УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЗАГРУЗКИ ДИЗЕЛЬНОГО ДВИГАТЕЛЯ Российский патент 2003 года по МПК G01L23/08 

Изобретение относится к устройствам контроля эксплуатационных режимов работы машинно-тракторных агрегатов, в частности контроля загрузки дизельных двигателей тракторов и самоходных машин.

Устройство может быть использовано при испытании или рядовой эксплуатации машинных агрегатов.

Цель изобретения - надежный оперативный контроль загрузки двигателя и подбор оптимальных скоростных и нагрузочных режимов работы трактора или самоходной машины в полевых условиях.

Известны устройства - а.с. 2030723, кл. G 01 L 23/22, Амельченко П.А. и др. "Сигнализатор загрузки двигателя", а.с. 2029932, кл. G 01 L 5/00, 23/22, Родичев В.А., Бурдиян М.П. "Эконометр".

Устройства состоят из датчика, электронного логического блока и светового указателя. Датчиком является контактная группа регулятора топливного насоса, образованная регулировочным винтом (устанавливается на рычаге регулятора вместо болта регулировки номинальной подачи топлива) и валом рычага управления подачей топлива всережимного регулятора частоты вращения.

Головка регулировочного винта с помощью капроновой (диэлектрической) втулки изолирована от тела винта. К головке припаян провод, соединяющийся с положительной входной клеммой электронного логического блока светового указателя.

Отрицательная клемма указателя соединена с корпусом (массой) двигателя, с которым электрически соединен и вал рычага управления подачей топлива регулятора.

Контактная пара регулировочный винт - вал рычага постоянно разомкнута, а замыкается при загрузке двигателя (по крутящему моменту), соответствующей его максимальной мощности на данном скоростном режиме. Электрический сигнал поступает в логический блок, там анализируется и указатель информирует механизатора о достижении загрузки, близкой к максимальной, максимальной или о перегрузке двигателя.

Недостатком данного устройства являются:
- узкий диапазон загрузки, при котором вырабатываются сигналы датчиком (только при работе двигателя на переходе с регуляторной на корректорную ветви скоростной характеристики);
- низкая технологическая надежность контактной пары, работающей в картере, заполненном машинным маслом;
- необходимость периодической регулировки элементов датчика из-за электрокоррозийного износа контактов.

С целью устранения отмеченных недостатков предлагается бесконтактное устройство для определения загрузки двигателя, работающее в широких пределах изменения загрузки.

Устройство состоит из первичного преобразователя, соединительного кабеля, преобразователя сигналов и индикаторного указателя.

В качестве первичного преобразователя используется бесконтактная кинематическая пара, включающая специальный регулировочный винт 1, установленный на рычаге регулятора 2, и вал 3 рычага управления подачей топлива 4 всережимного регулятора частоты вращения 5 (см. фиг.1).

На валу рычага (см. фиг.2) 3 в месте его соприкосновения с регулировочным винтом 1 высверливается отверстие, в которое вмонтируется постоянный магнит 6 и закрепляется высокопрочным клеем. Поверхность магнита обрабатывается до размеров и конфигурации первоначальной поверхности вала.

Регулировочный винт изготавливается из диамагнетика - беррилиевой бронзы, а соприкасающаяся торцевая часть покрывается высокопрочным металлом - парамагнетиком (вольфрамом), которые не препятствуют прохождению магнитного поля.

В регулировочном винте (см. фиг.3) 1 сверлится осевое отверстие длиной на 2 мм меньше длины винта, в которое вставляется магнитно-управляемый элемент 7, соединенный кабелем 8 с преобразователем сигналов 9.

Полупроводниковый элемент (например: датчик Холла) обладает способностью изменять величину выходного сигнала от изменяющегося магнитного поля, вызванного изменением расстояния между валом рычага и регулировочным винтом, которое определяется загрузкой двигателя по крутящему моменту.

При этом расстояние между магнитом и чувствительным элементом в регуляторе частоты вращения топливного насоса будут обратно, а величина выходного сигнала прямо - пропорциональны степени загрузки двигателя по крутящему моменту.

Преобразователь сигналов включает электрический фильтр, аналого-цифровой преобразователь, логический блок, блок управления индикатора. Индикаторный указатель 10 помещается на щитке приборов трактора.

Предлагаемое устройство работает следующим образом.

Для градуировки индикатора проводятся стендовые испытания двигателя с включенным устройством.

В процессе испытаний устанавливается функциональная зависимость между величиной крутящего момента и величиной выходного сигнала преобразователя, подбираются и программируются логические блоки для согласования отображенной на индикаторе загрузки двигателя в процентах и крутящего момента. За полную загрузку принимается крутящий момент, соответствующий соприкосновению регулировочного винта 1 и вала 3 рычага регулятора частоты вращения.

В реальных условиях эксплуатации агрегата оптимальный по топливной экономности режим устанавливается путем переключения передач трактора и установкой рычага управления подачей топлива в такое положение, чтобы обеспечивалась наибольшая загрузка двигателя, и в то же время скорость движения агрегата не превышала допустимую.

Изобретение может быть использовано в устройствах контроля эксплуатационных режимов работы машинно-тракторных агрегатов, в частности в устройствах контроля загрузки дизельных двигателей. Устройство состоит из первичного преобразователя, соединительного кабеля, преобразователя сигналов и индикаторного указателя. В качестве датчика используется бесконтактная пара, включающая вал рычага регулятора частоты вращения с вмонтированным в него постоянным магнитом и регулировочный винт, изготовленный из диамагнетика с вставленным внутрь полупроводниковым магнитоуправляемым элементом, обладающим способностью изменять величину выходного сигнала. Величина выходного сигнала преобразователя функционально связана со степенью загрузки двигателя. Технический результат заключается в создании устройства для надежного оперативного контроля загрузки двигателя. 3 ил.

Устройство для определения загрузки дизельного двигателя, состоящее из датчика, соединительного кабеля, первичного преобразователя сигналов и индикаторного указателя, отличающееся тем, что в качестве первичного преобразователя используются бесконтактная пара, включающая вал рычага регулятора частоты вращения с вмонтированным в него постоянным магнитом и регулировочный винт, изготовленный из диамагнетика, внутрь которого вставлен полупроводниковый магнитоуправляемый чувствительный элемент, обладающий способностью изменять величину выходного сигнала от изменяющегося магнитного поля, вызванного изменением расстояния между валом рычага и регулировочным винтом, которые определяются загрузкой двигателя по крутящему моменту.