимальная энергия, запасенная на накопительном конденсаторе, коммутируемая на свечу зажигания, минимальная частота следования искровых разрядов на свече, достаточные для надежного розжига топливной смеси в камере сгорания во всех условиях запуска двигателя [В.А. Сосунов, Ю.А. Литвинов. Неустановившиеся режимы работы авиационных газотурбинных двигателей. - М.: Машиностроение, 1975, 216 с. (см. с. 147), А.Н. Лефевр. Измерение минимальной энергии зажигания в струе керосиновоздушной смеси. Combustion and Flame №1, август 1976, М.А. Алабин, Б.М. Кац, Ю.А. Литвинов. Запуск авиационных газотурбинных двигателей. - М.: Машиностроение, 1968 (см. с. 62)].

Таким образом, имеется предельное значение минимальной амплитуды разрядного тока, соответствующее Qmin. Контроль превышения фактического значения разрядного тока, при каждой коммутации запасенной на накопительном конденсаторе энергии над этим минимально допустимым значением амплитуды разрядного тока, позволяет определить соответствие системы зажигания требованиям Q более Qmin.

При протекании разрядного тока во вторичной обмотке датчика разрядного тока 1 индуцируется напряжение, по форме аналогичное форме разрядного тока, а по величине, пропорциональное ему. Следовательно, с датчика разрядного тока 1 на вход устройства сравнения 2 (например, компаратор) поступает напряжение, пропорциональное разрядному току агрегата зажигания, амплитудное значение которого (амплитуда первой полуволны), пропорционально величине запасенной на накопительном конденсаторе энергии. На второй вход устройства сравнения 2 поступает эталонное напряжение, соответствующее значению накопленной энергии на накопительном конденсаторе Qmin или Qmin плюс ΔQ, где ΔQ обеспечивает запас по запасенной энергии Q, необходимой для воспламенения компонентов топлива и розжига камеры сгорания в наиболее точных условиях запуска двигателя.

При превышении величины напряжения, снимаемого с датчика разрядного тока 1, над величиной постоянного напряжения, поступаемого на устройство сравнения 2, с задатчика контрольного значения напряжения амплитуды разрядного тока 3 (при выполнении условия Q более Qmin) на выходе устройства сравнения 2 возникает импульс напряжения, формирующий на выходе одновибратора 9 импульс, длительность которого определяется местом расположения датчика давления окружающей среды 5 (т.е. длительность данного импульса равна и более времени достижения импульсом изменяемого давления от канала искрового разряда на рабочем торце свечи до датчика давления окружающей среды 5). Этот импульс напряжения поступает на первый вход логического устройства «И» 10. В том случае если в искровом зазоре свечи зажигания (на рабочем торце) генерируется нормальный искровой конденсированный разряд, он формирует импульс давления окружающей среды, воспринимаемый измерительным преобразователем давления окружающей среды 4, напряжение с которого поступает на первый вход второго устройства сравнения 8, на второй вход которого поступает постоянное напряжение, пропорциональное заданному контрольному значению изменения давления. При нормальном искрообразовании полученный сигнал (напряжения) с измерительного преобразователя давления окружающей среды 4 превышает сигнал с задатчика контрольного напряжения давления окружающей среды 7. В этом случае на выходе второго устройства сравнения 8 формируется импульс напряжения, поступающий на второй вход логического устройства «И», с выхода которого формируется импульс напряжения на вход измерителя временного интервала 11. В том случае если частота следования импульсов с логического устройства «И» 10 соответствует или больше fmin, то исполнительный элемент 12 формирует сигнал о нормальной работе системы зажигания. В случае электрического пробоя изоляции высоковольтных цепей системы зажигания (пробой изоляции кабеля, высоковольтных соединений кабеля зажигания с высоковольтным выводом агрегата зажигания, со свечой, пробой изоляции свечи зажигания) исключается формирование искрового разряда на рабочем торце свечи, несмотря на то что запасенная энергия на накопительном конденсаторе будет превышать контрольное заданное значение Qmin или Qmin плюс ΔQ, а частота следования разрядов накопительного конденсатора f больше fmin. Следовательно, при этих отказах будет отсутствовать формирование выходного напряжения в цепи измерительного преобразователя давления окружающей среды 4, второго устройства сравнения 8, на выходе логического устройства «И» 10 не сформируется выходной сигнал, соответственно на исполнительный элемент 12 не поступит сигнал о нормальной работе системы зажигания. При пробое изоляции высоковольтного кабеля системы зажигания с одновременным параллельным искрообразованием в межэлектродном зазоре свечи искрового конденсаторного разряда, амплитуда изменения давления окружающей среды будет меньше, чем при нормальном искровом разряде. Поэтому напряжение на выходе измерительного преобразователя давления окружающей среды 4 будет меньше напряжения, подаваемого на вход второго устройства сравнения 8 с задатчика контрольного напряжения давления окружающей среды 7. Это, как уже показано выше, приводит к отсутствию в выходных цепях устройства контрольного сигнала, идентифицирующего нормальную работу системы зажигания.

