Сигнализатор загрузки двигателя Советский патент 1983 года по МПК G01L23/00 

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к устройствам для определения загрузки двигателей внутреннего сгорания. Известно устройство для определе ния степени загрузки тракторного дв гателя, содержащее рычажную систему связанную с рейкой топливного насоса и скользящими контактами, замыка щими электрические цепи световых си налов, соответствующих различным ди пазонам загрузки двигателя 1. Недостатком такого устройства яв ляется сложность конструкции рычаж ной системы и скользящих контактов, которая затрудняет настройку сигнализаторов и их эксплуатацию, снижает точность определения загрузки двигателя из-за наличия люфтов ,и за зоров в- рычажной сис.теме. Наиболее близким к изобретению по технической сущности является си нализатор загрузки двигателя, содер жащий световой индикатор, электроко тактный датчик положения ограничите ля аодачи топлива и схему регистрации 2. Недостатком известного устройств является низкая точность определени степени загрузки двигателя. Частота мигания светового сигнала неоднозначно определяет степень за.грузки двигателя, его оптимальный режим работы в силу многообразия и изменчивости факторов, вид технологи ческой операции, тип почв, их физико механический состав, влажность, плот ность, климатические условия, микрои макрорельеф местности и др. В условиях реальной эксплуатации двигателя при случайном неустановившемся характере его нагрузки априорное задание величины задержки сигнала датчика дает ошибки в работе устройства, действиях тракториста. Напр мер, установлена следующая задержка сигнала: 2, с - по перегрузке и 10 с по недогрузке. В пределах этой задержки тракторист будет получать сиг нал о нормальной работе двигателя Фактически может оказаться, что пери од между размыканиями контактов будет составлять менее с, а длительность разомкнутого состояния какую-то долю секунды t« 1 с, т.е. практически работа двигателя будет проходить не в оптимальном режиме, а в режиме перегрузки. Если между контактами очень малый по величине зазор (нагрузка близка к- оптимальной), но длительность между касаниями контактов превысит t 10 с, то поступит сигнал н едогруз ки двигателя. В таком случае он окажется ложным и тракторист может не добиться подачи устойчивого сигнала нормального (оптимального) режима ра боты двигателя, Известно, что максимальная мощность и оптимальная топливная эконо1личность двигателя достигаются в момент перехода рабочей точки нагрузочной характеристики с регуляторной ветви на корректорную. При этом оптимальным будет режим для двигателя в момент касания ограничителя подачи топлива и упора ограничителя. Работа двигателя на корректорной ветви характеристики сопровождается его перегрузкой, а на регуляторной ветви недогрузкой, т.е. по степени изменения оборотов двигателя на регуляторной или корректорных ветвях характеристики можно судить о степени откло нения от оптимального режима. Целью изобретения является повышение точности определения степени загрузки двигателя за счет контроля частоты вращения его вала. Поставленная цель достигается тем, что сигнализатор загрузки двигателя снабжен измерителем частоты вращения вала двигателя, а схема регистрации содержит ждущий мультивибратор, электронный ключ, элемент памяти, два усилителя с заданными коэффициентами передачи и схему сравнения, причем выход датчика положения ограничителя подачи топлива соединен с входом мультивибратора, выход которого соединен с управляющим входом электронного ключа, вход которого соединен с выходом измерителя частоты вращения и первым входом схемы сравнения, а выход ключа - с входом элемента памяти, выход которого соединен с входами первого и второго усилителей, выходы которых соответственно соединены с вторым и третьим входами схемы сравнения, первый и второй выходы которой соединены соответственно с первым и вторым входами светового индикатора, третий вход которого соединен с выходом датчика положения ограничителя подачи топлива. На чертеже представлена функциональная схема предлагаемого устройства. Устройство состоит из датчика сигнализатора 1, измерителя 2 частоты вращения двигателя, ждущего мультивибратора 3 , электронного клю.