Устройство для сигнализации загрузки дизеля Советский патент 1983 года по МПК G01L23/22 

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к устройствам для опрецепения загрузки двигателя внут реннего сгорания. Известно устройство цлн сигналиаа ции загрузки дизеля, содержащее индикатор загрузки с тремя входами, датчик положения ограничителя подачи топлива и схему регистрации 1 . Однако известное устройство харак- теризуется недостаточно высокой точностью определения степени загрузки дизеля, обусловленной рядом субъективны и объективных причин, определяющих недогрузку и перегрузку двигателя. Частота мигания светового сигнала и фиксированное время его задержки неоннознач- но определяют степень загрузки дизеля и его оптимальный режим работы из-за многообразия и изменчивости эксплуатационных факторов. В условиях реальной эксплуатации дизеля при случайном неустановившемся характере его нагрузки фиксированное задание величины задержки сигнала датчика приводит к значитель ным ошибкам в работе устройства, а также в действиях тракториста. Следовательно, известное устройство, в основе которого заложен принцип постоянной задержки сигнала по времени, имеет погрешности не только чисто технического (разрешающая способность), но и физического характера (световой сигнал может некоторое время давать ложную информацию). Известно, что максимальная мощность и оптимальная топливная экономичность ди зеля достигается в момент перехода рабочей точки с регуляторной ветви на корректорную. При этом оптимальным будет режи для дизеля в момент касания ограничителя подачи топлива и упора ограничителя. Работа дизеля на корректорной ветви характеристики сопровождается его перегрузкой, а на регуляторной ветви недогрузкой, т.е. по степени изменения оборотов двигателя на регулягорной или корректорных ветвях характеристики момшо судитьо фактической степени отклонения загрузки от оптимального режима. Это обстоятельство характерно для работы двигателя как на номинально так и на частичных режимах. Таким обра зом, только непрерывная регистрация час тоты вращения двигателя в сравнении с номинальной, соответствующей моменту касания ограничителя подачи топлива и упора .ограничителя, позволит наиболее достоверно оценить степень достижения оптимальногд режима загрузки дизеля. Цель изобретения - повышение точности определения степени загрузки дизеля. Поставленная цель достигается тем, что устройство для сигнализации загрузки дизеля, содержащее индикатор загрузки с тремя входами, датчик положения ограничителя подачи топлива и схему регистрации, дополнительно снабжено измерителем частоты вращения дизеля, а схема регистрации состоит из генератора тактовых импульсов, триггера, электронного ключа с двумя входами и выходом, двух элементов памяти, двух блоков умножения, схемы сравнения с тремя входами и двумя выходами, причем генератор тактовых импульсов и датчик соединены соответственно с первым и вторым входами триггера, выход которого соединен с первым входом электронного ключа, второй вход которого соединен с измерителем частоты вращения, а, выход - с вторым и третьим входами схемы сравнения через последовательно соединенные элементы памяти и блоки умножения, первый вход схемы сравнения соединен с измерителем частоты вращения, а оба выхода схемы - с первым и вторым входами индикатора загрузки, третий вход которого соединен с датчиком. На чертеже представлена функциональная схема устройства. Устройство состоит из датчика 1 положения ограничителя подачи топлива, генератора 2 тактовых импульсов, измерителя 3 частоты вращения двигателя, триггера 4, электронного ключа 5, элементов 6 и 7 памяти, блоков 8 и 9 умножения, схемы 10 сравнения, светового и звукового индикатора 11 загрузки. Датчик 1 положения ограничителя подачи топлива представляет собой контактное устройство, соединенное с источником, питания, вмонтированное в регулятор топливного насоса и фиксирующее момент касания упора ограничителя и самого ограничителя подачи топлива. При замыкании контактов датчика 1 на вход триггера 4 поступает импульс напряжения. Измери- тель 3 частоты вращения - представляет собой высокочастотный датчик, выходное напряжение которого, пропорциональное частоте вращения вала двигателя, подается навходы электронного ключа 5 и схемы 10 сравнения.

Световой и звуковой, инцикатор 11 загрузки состоит из сирены и трех , нальных ламп, цвета которых соответствуют недогрузке, оптимальному режиму и перегрузке двигателя.

Устройство работает следующим образом.

