Способ измерения эффективной работы машины и устройство для его осуществления Советский патент 1984 года по МПК E02F3/16 G07C5/08 

2, Устройство для измерения эффективной работы машшгы, содержащее датчик звукового давления, аттенюатор и регистратор, отл t чающее с я тем, что оно снабжено логарифмическим усилителем, 1шючами, пороговым элементом, стробатором, пиковым детектором и преобразователем напряжение - частота, выход датчика звукового давления соединен с входом логарифмического усилителя, выход которого соединен через пороговый элемент с входом стробатора и через аттенюатор .с входом первого ключа, выход которого соединен через пиковый детектор с входом преобразователя напряжение частота., выход которого через второй ключ подключен к входу регистратора, первый, второй и третий выходы стробатора подключены к управляюшлн входам соответственно первого . ключа, пикового детектора и второго ключа.

., Способ измерения эффективной работы машины, например дорожно-строител ьной , вклю ающий определение разности нагрузки на двигатепь внутреннего сгорания машины в единицу времени при выполнении машиной полезной работы и на холостом ходу, причем величину нагрузки на двигатель внутреннего сгорания машины определяют путем интегрирования давления в надпоршневом пространстве двигателя внутреннего сгорания машины, о .т л и ч а га щ и и с я тем, что, с целью упрощения процесса измерения и выполнения его дистанционно в производственных условиях, величину давления в надпоршневом пространстве двигателя внутреннего сгорания машины определяют по пиковым значениям уровней звукового давления шума выхлопа, создаваемого двигателем внутреннего сгорания машины. Nm

Изобретение относится к дорожностроительным машинам, оборудованным силовой установкой в виде двигателя внутреннего сгорания, и направлено н повьпление эффективности эксплуатации данных машин.

Известен способ оценки эффективности работы машины путем измерения фактического времени работы машины и сравнения фактического времени с плановым.на длительном элемен,те СП.

Недостатком этого способа является низкая точность измерения эффективности работь 5так как не учитывается полезная нагруженность машины.

Известно также устройство для оценки эффективной работы дорожностроительной машины, содержащее блок измерения нагрузки на рабочем органе машины и продолжитепьности действия нагрузки, интегратор и регистратор. Эффективная работа машины оценивается по величине мошрости, развиваемой машиной на ее рабочем оборудо вании С21.,

Недостатком данного устройства . является необходимость оборудования машины встроенными специальными блоками для измерения нагрузок на рабочем оборудовании и продолжительности действия этих нагрузок, что ограничивает возможность широкого использования устройства в условиях эксплуатации.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является способ измерения эффективной работы

2

малины, вкл:очающий определение разности нагрузки на двигатель внутреннего сгорания маштш в единицу времни при выполнении маиГиной полезной работы ц, на холостом ходу, причем величину нагрузки на двигатель внутреннего сгорания машины определяют путем и 1тегрирован я давления в надпоршневом пространстве двигателя внутреннего сгорания машины 31.

Наиболее близким к изобретению является также устройство, содержащее датчик звукового давления, аттенюатор и регистратор Г.

Недостатками известных способа и устройства являются невозможность проведения измерений дистанционно и необходимость оборудования двигателя или тралсмиссии машины спещ альными механизмами.

Целью изобретения является упрощение процесса измерения и выполнение его дистанционно в производственных условиях.

Указанная цель достигается тем, что согласно способу измерения эффективной работы машины, вю-1ючающему определение разности нагрузки на. двигатель внутреннего сгорания машины в единицу времени при выполнении машиной полезной работы и на холостом ходу, причем величину нагрузки на двигатель внутреннего сгорания машины опт еделяют путем интегрирования давления в надпоршневом пространстве двигателя внутреннго сгорания машины, величину давления в надпоршневом пространстве двигателя внутреннего сгорания машины определяют по пиковым значениям уровней звукового давления шума выхлопа, создаваемого двигателем внутреннего сгорания машины. Устройство для измере11ия эффективной работы машины, содержащее датчик звукового давле1 шя, аттенюатор и регистратор, снабжено логарифмическим усилителем, двумя ключами, пороговым элементом, стробатором, пиковым детектором и преобразов телем напряжение - частота, выход датчика звукового давления соединен с входом логариф -1ического усилителя , выход которого соединен через пороговый элемент с входом стробатора и через аттенюатор - с входом первого ютюча, выход которого соединен через пиковый детектор с входом преобразователя напрян ение - частота, выход которого через второй ключ подключен к входу регистратора, первый, второй и третий выходы стробатора подключены к управляющим входам соответственно первого ключа пикового детектора и второго ключа. Способ измерения эффективной работы машины осуществляется следующим образом. Ориентируют датчик звукового дав ления (микрофон на двигатель внутреннего сгорания машины, например устанавливают его у выхлопного коллектора двигателя. Затем производят перемещение машины на холостом ходу со скоростью, равной скорости выпол нения машиной полезной работы, и од новременно измеряют уровни звуковог давления, создаваемого двигателем мапшны. После этого интегрируют уро ни звукового давления, соответствующего холостому ходу машины, произво дят перемещение машины с одновременным выполнением полезной работы, например копанием грунта, и измеряют уровни звукового давления, создавае мого двигателем мащины, интегрируют уровни звукового давления, соответствующего выполнению машиной полезной работы, и сравнивают с уровнями звукового давления, соответствующего xoлocтo ry ходу машины. По разности уровней звукового давления определяют всличиггу эф(1)ективной работы машины. bin фиг. 1 показана блок-схема устройства для измерения эффектив4 4 ности работы машины; на фиг. 2 эпюры напряжений в характерных точках блок-схеМ)1; на фиг. 3 - номограмма зависимости амплитуды звукового давления от нагрузки на двигателе внутреннего сгорания, иллюстрируюс ая пример осуществления способа. Устрор ство для измерения эффективной работы машины содержит датчик 1 звукового давления, например микрофон, ориентированный на двигатель . внутреннего сгорания машины. Микрофон 1 соединен через логарифмический усилитель 2 с аттенюатором 3 (входныь делителем, который через ключ 4 связан с последовательно соединенными пиковым детектором 5, и преобразователем 6 напряжение - частота. На выходе преобразователя 6 установлен ключ 7, соединенный с регистратором 8, например счетчиком импульсов или частотомером. Ключи 4 и 7 и детектор 5 связаны со стробатором 9, который через пороговое реле 10 соединен с выходом усилителя 2. Измерение эффективной работы машины осуществляется с помощью данного устройства следуюищм образом. Датчик 1 устанавливагот у выхлопного коллектора двигателя внутреннего сгорания дорожно-строительной машины, которую перемещают на холост-ом ходу со скоростью, равной скорости выполнения машиной полезной работы, например, на 1-й передаче.Датчик 1 преобразует шум выхлопа двигателя в электрические колебания, которые поступают через усилитель 2 на аттенюатор 3, обеспечивающий в данном случае максимальный уровень сигнала. На выходе аттенюатора 3 электрический сигнал носит непрерывный характер с изме 1яющейся во времени амплитудой (эпюра А, фиг. 2). Одновременно с выхода усилителя 2 электрический сигнал поступает на пороговое реле 10, которое срабатывает при заданных: значениях сигнала, включая стробатор 9, управляющий дeйcтв eм ключей 4 и 7 и пикового детектора 5. С аттенюатора 3 сигнал поступает на ключ 4, время открытия которого задается стробатором 9 (эпюра Б, фиг. 2). На выходе ютюча 4 сигнал представляет собой видеоимпульс с изменяющейся во времени амплитудоГг (эпюра В, фи1.2К

