Измеритель среднего индикаторного давления в цилиндрах поршневых двигателей и компрессоров

 

и iI777523

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Сациалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву 678365 (51) М. Кл.

G 01L 23/08 (22) Заявлено 02.10.78 (21) 2669273/18-10 с присоединением заявки №

Государственный комитет ссср по делам изобретений и открытий (23) Приоритет (43) Опубликовано 07.11.80. Бюллетень № 41 (45) Дата опубликования описания 07.11.80

Э (53) УДК 531.787 (088.8) (72) Авторы изобретения (71) Заявитель

В. Д. Карминский, Ю. А. Магнитский и Н, Н. Чешков

Ростовский-на-Дону институт инженеров железнодорожного транспорта (54) ИЗМЕРИТЕЛЪ СРЕДНЕГО ИНДИКАТОРНОГО

ДАВЛЕНИЯ В ЦИЛИНДРАХ ПОРШНЕВЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ

И КОМПРЕССОРОВ

Изобретение относится к области контрольно-измерительной техники, а именно к устройствам для измерения среднего индикаторного давления в цилиндрах поршневых машин. 5

По основному авт. св. № 678365 известно устройство для измерения среднего индикаторного давления в цилиндрах поршневых двигателей и компрессоров, содержащее датчик давления, соединенный через 10 усилитель с первым входом перемножающего и интегрирующего устройства, лампуосветитель, конденсоры, формирователь угла поворота коленчатого вала, выполненный в виде диска с прорезями и фотодио- 15 да, подключенного к второму входу перемножающего и интегрирующего устройства (1).

Известное устройство позволяет измерить среднее индикаторное давление в цилиндре. 20

В то же время при наладке, исследовании и диагностике двигателя или компрессора необходимо измерять эффективное количество тепла, выделяющегося при сжатии газа в цилиндре, что устройство не обеспе- 25 чивает.

Целью изобретения является обеспечение возможности измерения количества тепла, выделяющегося в цилиндре в такте сжатия, 30

Поставленная цель достигается тем, что в измеритель среднего индикаторного давления в цилиндрах поршневых двигателей и компрессоров введены два фотодиода, расположенные напротив двух дополнительных узких прорезей, выполненных в затеняющем диске на различных радиусах в начале и в конце такта сжатия, два электронных ключа, управляющие входы которых подключены к выходу усилителя и фотодиодам, два импульсных вольтметра и операционный усилитель, причем входы импульсных вольтметров подключены к выходам электронных клЮчей, а выходы через потенциометры подключены к инвертирующему и неинвертирующему входам суммирующего усилителя, выход которого подключен к регистрирующему прибору, при этом выход перемножающего и интегрирующего устройства через потенциометр подключен к неинвертирующему входу усилителя.

На чертеже изображен предлагаемый измеритель.

Измеритель среднего индикаторного давления в цилиндрах двигателей и компрессоров содержит установленный на цилиндре двигателя 1 датчик давления 2, соединенный через усилитель 3 с перемножающим и интегрирующим устройством 4, лам777523

65 пу-осветитель 5; конденсор 6, формирователь-преобразователь положения поршня, выполненный в виде диска 7 с прорезью 8 и установленный по оптической оси конденсора фотоэлемент 9, подсоединенный к устройству 4, выход которого через потенциометр 10 соединен с суммирующим усилителем 11. К выходу суммирующего усилителя подключен регистратор 12. Выход усилителя 3 соединен также с двумя электронными ключами 13 и 14, которыми управляют фотодиоды 15 и 16, освещаемые через прорези 17 и 18.

Выход ключа 13 соединен с импульсным вольтметром 19, который через потенциометр 20 подключен к суммирующему усилителю 11. Выход электронного ключа 14 соединен с импульсным вольтметром 21, который через потенциометр 22 подключен к усилителю 11.

Такое конструктивное выполнение устройства позволяет производить измерение эффективного количества тепла, выделяющегося при сжатии газа в цилиндре.

Измеритель работает следующим образом.