Если двигатель не загружен, то контакты датчика 1 разомкнуты и на вход триггера 4 импульс не поступает. Триггер остается в первоначальном после включения устройства состоянии, при ко тором на одном из его выходов сигнал отсутствует. По мере загрузки цвщгателй его частота вращения уменыиается, и при достижении оптимального режима ограничитель подачи топлива касается упора, при этом контакты датчика 1 замыкаются и подается импульс напряжения на вход триггера 4 и индикатора 11 загруэки. Триггер принимает второе устойчивое состояние и своим выходным импульсом открывает электронный ключ 5, разрешая тем самым поступление сигнала с измерителя 3 частоты вращения на входы элементов 6 и 7 памяти. Приэтом в световом индикаторе 11 загрузки загорается лампа, соответствующая оптимальной загрузке двигателя.

Зафиксированные в элементах 6 и 7 памяти уровни напряжений, пропорциональные оптимальной загрузке двигателя, поступают на блоки 8 и -9 умножения. -Один из этих блоков (например, блок 8) задает коэффициент умножения меньший единицы (к ), ЧТО соответствует у ро&ню выходного напряжения (L/min) блока 8 соответствующему степени перегрузки двигателя. Другой блок (например, блок 9 зСцает коэффициент умножения больший единицы (к ), что соответствует выходного напряжения ( U jriax блока 9 соответствующему степени недогрузки двигателя. Таким образом, на второй и третий входы схемы 10 сравнения поступают два напряжения, величина одного из которых пропорциональна заниженной частоте вращения двигателя (), а величина другого - пропорциональна, завышенной частоте вращения двигателя ). Одновременно на первый вход

схемы 10 сравнения с измерителя 3 частоты вращения непрерывно поступает напряжение (Уфакт), пропорциональное действительной частоте вращения двигателя в условиях его реальной эксплуатации.

При достижении U(ракт . и ц-цсхема сравнения срабатывает и выдает на своем втором выходе импульс, поступающий на первый вход светового и звукового индикатора 11 загрузки. В нем загорается лампа, соответствукяиая перегрузке двигателя, и издается сигнал сирены, дополнительно напоминающий телю о перегрузке. В случае достижения UgjQkT ;iiax сравнения срабатывает и выдает на выходе импульс поступающий на первый вход индикатора 1 в котором загорается лампа, соотвеч ствующая недогрузке двигателя. Импульсы с генератора 2 постоянно перебрасывают триггер 4 в исходное состояние. Таким образом, генератор 2 позволяет непрерывно корректировать точку оптимальной загрузки двигателя в зависимости от изменяющихся реальных условий работы.

Частота следования тактовых импульсов генератора должна быть соизмерима с усредненной .частотой изменения основных случайных эксплуатационных факторо при работе агрегата. Изменением коэ4н. фициентов умножения (определяющихся реальными условиями эксплуатации) в блоках 8 и 9 умножения устройство настраивается на оптимальный режим работы двигателя в зависимости от характера его нагрузки. Водитель, своевременно реагируя (изменением частоты вращен двигателя, переключателем передач) на загорание ламп, поддерживает работу двигателя, в. наилучшем режиме.

I

Предлагаемоеустройство позволяет повысить точность определения степени загрузки двигателя и комфортабельность условий его обслуживания, свести к допустимому минимуму или исключить полностью работу дизеля в режиме перегрузки.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ СИГНАЛИЗАЦИИ ЗАГРУЗКИ ДИЗЕЛЯ, содержащее индикатор загрузки с тремя входами, датчик положения ограни ителя подачи топлива и схему регистрации, отличающееся тем, что, с целью повыщения точности определения степени загрузки, оно дополнительно снабжено измерителем частоты вращения дизеля, а схема регистрации состоит из генератора тактовых импульсов, триг гера, электронного ключа с двумя входами и выходом, двух элементов памяти, двух блоков умножения, схемы сравнения с тремя входами и двумя выходами, причем генератор тактовых импульсов и дат чик соединены соответственно с первым И вторым входами триггера, выход которо- . го соединен с первым входом электронного ключа, второй вход которого соединен с измерителем частоты вращения, а вькоц - с вторым и третьим входами схе-. мы сравнения через последовательно соединенные элементы памяти и блоки умi ножения, первый вход схемы сравнения соединен с измерителем частоты вращения, (Л а оба выхода схемы - с первым и вторым входами индикатора загрузки, третий вход которого соединен с датчиком.