Устройство для индицирования двигателей внутреннего сгорания Советский патент 1983 года по МПК G01L23/10 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИНДИЦИРОВАНЙЯ ДВИГАТЕЛЕЙ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ

Изобретение относится к измеритель ной технике, а именно к эпектрометричеоким устройствам для индииирования двигателей внутреннего сгррания.

Известно устройство для индииирования тепловых двигателей внутреннего сгорания, .которое содержит электронное устройство, записывающее устройство, выполненное в виде барабана с намотанной ва нем специальной бумагой, механичео кий выключатель, причем записывающее устройство механически связано с коленчатым валом двигателя 1.

Недостатком известного устройства является сложность обработки индш :ато{ ной диаграммы из-за большой нестабильности рабочего процесса. Кроме того, взза бо11ьшой вибрашш записывающее устройство характеризуется низкой надежностью.

Известно также устройство для замера дантюния в цилиндре двигателя, содержащее емкостный датчтас, электрический преобразователь и регистрирующий прибор.

Посредством емкостного датчика и электрического преобразователя, давление в камере сгорания преобразуется в электрический сигнал, который фиксируется регистрирующим прибором.

10 ствительности С 2 .

Существенным недостатком устройства является низкая точность измерений изза того, что емкостный преобразователь чувствителен к температуре.

15

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому эффекту является устройство, содержащее датчик давления, выполненный в виде ° пьезоэлектрического преобразователя с масштабной емкостью, подключенной параллельно датчику, электрометрический усилитель, механический включатель3iкнопку, включенный параллельно масштаб ной емкости и регистрирующий прибор CS Недостатками устройства являются низкая точность и неудобство измерений. При замере давлений в камере схпэрания двигателя, электрический сигнал датчика, пропорциональный величине да ления, усиливается электрометрическим усилителем и регистрируется электронны осциллографом. Известно, что при использовании датчиков давления с пьезоэлектрическим эффектом для замера колебаний давления наблюдается смещение изображения криво давления на экране электроннолучевой трубки остшлографа в процессе замера. Скорость смещения в основном зависит от постоянной времени электрометрического усилителя и сопротивлений изоляции датчика и соединительной линии. Смещение кривой давления обусловлено тем, что при замере котюбаний давления происходит статический заряд сетки метрического каскада, что приводит к появлению на масщтабной емкости, включенной параллельно датчику, каког1 -то статического потенциала. При этом рабочая точка электрометрического усилителя смещается и следовательно смешается изображение кривой давления на экране электроннолучевой трубки осциллографа. Перед замером оператор нажимает кнопку тем самым разряжает масштабную емкость до нулевого потенциала и возвращает рабочую точку электрометрического усилителя в оптимальное положение. При эксплуатации устройства характер но следующее: Постоянно отвлекается внимание оператора от основного измерения вследстви необходимости манипулирования кнопкой. При каждом замере необходимо нажимать кнопку не менее пяти раз даже в случае хорощей изоляции соединительной линии, Электрометрический усилитель, датчик И соединитеШзная линия должны удовлетворять следующим техническим характеристикам: постоянная времени усилителя не меаее 10О с; сопротивление изоляцш датчика и соединительной линии не менее . Целью изобретения является повышение точности и удобства измерения. Поставленная цель достигается тем. ЧТО в устройство индицирования двигате

лей внутреннещ} сгюрания, включающее датчик давления, выполненный в виде пьезоэлектрического преобразователя с

выполненной в виде последовательно соединенных между собой первой дифференпирукядей цепи 9 и первого диодного ограeo4;масшгабной емкостью электрический ус литель, механический включатель-кнопку и регистрирующий прибор, введены электронный ключ, усилитель-ограничитель и схема задержки, выполненная в виде последовательно соединенных дифференцирующей цепи, диодного ограничителя, ждущего мультивибратора, второй дифферен-; пирующей цепи и второго диодного ограничителя, а электронный ключ включен параллельно механическому включателюкнопке, и его управляющий вход соединен через схему задержки с выходом усили теля - ограничителя, вход которого соеДИНен с выходом электрометрического усилителя. Такое выполнение предлагаемого устройства обеспечивает периодический разряд масштабной емкости до нулевого потенциала, вследствие этого осуществляется возврат рабочей точки электрометрического усилителя после каждого рабочего цикла двигателя, используя при этом сам измеряемый сигнал, преобразованный соответствующим образом. Так как возврат рабочей точки электрометрического усилителя будет производиться через короткие промежутки времени (около 8,5 Гц при h 1000 об/мин), то изображение кривой давления на электронном осцилографе не будет смещаться даже при менее жестких требованиях к электрометрическому усилителю, оляции датчика и соединительной линии, а также температуре и влажности окружающего воздуха.. На фиг. 1 представлена блок-схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 часть блок-схемы с соответствующими блоками и временными диаграммами преобразования v змepя8Moгo сигнала. Устройство содержит датчик 1, выполненный в виде пьезоэлектрического преобразователя, масштабную емкость 2, электрометрический усилитель 3, механический включатель-кнопку 4, включенную параллельно масштабной емкости 2, электронный осциллограф 5, включенный к выходу электрометрического усилителя электронный ключ 6, включенный параллельно контактам механического включателякношш 4, усилитель-ограничитель 7, вход которого связан с выходом электрсьметрического усилителя 3, а выход связан с управляющим входом электронного цлюча 6 посредством схемы задержки 8,