Согласно уравнению первого закона тер.„, модйнамики количество тепла в процессе находится по уравнению

Q = ЬУ+Е, где ЛУ вЂ” изменение внутренней энергии;

L — рабога, Изменение внутренней энергии может быть определено по формуле

ЛУ=М С вЂ” V(T, —,т,)+ 1 Х

>((P,— P, 1=А(Р,— aP,), где А= V,, а= с вЂ

С вЂ” V — массовая изомерная теплоемкость;

R — газовая постоянная;

Т вЂ” температура;

Р— давление;

V — объем.

Работа газа в цилиндре может быть выражена через среднее индикаторное давление

L =P,(V,—,) =P,.Â, где P; — среднее индикаторное давление, В= V> — V> — разность объемов.

Тогда тепло в процессе может быть определено по формуле

Q= A(P,— аР,)+Р, В.

Применительно к двигателю внутреннего сгорания или компрессору среднее индикаторное давление берется на выбранном участке при изменении объема от величины

Vl До V2

Датчик давления 2 подает на вход усилителя 3 сигнал, пропорциональный давле5

50 нию газа в цилиндре двигателя, который поступает на прибор 4.

Диск 7, закрепленный на валу двигателя, ориентирован так, что при положении поршня в верхней мертвой точке против нити лампы 5 и щели (на чертеже не показана) находится отметка ВМТ, вынесенная на диск 7. Свет лампы — осветителя через щель и прорезь 8 попадает на конденсор 6 и фокусируется на фотоэлементе 9. Вырабатываемый электрический сигнал поступает на вход устройства 4, напряжение на выходе которого пропорционально величине среднего индикаторного давления сжатия газа в цилиндре. С выхода перемножающего и интегрирующего устройства напряжение, пропорциональное среднему индикаторному давлению сжатия газа в цилиндре, поступает через потенциометр

10, служащий для введения коэффициента

В, на неинвертирующий вход суммирующего усилителя 11. В начале такта сжатия через узкую прорезь 18 освещается фотодиод 16 и кратковременно открывает электронный ключ 14. Импульсный вольтметр 21 запоминает электрический сигнал, пропорциональный давлению Р>. С выхода вольтметра 21 этот сигнал через потенциометр

22, который служит для введения коэффициента А, подается на инвертирующий вход усилителя 11.

В конце такта сжатия через узкую прорезь 17 освещается фотодиод 15 и кратковременно открывается ключ 13. Импульсный вольтметр 19 запоминает электрический сигнал, пропорциональный давлению

Р, С выхода вольтметра 19 этот сигнал через потенциометр 20, служащий для введения коэффициента А, поступает на неинвертирующий вход усилителя 11. В результате регистратор 12 показывает величину, пропорциональную Q=A(P2 — а Р )+Р;.В, т. е. количеству тепла, выделившемуся при сжатии газа в цилиндре поршневой машины.

Использование изобретения повышает качество и оперативность контроля, наладки и диагностики двигателей внутреннего сгорания и компрессоров, что ведет к повышению моторесурса и снижению расходов топлива, чем достигается технико-экономический эффект.

Формула изобретения

Измеритель среднего индикаторного давления в цилиндрах поршневых двигателей и компрессоров по авт. св. № 678365, отличающийся тем, что, с целью обеспечения возможности измерения количества тепла, выделяющегося в цилиндре в такте сжатия, в него введены два дополнительных фотодиода, расположенные напротив двух дополнительных прорезей, выполненных в затеняющем диске на различных ра777523

Составитель А. Зражевский

Редактор О. Филиппова Техред И. Пенчко Корректор А. Галахова

Заказ 2725/7 Изд. № 533 Тираж 1033 Подписное

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Типография, пр. Сапунова, 2 диусах в местах, соответствующих началу и концу такта сжатия, два электронных ключа, управляющие входы которых подключены к выходу усилителя и дополнительным фотодиодам, два импульсных вольтметра и суммирующий усилитель, причем входы импульсных вольтметров подключены к выходам электронных ключей, а выходы — к инвертирующему и неинвертирующему входам суммирующего усилителя, выход которого подключен к дополнительному регистрирующему прибору, при этом выход перемножающего и интегрирующего устройства подключен к неинверти5 рующему входу суммирующего усилителя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

lO № 678365, кл. G 01L 23/08, 1977,