Таким образом, и при этом виде отказа предлагаемое устройство контроля позволяет его идентифицировать и исключить получение ложного сигнала о работоспособности системы зажигания. Аналогично работает устройство контроля и при:

- разрывах потенциальных цепей разрядного контура (обрывах высоковольтного провода, его соединений с контактными устройствами);

- уменьшении величины искрового зазора (из-за подплавления контактов электрода свечи), образовании в разрядной камере стреляющей свечи пробки из кокса (продуктов неполного сгорания компонентов топлива), формируемой над электродами свечи в искровом зазоре стеклянной «пробки».

При подаче на второе устройство сравнения 8 с задатчика контрольного напряжения давления окружающей среды 7 суммы контрольного напряжения и вольтдобавки, пропорциональной текущему изменению давления в камере сгорания до генерации искрового конденсированного разряда в искровом зазоре, и размещении датчика давления окружающей среды 5 в камере сгорания предлагаемое устройство контроля емкостной системы зажигания также позволяет обеспечить контроль работы системы зажигания в процессе запуска двигателя при изменении давления в камере сгорания. Это дает возможность для двигателей, критичных к выходным параметрам системы зажигания, вывести выходной сигнал устройства контроля в контур электронной системы управления и при их несоответствии заданным требованиям обеспечить аварийный останов двигателя в процессе его запуска и тем самым исключить «пушечный» запуск двигателя [Х.В. Кесаев, P.C. Трофимов. Надежность двигателей летательных аппаратов. - М.: Машиностроение, 1982 г.].

Конкретное описание схемной реализации функциональных узлов контроля не требует подробных пояснений, т.к. они могут быть реализованы с использованием различных известных типовых аппаратно-схемных построений, например, описанных в [У. Титце, К. Шенк. Полупроводниковая схемотехника. Справочное руководство. Пер. с нем. - М.: Мир, 1982, 512 с.].

Предлагаемое устройство контроля может быть применено как в процессе ОКР систем зажигания, так и при выборочном контроле качества изготовления свечей зажигания в составе системы зажигания при автономных испытаниях в условиях серийного производства.

Применение устройства контроля емкостной системы зажигания двигателей летательных аппаратов данной конструкции позволяет идентифицировать фактическое наличие искрового разряда в межэлектродном промежутке свечи на ее рабочем торце (конденсированного искрового разряда), дает возможность параметрического контроля соответствия выходных параметров системы зажигания: запасенной энергии, частоты следования искровых разрядов, косвенно мощности и энергии искрового разряда (через контроль изменения давления окружающей свечу среды) в соответствии с требованиям по условиям запуска двигателя.

Таким образом, заявленное изобретение позволяет существенно повысить достоверность контроля емкостных систем зажигания двигателей летательных аппаратов.

