Устройство для управления режимом загрузки дизеля Советский патент 1984 года по МПК G01L3/24 

1 Изобретение относится к двигателестроению и предназначено для управления загрузкой дизелей, оборудованных всережимными центробежными регуляторами частоты вращения, Известно устройство для управления режимом загрузки дизеля. Содержа щее регулятор частоты вращения, грузы которого помещены в электромагнитное поле, создаваемое генератором электромагнитного поля, датчик загрузки и регистрирующий прибор l Известное устройство позволяет регулировать загрузку двигателя в процессе его эксплуатации лишь на тех режимах, при которых грузы центробежного регулятора находятся в области магнитного поля, распределение которого близко к равномерному. .Даже небольшое увеличение расстояния между генератором поля и грузами уменьшает чувствительность устройства к небольшим перемещениям грузов вследствие резкого падения величины магнитной индукции. Кроме того, введение магнитного датчика в полость центробежного регулятора вызывает налипание продуктов износа |из магнитных, материалов и, следовательно, искажение сигнала, что обусловливает уменьшение точности определения режима загрузки и увеличение расхода топлива в процессе эксплуатации. Цель изобретения - повышерше точности устройства. Поставленная цель достигается тем, что устройство для управления режимом загрузки дизеля, содержащее регулятор частоты вращения, грузы которого помещены в электромагнитно поле, создаваемое генератором элект ромагнитного поля, датчик загрузки и регистрирующий прибор,-дополнител но содержит частотомер, измеритель амплитуды и анализатор с двумя входами и выходом, а генератор электро магнитного поля выполнен в виде генератора СБЧ с двумя выходами, снаб женного активным элементом для выде ления низкочастотной части сигнала, причем датчик загрузки выполнен в виде приемопередающей антенны, соед ненной с первым выходом генератора СВЧ, второй выход которого соединен с частотомером и с измерителем амплитуды, выхода которых подключены к входам анализатора, соединенного 0 своим выходом с регистрирующим прибором. Кроме того, анализатор содержит последовательно соединенные перемножитель, блок памяти и делитель, причем оба входа анализатора подключены к перемножителю и один из них связан с делителем, выход которого подсоединен к выходу анализатора. На чертеже представлена структурная схема устройства. В корпусе регулятора 1 вращаются грузы 2 центробежного регулятора. Генератор 3 СВЧ содержит активный элемент 4 и связан с датчиком загрузки, который выполнен в виде приемопередающей антенны 5., Антенна 5 служит для облучения электромагнитными волнами СВЧ диапазона грузов 2 центробежного регулятора 1 и приема отраженного сигнала. Генератор 3 СВЧ вырабатывает СВЧ колебания и работает в режиме автодинного приемника. Частотомер 6 измеряет частоту низкочастотного сигнала, а измеритель 7 амплитуды его амплитуду. Анализатор 8 сравнивает значения ;частотыи амплитуды с эталонными значениями и состоит из перемножите- ля 9, перемножающего значения частоты и амплитуды, блока Ю памяти, хранящего эталонные величины, соответствую1Щ1е характеристикам движения грузов 2 центробежного регулятора на режимах с минимальным расходом топлива, делителя 11, в котором определяется отношение реальных значе- 1.ЛЙ к эталонным. Степень загрузки дизеля контролируется регистрирующим прибором 12. Известно, что расход топлива дизельным двигателем может быть существенно снижен путем выбора соответствующих эксплуатационных режимов. Дизель Может развивать одну и ту же мощность в широком диапазоне частот вращения. При этом каждой частоте вращения будет соответствовать определенный расход топлива. Для каждого значения мощности имеется единственный режим с минимальным расходом топлива который определяется как точка пересечения линии постоянной мощности и линии минимальных удельных расходов. Для каждого режима работы эта точка характеризуется определенным соответствием частоты вращения коленчатого вала и величины раскрытия грузов. В результате сравнения этих параметров с их эталoнны в знaчeния м возможна