Устройство для определения нагрузки дизеля Советский патент 1984 года по МПК G01L3/24 

Изобретение относитсй к области измерения физических величин и може быть использовано для контроля и ре гулирования нагрузки дизеля. Известны устройства для определе ния нагрузки дизеля, содержапще инд тивный датчик нагрузки, связанный с дозирующим органом топливного насоса, и тахометрический датчик частоты вращения вала дизеля Ul J. Недостаток известных устройств з ключается в наличии механической св зи датчика нагрузки с дозируюпщм ор ганом топливного насоса, что приводит к нарушению статическойи динамической характеристик топливопода чи. Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство для контроля нагрузки дизеля содержащее индукционный датчик, расположенный возле грузов центробежного регулятора топливоподачи и соединенный через выпрямитель с регистрирующим прибором 2 . Известное устройство не пригодно для определения нагрузки дизеля на частичных скоростных режимах, так как напряжение, поступаюп ее от датчика через выпрямитель на регистрирующий прибор, зависит не только от нагрузки, но и от частоты вращения вала дизеля. Целью изобретения является повышение точности измерения нагрузки дизеля в широком диапазоне скоростных режимов. Указанная цель достигается тем, что в устройство для определения нагрузки дизеля, содержащее индукционный датчик, установленный с возможностью магнитного взаимодействия с грхзами центробежного регулятора топ ливоподачи и соединенный последовательно через усилитель с выпрямителем, и регистратор, введены yci-шитель-ограничитель, электронный ключ и операционный усилитель с конденсатором в цепи отрицательной обратной связи, причем въжор. датчика последов тельно через усилитель и усилительограничитель соединен с входом электронного ключа, выход которого подкл чен параллельно конденсатору в. цепи отрицательной обратной связи опера ционного усилителя, лри этом вход операционного усилителя с конденсатором в цепи отрицательной обратной связи подключен к выходу вьшрямителя соединенного с усилителен, а выход к регистратору. На чертеже изображена принципиальная схема устройства. Устройство содержит индукционный датчик 1, расположенный в корпусе центробежного регулятора 2 топливоподачи, усилитель 3, выпрямитель 4, усилитель-ограничитель 5, электронный ключ 6, выходной каскад 7,, содержащий операционный усилитель 8 с конденсаторам 9 в цепи отрицательной обратной связи, и регистратор- 10. Выход датчика 1 соединен с усилителем 3, выход которого подключен к входам выпрямителя 4 и усилителяограничителя 5. Выход усилителя-ограничителя 5 соединен с входом электронного ключа 6, выход которого подклю- чен параллельно конденсатору 9 в отрицательной обратной связи операционного усилителя 8, вход которого соединен с выходом выпрямителя 4, а выход с регистратором 10. Центробежный регулятор 2 содержит грузы 11, соединенные через двуплечий рычаг 12 с дозируюпщм органом 13 топливоподачи и с пружиной 14, второй конец которой прицеплен к рычагу 15 управления скорост -гь м режимом дизеля. Усилитель 3 содержит операцио.нный усилитель 16, к дифференциальным входам которого подключены резисторы 1719, а в цепи отрицательной обратной связи включен резистор 20, Выходоперационного усилителя 16 через разделительный конденсатор 21 соединен с входом выпрямителя 4 и усилителяограничителя 5. Вьшрямитель 4 содержит операционньш усилитель 22 с резистором 23 в цепи отрицательной обратной связи. К инвертирующему, входу операционного усилителя 22 подключены резисторы 24 и 25 и диод 26, к прямому входу one- рационного усилителя 22 - резисторы 27-29 и диод 30, который включен в обратной полярности по отношению к диоду 26, К выходу операционного усилителя 22 подключен резистор 31 к конденсатор 32. Усилитель-ограничитель 5 состоит из операционного усилителя 33, инвертирующий вход которого соединен через резистор 34 с общим проводом схемь:, а через фильтр, состоящий из резисторов 35 и 36 и конденсатора 37 с выходом усилителя 3. К прямому. входу операционного усилителя 33 подключей резистор 38, а в цепь отрицательной обратной связи включен резистор 39. Электронный ключ 6 содержит транз сторы 40 и 41, конденсатор 42 и резистору 43-45. База транзистора 40 через конденсатор 42соединена с выходом усилителя-ограничителя 5, а через резистор 3-е источником пит ния -9 В. Коллектор транзистора 40 соединен с общим проводом схемы, а эмиттер - с базой транзистора 41. База транзистора 41 соединена через резистор 45 с источником питания +9В ичерез резистор 44 с источником пита ння -9 В. Коллектор и эмиттер тран.