Устройство контроля емкостной системы зажигания двигателей летательных аппаратов, содержащее датчик разрядного тока, устройство сравнения, задатчик контрольного значения напряжения амплитуды разрядного тока, измеритель временного интервала времени, исполнительный элемент, причем выход датчика разрядного тока соединен с первым входом устройства сравнения, выход задатчика контрольного значения напряжения амплитуды разрядного тока подключен к второму входу устройства сравнения, выход измерителя временного интервала подключен к исполнительному элементу, отличающееся тем, что в устройство контроля дополнительно введены измерительный преобразователь давления окружающей среды, содержащий последовательно соединенные датчик давления окружающей среды, усилитель, задатчик контрольного напряжения давления окружающей среды, второе устройство сравнения, одновибратор, логическое устройство «И», при этом выход измерительного преобразователя давления окружающей среды подключен к первому входу второго устройства сравнения, выход задатчика контрольного напряжения давления окружающей среды подключен ко второму входу второго устройства сравнения, выход устройства сравнения подключен к входу одновибратора, выход которого, а также выход второго устройства сравнения подключены к логическому устройству «И», выход логического устройства «И» подключен к входу измерителя временного интервала.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к способу и устройству для повышения энергии искры, в частности, в небольших «системах емкостного зажигания» без аккумуляторов, предназначенных для двигателей внутреннего сгорания, в которых напряжение зажигания создается при помощи генератора и его схемы управления, соединенных с маховиком или встроенных в него.

Изобретение относится к технологии изготовления электрооборудования, эксплуатируемого на летательных аппаратах, в частности агрегатов зажигания авиационных газотурбинных двигателей и жидкостных ракетных двигателей, и может также быть использовано для изготовления изделий с применением пенопластов, к которым предъявляются повышенные требования к термостойкости и вибропрочности.

Изобретение относится к системам электроискрового зажигания с емкостными накопителями энергии. .

Изобретение относится к области теплоэнергетики, двигателестроения, а также электроники в части схемотехники. .

Изобретение относится к искровым разрядникам, в частности к устройствам для воспламенения горючих смесей в двигателях внутреннего сгорания. .

Изобретение относится к источникам электроэнергии, устанавливаемым на двигателях внутреннего сгорания транспортных средств, в частности мототехники, для питания систем зажигания этих двигателей и бортовой сети мототехники (фары, фонари, светосигнальные приборы).

Изобретение относится к двигателестроению, в частности к автотранспорту, и может найти широкое применение в современном автотранспорте для снижения токсичности выхлопных газов.

Изобретение относится к автомобилестроению, а именно к системам зажигания на транспортных средствах с двигателями внутреннего сгорания, и позволяет обеспечить надежный запуск двигателя, уменьшить зависимость надежности в работе двигателя от утечки напряжения, а также состояния зазора в свечах.

Изобретение относится к автомобилестроению, в частности к системам зажигания на транспортных средствах с двигателями внутреннего сгорания и позволяет упростить конструкцию системы зажигания и обеспечить надежный запуск двигателя путем увеличения мощности и длительности разряда.

Изобретение относится к системам зажигания, в частности к системе зажигания двигателей внутреннего сгорания, и позволяет улучшить режим работы двигателей путем создания искрового разряда с желаемыми характеристиками.

Изобретение относится к электрооборудованию двигателей внутреннего сгорания и предназначено для поджига рабочей смеси в цилиндрах. .

Изобретение может быть использовано в двигателях внутреннего сгорания, имеющих свечи зажигания. Способ управления цилиндром двигателя, содержащим свечу зажигания, заключается в том, что ограничивают по нагрузке цилиндр в ответ на вызванное ухудшением параметров свечи зажигания раннее зажигание.

Изобретение относится к технике розжига горючих смесей с помощью электрической искры, в частности к емкостным агрегатам зажигания, и может быть использовано в процессе проектирования систем зажигания (ее составных частей: агрегатов, проводов, свечей зажигания), их испытаний в процессе серийного производства для подтверждения качества изготовления составных частей систем зажигания при проведении их выборочного контроля.

Изобретение относится к радиочастотным устройствам генерирования плазмы и может быть использовано в двигателях внутреннего сгорания. .

Изобретение относится к системам генерирования плазмы между двумя электродами свечи. .

Изобретение относится к области измерительной техники, а именно к методам диагностики параметров разрядов, генерируемых емкостными системами зажигания, применяемыми в авиационных двигателях и им подобных объектах.

Изобретение относится к области двигателестроения и может быть использовано для диагностики и управления двигателей внутреннего сгорания. .

Изобретение относится к электроизмерительной технике, в частности к устройствам для измерения параметров искровых разрядов в свечах зажигания. .
Наверх