вичвтеля 10, ждущего мультивибратора 11, второй дифференцирующей цепи 12 в второго диодного ограничителя 13.

Устройство работает следующим образом.

Электрический заряд, пропорциональный измерению давления в камере сгорания двигателя, возникающий на датчике 1, приводит к появлению)на масщтабной емкости 2, а следовательно и навходе электрометрического усилителя 3 электрического сигнала (эпюра а фиг. 2). Усиленный электрометрическим усилителем 3, этот сигнал поступает на электронный осциллограф 5 и на вход усилителя-ограничителя 7. Сигнал, усиленный и ограниченный уснлителем-ограничитепем 7, и имеющий почти прямоугольную форму (эпюра б фиг. 2) поступает на вход схемы задержки 8, где преобразуется дифференцирующей цепью 9, в два разнополярных коротких импульса, соответствующих по времени переднему и заднему фронту сигнала усилителя-ограничителя 7 (эпюра в фиг. 2). Импульс, соответсгвующий заднему фронту через диодный ограничитель 10 (эпюра г фиг. 2) запускает ясдущий мультивибратор 11, который выдает на выходе прямоугольный импульс (эпюра д фиг. 2). Длительность импульса ждущего мультивибратора 11 можно изменять. Затем прямоугольный импуттьс мультивибратора 11 преобразуется второй дифференцирующей цепью 12. При этом также образуется два разнополяриьтх коротких импульса (эпюра е фиг. 2), соответствующий по времени переднему и заднему прямоугольного импульса мультивибратора 11. Импульс, соответствующий переднему фронту, отсекается вторым диодным ограничителем 13, а именно импульс, соответствующий заднему (|)онту (эпюра ж фиг. 2), поступает иа управляющий вход электронного кхооча 6, который закорачивает контакты мехаввческого включателя-кнопки 4 на время действия импульса. При этом масштабная емкость 2 разряжается до нулевого потенциала вследствие чего рабочая точка электрометрического усилителя 3 воз- вращается в номинальное положение.

Цикл повторяется после каждого рабочего хода порщня двигателя. Начало срабатывания электронного ключа 6 можно перемещать по времени относительно рабочего хрда порщня, меняя длительность импульса ждущего мультивибратора, что обеспечивает работоспособность предла- гаемого устройства при различных CKt ростных режимах двигателя.

Использование устройства для внпииирования двигателей внутреннего сгорания позволит повысить точность замера, пред являть меньщие требования к эле сгрометрическому усилителю и к сопротивлению изоляции датчика и соедивительной ЛИВИИ и, кроме того, повысить производительность труда при всследоваввв дввгателей внутреннего сгорания.

Формула изобретения

Устройство для индицирования двигателей внутреннего сгорания, содёржа1г е пьезоэлектрический преобразователь с масщтабной емкостью, электр{ етрический усилитель, механический включатель-кнопгку и репистрйрующий прибор, отличающееся тем, что, с целыо повыщения точности и удобства измерения, в устройство введены дополнительно электронный ключ, усилитель-ограничитель и схема задержки, выполвеннеш в виде последовательно соединенных дифференцирующей цепи, диодного ограничителя, жду щего мультивибретор, в;торой дифференцирующей цепи и второго диодного ограничителя, а электронный ключ включен параллельно механическому включателюкнопке и его управляющий вход соединен через схему задержки с выходом усилителя-ограничителя, вход которого соединен с выходом электрометрического усилителя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизи

с. 19-31.

с. 37 (прототип).

P(t)

Фиг.1