ча 4, элемента 5 памяти, усилителей 6 и 7 с заданньм коэффициентом, схемы 8 сравнения и светового индикатора 9. Датчик сигнализатора 1 представляет собой контактное устройство, соединенное с источником питания, вмонтированное в регулятор топливного насоса и фиксирующее момент замыкания упора ограничителя и самого ограничителя подачи топлива. При замыкании Контактов датчика на вход мультивибратора 3 поступает импульс тока, Измеритель 2 частоты вращения представляет собой датчик числа оборотов , выходное напряжение которого подается на входы электронного ключа, схемы сравнения и пропорционально частоте вращения двигателя. Световой индикатор 9 состоит из сигнальных ламп, соответствующих недогрузке, оптимальному режиму и перегрузке двигателя, Устройство работает следующим образом. Если двигатель загружен, то контакты датчика 1 разомкнууы и на вход мультивибратора 3 импульс не поступает. Мультивибратор остается в первоначальном, устойчивом после включения устройства, исходном состоянии, при котором иа его выходе нет {сигнала. По мере загрузки двигателя его обороты падают и при достижении .оптимального режима ограничитель-пода чи топлива касается его упора, при этом контакты датчика 1 замыкаются, и подается импульс тока на входы мультивибратора 3 и светового индикатора 9. Мультивибратор принимает второе неустойчивое состояние и своим выходным импульсом открывает элек тронный ключ 4 (разрешая тем поступление сигнала с измерителя час тоты вращения 2 на вход элемента па.мяти 5), после чего мультивибратор перейдет из неустойчивого состояния в устойчивое и закроет электронный ключ 4. При этом в световом индикаторе загорается лампа, соответствующая оптимальной загрузке двигателя. Зафиксированный в элементе памяти 5 уровень напряжения, пропорциональный оптимальной загрузке двигателя, nckiтупает на усилители б и 7 с.заданным коэффициентом передачи К.. Один из этих усилителей, например Усилитель 6, задает коэффициент усиления меньший единицы (), что соответствует уровню выходного. напряжения ( ) блока 6, соответствующемус1в пени перегрузки двигателя. Другой усилитель (например, .усилитель 7) за-: дает коэффициент усиления, больший единицы (К 1), что соответствует уровню выходнсэго напряжения ( усилителя 7, соответствующему степени недогрузки двигателя. Таким образом, на входы схемы 8 сравнения поступают два напряжения, величина одного из которых пропорциональна заниженным оборотам двигателя (К 1) а величина другого пропорхГиональна завышенным оборотам двигателя (). Одновременно на первый вход схемы 8 сравнения поступает непрерывно яапряжение () пропорциональное фактическим оборотам двигателя s условиях его реальной эксплуатации. При достижении V(a, схема сравнения срабатывает и выдает на втором выходе импульс, поступающий на второй вход светового индикатора 9. В нем загорается л1ампа, .соответствующая перегрузке двигателя. В случае достижения Уф п,1п схема сравне;-ния срабатывает и выдает на первом выходе импульс, поступаю14ий на первый вход светового и{щикатора 9, в котором загорается лампа, соответствующая недогрузке двигателя. Изменением коэффициентов усиления в усилителях б И; 7 сигнализатор наст1 аивается на оптимальный режим работы двигателя в зависимости от характера нагрузки. Сигнализатор позволяет повысить точность определения степени загрузки двигателя и комфортабельность уси ЛИЙ его обслуживания, свести к допустимому минимуму. Или иcкJDOчить полиостью работу двигателей в. режиме перегрузки., Установка сигнализаторов на трак-, торах способствует повышению производительности агрегатов на 5-10%, снижению погектарного расхода топлива на 7-18%.

СИГНАЛИЗАТОР ЗАГРУЗКИ ДВИГАТЕЛЯ, содержащий световой индикатор, электроконтактный датчик положения ограничителя подачи топлива и схему регистрации, отличаю щийся тем, что, с целью повышен точности определения степени загруз ки двигателя за счет контроля часто ты вращения его вала, он снабжен измерителем частоты вращения вала двигателя, а схема регистрации содержит ждущий мультивибратор, электронный ключ, элемент памяти, два усилителя с заданными коэффициентами передачи и схему сравнения, причем выход датт чика положения ограничителя подачи топлива соединен с входом мультивибратора, выход которого соединен с управляющим входом электронного ключа, вход которого соединен с выходом измерителя частоты вращения и первым входом схемы сравнения, а выход ключа - с входом элемента памяти, выход которого соединен с входами первого и второго усилителей, выходы которых соответственно соединены с вторым и третьим входами схемы сравнения, первый и второй выходы которой соединены соответственно с первым и вторым входами светового индикатора, третий вход которого соединен с выходом дат- чика положения ограничителя подачи топлива.