Способ индицирования двигателя внутреннего сгорания Советский патент 1983 года по МПК G01L23/00 

2. Способ по п. щ и и с я тем, что 1030684 1, о т п и ч а 10.малой мопекупярной массы испо1тьзуют в качестве газа.гегшй.:

1. СПОСОБ ИНДИЦИРОВАНИЯ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ, заключающийся в том, что намеряют внутрицилинцроБое аавление при помощи цатчика давления, связанного с цилиндром через соединительный канал передачи давления, причем канал заполняют ЯО1ЦКОЙ средой, отличающийся тем, что, с допью повышения точности путем уменьшения искажающего действия соединительного ка нала, в качестве жидкой срепы принимают газ малой молекулярной массы, а заполнение канала проводят перед каждым циклом при низкой давлении в цилиндре. W со о а 00 4

1

Изобретение относится к испытаниям ,цвигатепей внутреннего сгорания (ДВС) :и может быть лспояьзовано цпя напацiffl, регушфования, аиагностики цвигате- лей, . Известны способы нндишфонания ДВС закпючающлеся в том, что измеряют внутришгщппфовое цавпение при помощи цатчиса цавпезшя, связанного с 1шшгац ром через соецинитепьный лере . цаш цавпения 1 .

Эти способы облегчают инцншфова гяе за счет возмояшости быстрой уста HOBiffi датчика давления на цвигатепе. Однако, наличие иноихсаторного канала, часто достИгающего ддины мм по технологическим пр1гаинам, сущест венно сш1жает точность передачи сил нала давления (icaK по амшштуде, так :и по фазе), в силу возникновегшя различных погрешностей из-за малой собственной частоты колебаш1й столби газа в канале, конеч:ной скорости звука в канале, ннершж столба газа. В этих сл чаях для внесения необходимых поправок к измеренным веш-гч1шам используют раздачные экширичес1дае формулы, ко Topbte носят приблиз.ителы-1ьтй характер и требуют сложных вычислений.

Наиболее 6nii3idcvi к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ 1шаиш1ровашш цвигатепя внутреннего сгорания, за1сщочаю1Ш1йся в том, что замеряют внутриш гашцровое давпе}ше при помоши цавпешгя, связанного с цилвм№ром через соешиштельный канал перецаЩ1 давлеш1я, причем канал залолнязот лоадкой средой 2 J,

Вследствие малой сжимаемости мае™ ла известный способ обеспечивает сни кение погрешностей за счет повышения частоты свободных колеба1П1й среды В канале, однако одновременно с этим увет-г-птается погрешность от сип икер- шш среды в канале за счет большой плотности масла и, по той же причине, масса масла, суммируясь с массой, чувст

в1 Етельного элемента датчика, ухудшает его динамические свойства.

Кроме того, известный, способ тре бует длительной подготовки и сложен

(операции заполнения канала и удаления масла), имеет ограниченную область применения (.применим только для вертикальных каналов), существует рпаоность загорания масла в канале, а также его вытекания вследствие вибрации при работе ДВС.

Целью изобретения является повышение точности путем уменьшения иска- жающего действия соединительного ica

Нала.

Поставленная цель достигается, тем, что согласно способу индицирования двигателя внутреннего сгорания, закпк чающемуся в том, что измеряют внутришшиндровое давление при помощи дат чика давления, связанного с цилиндром через соединительный канал передачи давления, причем канал заполняют жидкой средой, в качестве жидкой среды

приюшают газ малой молекулярной маосы, а заполнение канала проводят перед каждым Ш5клом при низком давлении в цилиндре.

В качестве газа малой молукелярной

массы используют гелий.

На чертеже представлена схема предлагаемого устройства для реал зации способа.

К индикаторному каналу 1 двигателя, размещенному в крышке цилиндра 2 крепится датчик 3 давления и патрубок 4 с ответвлением 5, где расположен обратный клапан с седлом 6, шариком 7 и пружиной 8. К обратному

.клапану под давлением по стрелке 9 подводится газ из резервуара, который через обратный клапан на участках цикла ДВС с малым давлением в цилиндре заполняет полость канала, 1.

Перед началом иншширования на работающем двигателе устанавливают датчик 3 давления, а к индикаторному 1шналу 1 подводят под давлением газ, который подают в полость канала 1

в кажцом рабочем цикле ДВС с момента начала инцицирования на участках 1шкла с цавлением в цигаюдре меньше давления подаваемого газа. Поаава& мым в цанном цикле газом вытесняют отработанный газ, поданный ранее и частично смешанный с проаукта ии сгорания. Тем самым поццерживают по стоянство газовой среды в канале и обеспечивают очистку канала от продуктов сгорания.

Предлагаемый способ обеспечивает значительное снижение погрешностей инаишфования.

Увеличивается частота свободных колебаний газа в канале, вычисляемая по формуле ,

где « - скорость звука в канале м/с S - поперечное сечение канала м V.,- объем перед чувствительным, элементом датчика, м t - цлина канала.

Скорость звука может быть определена по формуле, известной из термоцинамики.

c(YKRT ,

где k - показатель.адиабаты;

R - газовая постоянная, Дж

КГК

Т - абсолютная температура газа, К .

Тогда Изменение собственной частоты при заполнении канала гелием (ог по сравнению с воздухом ( f ,,„ ) при прочих {завных условиях составит

..EV-or

da

OB

Приняв цля гегшя К2 1,67;

Рр 2076 Дж/кг к, для воздуха Кп 1,4; RR 284 Дж/кг к получим

ог ... fo И,4.284 - Одновременно с этим происходит снижение погрешности сил инершш столба газа, вычисляемой по формуле

р - плотность среды в канале кг/м;

где

В - длина канала,м ; - ускорение среды в канале,м/с, плотность гелия оказывается в одинаковых условиях в 5-6 меньше плотности воздуха, по той же причине столб гелия не оказывает существенного влияния на характеристики датчика давле1а1я.

Умоньшаегся фазовый сдвиг инднкагорной диаграммы, оьусловленный конечной скоростью звука в среде канала и вычисляемой по формуле.

.-,

где п - частота вращения коленчатого Вала двигателя об/мин. При подаче гелия в полость канала погрешность уменьшается пропорционально увеличению скорости звука.

iO,33,

,

dr6

т.е. фазовый сдвиг диаграммы уменьшается в 3 раза.

Предлагаемый способ обеспечивает cyuiecTBeiffloe снижение всех видов погрешностей.