Устройство для контроля индикаторного давления и индикаторной мощности двигателя внутреннего сгорания

 

Социалистических

ИЗОБРЕТЕН ИЯ (!!) 99171

К АВТОРСКОМУ СВИДИТВЛЬСТВУ (6!) Дополнительное к авт. csw-ву(22) Заявлено17.05.76 (21)23608197 18-10

2 (5!) М, Кл, Ст Ol 4 23/08 с присоединением заявки №вЂ”

Гаауднратаанный намлет

Совета Министров СССР на ланам изабретаннй и атнритнй (23) Приоритет— (43) Опубликовано25.03.78.Бюллетень ¹ 11 (53) УДК 531.787 (088-8) (45) Дата опубликования описания 10.03.78 (72) Авторы изобретении

В. С. Овчинников и В. В. Щагин

Калининградский технический институт рыбной промышленности и хозяйства (7!) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ИНДИКАТОРНОГО

ДАВЛЕНИЯ И ИНДИКАТОРНОЙ МОЩНОСТИ

ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ

Изобретение относится к области прибо- ростроения, в частности к устройствам для контроля индикаторного давления и индикаторной мощности двигателя внутреннего сгорания. 5

В настоящее время все большеераспространение в системах автоматического контроля работы двигателей внутреннего сгора-. ния ттолучают устройства, определяющие среднее индикаторное давление Р; и индикатор- 10 ную мощность Nj как один из основных параметров, наиболее полно отображающих работу двигателя.

Для этого используется следующее уран- 15

Р Р(Ч)4 РИ)етб (1)

4 где Ч -объем цилиндра.;

5 — ход поршня;

Y — угол поворота )сривошипа ко- 20 ленчатого вала.

Так как S -2), где и - радиус крив ошипа, а

$6=3(&1 P + — . @ р=р,цррц л

° Л ьтп 2 f

2, уравнение (1) в преобразованном виде имеет вид + . = — р(р).,е (РИЧ < z)

4 Г

-у

В функциональной зависимости, (9) связывающей смещение поршня от верхней мертвой точки с углом 9 поворота коленчатого вала il 1 ° . есть отношение радиуса кривошипа к длине шатуна 4

Индикаторная мощность N определяется как й; = А- P н, Сз) где тт — частота вращения коленчатого вала двигателя;

А=сопи — коэффициент, учитывающий тактность и другие конструктнЬные особенности двигателя.

Известны устройства для контроля среднегоиндикаторногодавленияд нгателеивнутреннегосгорания,содержащиедатчикидавления в цилиндре двигателя, электронный коммутатор, фильтр и блоки обработки электрических сигналов 111

71 лятора, основной вход которого через фильтр соединен с выходом первого аналогового модулятора и подключен к переключателю, а выход через другой фильтр и переключатель соединен с индикатором.

На фиг. 1 изображена структурная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2временная диаграмма его работы..

Устройство состоит иэ датчиков давления

1, присоединенных к цилиндрам двигателя, усилителя 2, широтно-импульсного модулятора 3, двух ключевых модуляторов 4 и 5, преобразователя 6 хода поршня с фазовращателем 7, формирователя импульсов 8, фильтров 9 и 10, переключателя 11 и индикатора 12.

Широтно-импульсный модулятор 3 представляет собой электрическую схему, .которая преобразует входное напряжение в длительность импульсов, причем частота повторения импульсов и амплитуда постоянны, -а длительность импульсов зависит от величины входного напряжения.

Ключевые модуляторы 4 и 5 предназначены для амплитудно-импульсной модуляции входного напряжения. В первом случае от преобразователя 6 .хода поршня, а во втором.— от фильтра 9.

Преобразователь 6 осуществляет преобразование функциональной зависимости,Х4(Ч) в аналоговый электрический сйгнал, а фазовращатель 7 сдвигает по фазе этот сигнал в соответствии с исследуемым цилиндром.

Формирователь импульсов 8 представляет собой электрическую схему, которая преобразует частоту повторения электрического аналога функции,Ц (Ч) в им ульсы калиброванной длительности, частота повторения которых пропорциональна частоте вращенияя коле нчат ого вала.

Фильтры 9 и 10 аналогичны и представляют собой фильтры нижних частот, которые выделяют постоянную составляющую из входного сигнала, т.е. осуществляют демодуляцию. Эти фильтры могут быть как активными, так и пассивными. В последнем случае фильтры могут состоять из интегрирующих RC — цепей.

Устройство работает следующим образом.

При работе двигателя мгновенное значение давления газов в цилиндре двигателя, представленное в виде кривой P f(%) на фиг. 2а, преобразуется датчиком 1 в соот.ветствующее электрическое напряжение, усиливается усилителем 2 до необходимой величины и поступает на вход модулятора 3.

Последний преобразует аналоговый входной сигнал в импульсный (см. фиг. 2б). При этом каждому мгновенному значению дав ления газов соответствует определенная

5991

Однако эти устройства не обеспечивают высокой точности измерения.