оптимизация режима загрузки дизеля. Устройство работает следующим образом. Приемопередающая антенна 5 напра ляет поток электромагнитной энергии создаваемой генератором 3 СВЧ, на грузы регулятора 2. Отраженные и промодулированные по закону движени грузов 2 электромагнитные волны при маются антенной 5 и передвигаются в генератор 3 СВЧ, работающий в режиме автодииного приемника. Низко частотный сихнал выделяется на активном элементе 3 и подается на час тотомер 6 и измеритель 7 амплитуды. Частота этого сигнала определяется частотой вращения коленчатого вала двигателя, передаточным числом и количеством грузов 2 центробежного регулятора 1. Частотомер 6 измеряет сигнала и преобразует ее .в частоту вращения коленчатого вала. Амплитуда отраженного сигнала опред ляется как величиной раскрытия грузов, так и частотой зондирующего сигнала. Кроме того, она зависит .. от величины фазового сдвига волны, определяемого длиной линии передает СВЧ энергии и расстоянием между антенной 5 и поверхностью грузов 2. Частота генерации и фазовый сдвиг выбираются из условия линейной зависимости амплитуды сигнала от вели чины раскрытия грузов. Измеритель 7 амплитуды измеряет величину раскр тия грузов 2. С частотомера 6 и измерителя амплитуды 7 сигналы подают ся на входы анализатора 8 соответственно. Сигнал с входов анализатора 8 поступает на перемножитель 9. Произ ведение частоты вращения коленчатого вала на величину раскрытия грузов, определяющее загрузку дизеля, подается в блок 10 памяти, где заложены эталонные сигналы дри которых расход топлива минимален на эксппуатационных режимах При поступлении на вход сигнала, соответствующего реальной нагрузке по мощности, на выходе блока 10 памяти появляется сигнал, соответствукгщий частоте вращения коленчатого вала, при которой расход топлива на этой мощности минимален. Этот сигнал аостуцает на вход делителя II, на другой вход которого подается , соответствуюший реальной частоте вращения коленчатого вала. По соотношению этих сигналов регулируется загрузка дизеля путем изменения передаточного отношения коробки передач дизеля и положения рычага управления регулятором. Степень загрузки дизеля контролируется регистрирующим прибором 12. Использование предлагаемого устройства позволяет оптимизировать загрузку дизеля на всех решмах эксплуатации. Кроме того, использование электромагнитного излучения СВЧ диапазона позволяет отказаться от элементов, свойства которых изменяются в процессе эксплуатации, что повышает надежность устройства и позволяет применять его для регулирования загрузки дазелей со всеми типами центробежных регуляторов. Так как электромагнитное поле модулируется движущимися грузами независимо от материала, из которого они изготовлены, устройство может быть использорано для управления загрузкой дизелей, оборудованных центробежными регуляторакм с грузами из немагнитных .материалов.

I g 1

10

i

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ РЕЖИМОМ ЗАГРУЗКИ ДИЗЕЛЯ, содержащее регулятор частоты вращения, грузы которого помещены в электромагнитное поле, создаваемое генератором электромагнитного поля, датчик . загрузки и регистрирующий прибор, о т л и ч а ю щ е ее я тем, что, с целью повьшения точности, оно дополнительно содержит частотомер, измеритель амплитуды и анализатор с двумя входами и выходом, а генератор электромагнитного вьшолнен в виде генератора сверхвысокой частоты (СЕЧ) с двумя выходами, снабжённого активным элементом для выделения низкочастотной части сигнала, хгричем датчик загрузки выполнен в виде.; приемопередающей антенны соединенной с первым выходом генератора СВЧ, второй выход которого соединен с частотомером и с измерителем аншштуды, выходы которых подключеш к входам Ш1ализатора, соединенного ; своим выходом с регистрирующим-прибором. - 2. Устройство по П.1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что анализатор содержит по слеповат ельно со еди ненные W перемножитель, блок памяти и делитель, причем обавхода анализатора С подключешл к перемножителю и один из них связан с делителем, выход которого подсоединен к выходу анализатора.f 4j О5 00