аистора 41 подключены параллельно конденсатору 9 в выходном каскаде 7. Выходной каскад 7 содержит операциоуный усилитель 8 с конденсатором 9 в цепи отрицательной обратной связи, резисторы 46-48 и конденсатор 49 Через резистор 46 инвертирующий вход операционного усилителя 8 соединен с выходом выпрямителя 4, а через резистор 47 прямой вход соединен с об- щим проводом схемы. Выход операционного усилителя 8 соединен с фильтром состоящим из резистора 48 и конденса тора 49. Параллельно конденсатору 49 включен регистратор 10. Устройство работает следующим образом. При мелькании грузов 11 центробеж ного регулятора 2. возле датчика 1 в. катушке датчика индуцируется переменное напряжение, амплитуда которого прямо пропорциональна частоте вра щения вала дизеля и обратно пропорци ональна его нагрузке, определяемой углом ct раскрытия грузов 11. Это напряжение через усилитель 3 и разделительный конденсатор 21 поступает на входы выпрямителя 4 и усилитёля-ограничителя 5, Вьтрямитель 4 вьщеляет из поступающего к нему переменного напряжения постоянное напряжение положительной полярности, которо после сглаживания на конденсаторе 32 поступает через резистор 46 на инвертирующий вход операционного усилителя 8. Усилитель-ограничитель 5 преобразует поступающее к нему переменное напряжение синусоидального вида в выходящие из него и шульсы прямоугольной формы, частота следования. которых пропорциональна, а продолжительность - обратно пропорциональна чартоте вращения вала дизе- ля. Выходные импульсы усилителя-огра ничителя 5, пройдя через транзистор 40, конденсатор 42 и резистор 43 ключа 6, превращаются в прямоугольные импульсы некоторой малой постоянной длительности. Эти импульсы через резистор 44 поступают на базу транзистора 41, который в момент подачи импульса открывается и .через свое сопротивление эмliттep-кoллeктop разряжает конденсатор 9. . После окончания импульса транзистор 41 закрывается, и происходит постепенный заряд конденсатора 9 током в цепи отрицательной обратной связи операционного усилителя 8, пока очередкой импульс не разрядит конденсатор. Таким образом, напряжение на конденсаторе 9 периодически пило- . образно изменяется с частотой, прог порциональной частоте вращения вала дизеля. Это обуславливает такое же пилообразное изменение напряжения на выходе операционного усилителя 8. Амплитуда этого напряжения, зависящая от частоты разрядов конденсатора 9, оказьшается обратно пропорциональной частоте вращения вала дизеля. Поскольку значение постоянного напряжения на инвертирующем входе усилителя 8 прямо пропорционально частоте вращения вала дизеля и обратно пропорционально нагрузке, итоговое значение напряжения на вькоде усилителя 8 зависит только от нагрузки и не зависит от частоты вращения вала дизеля. Пилообразное выходное напряжение усилителя 8 сглаживается фильтром, состоящим из резистора 48 и еьшости 49, и поступает к регистратору 10. При повороте головки рычага 15 вправо происходит уменьшение натяжения пружины 14, пониженное усилие которой уравновешивается центробежной силой грузов 11 при уменьшенной частоте вращения вала дизеля. Тогда исходной нагрузке, дизеля, определяемой одним и тем же углом с раскрытия грузов 11, соответствует пониженное напряжение датчика 1. Однако увеличивающийся при этом коэффициент усиления операционного усилителя 8 компенсирует снижение напряжения датчика 1,. и напряжение, поступающее к регистратору 10, остается неизменным. Устройство штзволяет, в отличие от базового, определить нагрузку дизеля не только на основном, но и на частичных скоростных режимах.

Т , S

.„/.

tS го I

.. /.L.

о-И/ УКЛА/ПППГ1

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ НАГРУЗКИ ДИЗЕЛЯ, содержащее индукционный датчик, установленный с возможностью магинтного взаимодействия с грузами центробежного регулятора топливоподачн и соединенный последовательно через усилитель с выпрямителем, и регистратор, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения нагрузки дизеля в широком диапазоне скоростных режимов, в него введены усилитель-ограничитель, электронный ключ и операционный усилитель с конденсатором в цепи отрицательной обратной связи, причем выход усилителя через усилитель-ограничитель соединен с входом электронного ключа, выход которого подключен параллельно конденсатору в цепи отрицательной обратной связи операционного усилителя, при этом вход операционного усилителя с конденсатором в цепи отрицательной обратной связи подключей к выходу вьшрямителя, соединенного с усилителем, а выход - к регистратору.