В таком виде сигнал поступает в пиковый детектор 5, который выделяет его огибающую и запоминает ее максимальное значение (эпюра Г, фиг.2). Хранение каждого максимального значения амплитуды происходит в пиковом детекторе 5 до поступления сбрасывающего сигнала, который поступает от стробатора 9 (эпюра Д, фиг. 2). Далее сигнал поступает в преобразователь 6, где происходит амплитудно-частотное преобразование амплитудных значений огибающей в серию импульсов (эпюра Е, фиг, 2). Частота импульсов на выходе преобразователя 6 увеличивается с ростом амплитуды сигнала на пиковом детекторе 5. Серия импульсов поступает на вход ключа 7, время открытия которого определяет стробатор 9 (эпюра Ж, Фиг. 2).

Полученное на выходе ключа 7 число импульсов в пакетах одинаковой продолжительности (эпюра cf, фиг. 2) прямо пропорционально амплитуде звукового давления выхлопа, измеренного в логарифмических единицах ОБ) и обратно пропорционально частоте вращения двигателя внутрен :его сгорания машины.

Таким образом, полученное количество импульсов характеризует нагрузку на двигатель внутреннего сгорания при определенной частоте его вращения. Регистратор 8 суммярует количество импульсов за единицу времени, например в секунду, тем самым, измеряя развиваемую двигателем мощность.

Регистрация количества импульсов за любой промежуток времени характеризует проделанную двигателем за этот промежуток работу, эквивалентную нагрузке, на двигатель. Пороговое реле- 10 обеспечивает работу стробатора 9 с частотой рабочих циклов двигателя внутреннего сгорания, прямо пропорциональной частоте звуковых импульсов, излучаемых двигателем при работе.

Зарегистрированное количество импульсов определяет работу холостого хода машины. Затем производится перемещение машины с одновременным

выполнением полезной работы, например копанием )рунта, с той же скоростью на )-и передаче 5 с помош.ью аттенюатора 3 произво; ;ится уменьшение злектричес;кого сигнала, подаваемого на ключ 4, на величину, зарегистрированную для холостого хода, и регистратор 8 измеряет аналогичным образом количество импульсов, эквивалентное дополнительной нагрузке на двигатель ддя совершения э4Лективной работы. По величине эффективной работы, совершаемой двигателем машины, измеряется эф(})ективная

5 работа, совершаемая машиной в целом в конкрет Пз1х условиях эксплуатации. Сравнение развиваемой двигателем машины, эффективной мопц-юсти с нормативны ш значениями позволяет опреде0 лить степень загрузки машины и КПД ее использования в данных условиях , эксплуатации. Величина со.вершаекой в единицу времени эффективной работы позволяет оценит) уровень технического совершенства машины и соответствие ее технических параметров условиям эксплуатации.

Использование предлагаемых спэсоба измерения эс}х{)ективпой работы

машины и устройства для его осуществления позволяет существенно упростить процесс измерения по сравнению, на.пример, с тeIlЗoмeтpичecки и испытаниями или определением эффективной работь по конечной выработке машины - обьемз перемещеньгого в единицу времени грунта и т.п. и повысить точность измерения по сравнению с оценкой по расходу топлива. В целом точность измерения существенно увеличивается за счет возмож ости определения эффективной работы машины на любом отдельном этапе совершаемых ею рабочих операций. Оперативное измерение эффективной работы дорожно-строительной машины в конкретных условиях эксгазуатации позволяет определить степень использования моя1;ности двигателя гalлины по сравнению с номинальной, а при испытаниях эталонной машины - с высокой точностью определить HOPND выработки , для далных условий эксплуатации.

М,кгн 45