Цаиболее близким по технической сущности и достигаемому техническому эффекту к предлагаемому является устройство, содержащее датчикй давления в цилиндрах двигателя, функциональный преобразователь хода поршня с фазосдвигающим устройством, схему обработки сигналов .и индикатор (2)

В известном устройстве в схеме обра- щ ботки сигналов используются аналоговые умножители, от качества работы которых зависит точность определения Р„" и Nq . Известно, что для аналогово-вычислительных устройств характерен дрейф нуля, когорый у3 сильно влияет на погрешность вычисления и находится в прямой зависимости от времени измерений и температуры окружающей среды. Вопрос о стабильности и точности приборов для контроля рабочий параметров 20 двигателей имеет большее значение при установке приборов на судах неограниченного района плавания, где температура . окружаюФ щей среды колеблется в широких пределах, а приборы должны работать непрерывно в 23 течение всего рейса судна.

В известном устройстве для устранения дрейфа нуля умножителей необходимо периодически производить коррекцию, что затрудняет автоматизацию процесса измерений и 30 требует у обслуживающего персонала специальных знаний и навыков.

Кроме того, в этом устройстве Р определяется со значительной погрешностью, так как в первом умножителе происходит 35 умножение напряжений, пропорциональных текущему значению. давления газов в цилиндре. и оборотам двигателя, что не соответст-вует уравнению работы (2).

Цель изобретения — у,.рщение устройст- 40 ва и повышение точности результатов конт роля.

Для этого в предлагаемом устройстве, содержащем датчики давления в цилиндрах двигателя, функциональный преобразователь 45 хода поршня с фаэосдвигающим устройством, схему обработки сигналов и индикатор, схема .обработки сигналов содержит широтно-импульсный модулятор, формирователь импульсов, два аналоговых модулятора и два фильт-%

pa„n o bi on n H n nnoHnn соединен через усилитель со входом широтноимпульсного модулятора, выход которого соединен с управляющим входом первого аналогового модулятора, основной вход которого соединен через фазосдвигающее устройство с выходом функционального преобразователя хода поршня, выход которого соединен так же через формирователь импульсов с управляющим входом второго аналогового моду- @

899171 о в

° 0

Ф р длительность выходного импульса модулятс ра 3. Частота следования импульсов выбирается из условия достижения необходимой точности преобразователя. Импульсы с модулятора 3 поступают на управляющий вход;

5 ключевого модулятора 4, на основной вход которого подается аналоговый сигнал с преобразователя 6 (см. фиг. 2а) через фазоврашатель 7. Ключ модулятора 4 замыкается только в момент воздействия управляюше- g го импульса. В результате на выходе модулятора 4 сигнал отображает произведение выходных напряжений от датчика давлениа 1 преобразователя 6 (см. фиг. 2 г) .

Далее напряжение поступает на фильтр 9, (з где происходит выделение постоянной составляющей (см. фиг. 2д), которая отображает среднее индикаторное давление в исследуемом цилиндре двигателя и может регистрироваться индикатором 12 при соответствующем по-2о поженян переключателя 11.

Положительная (отрицательная) полуволна функции,О (4 ) с преобразователя 6 заставляет срабатывать формирователь импуль.сов 8 (например,одновибратор).

Импульсы с формирователя 8 управляют ключевым модулятором 5; а фильтр 10 выделяет постоянную составляюшую, которая пропорциональна величине N и может регистрироваться при соответс вуюшем положении переключателя 11 индикатором 12. .формула изобретения

Устройство для контроля индикаторного давления и индикаторной мощности двигателя внутреннего сгорания, содержашее датчики давлении в цилиндрах двигателя, функциональный преобразователь хода поршня с фазосдвигающим устройством, схему обработки сигналов и индикатор, о т л и ч а ю-. ш е е с а тем, что, с целью упрощения и повышения точности, в нем схема обработки сигналов содержит широтно-импульсный модулятор, формирователь импульсов, два аналоговых модулятора и два фильтра, при этом выход датчика давления соединен через усилитель со входом широтно-импульсного модулятора, выход которого соединен с управляюшим входом первого аналогового модулятора, основной вход которого соединен через фазосдвигаюшее устройство с выходом, функционального преобразователя хода поршня, выход которого соединен так же через формирователь импульсов с управляюшим входом второго аналогового модулятора, основной вход которого через фильтр соединен с выходом первого аналогового модулятора и подключен к переключателю, а выход через другой фильтр и переключатель соединен с индикатором.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Авторское свидетельство СССР № 327389, кл. 501 4 23/08, 1972.

2. Авторское свидетельство СССР №234010, кл. Cj 01 L 23/00, 1970.

599171

Составитель О. Сафонов

Редактор Г. Киселева Техред 3. Фанта Корректор А* Кравченко

Заказ 1398/33 Тираж 1112 Подписное

0НИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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

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