Устройство для измерения среднего индикаторного давления в цилиндрах поршневых машин Советский патент 1985 года по МПК G01L23/08 

1 Изобретение относится к измерительной технике, а именно к устрой ствам для определения величины сред него индикаторного давления в цили драх поршневых машин. По основному авт. св. № 75789 известно устройство для измерения среднего индикаторного давления в цилиндрах поршневых машин содержащее вычислительный бпок один вход которого подключен к преобразовател угла поворота коленчатого вала, а другой через усилитель подсоединен к преобразователю давления в цилиндре, интегрирующее звено, выход кот рого соединен с регистрирующим устройством, масщтабный усилитель и блок управления, состоя1Щ1й из формирователя импульсов, элемента И, счетчика импульсов, индикатора- окон чания измерения, триггеров останова и управления с раздельными входами счетного триггера, реле останова, реле управления, переключателя и шины Сброс, причем вход масштабного усилителя подключен к выходу вычислительного блока, а выход масштабного усилителя через два последовательно включенных за1-1ыкающих контакта реле управления и реле останова подсоединен к входу интегрирующего звена, выход которого со динен с входом через размыкающие контакты реле управления, при этом преобразователь угла поворота колен чатого вала выполаен в виде последовательно соединенных синусо-косинусного вращающегося трансформатора и демодулятора, а его выход через размыкающие контакты переключателя подсоединен к входу формирователя импульсов, выход которого соединен с одним входом элемента И, а выход элемента И подключен к входу счетчи ка импульсов, установочизй вход которого соединен с установочным единичным входом счетного триггера, с единичными входами триггеров оста нова и управления и через замыкающие контакты переключателя с шиной Сброс, причем выход счетчика импул сов подключен к нулевому входу триг гера останова, нулевой выход которо го подсоединен к индикатору окончания измерений, а единичный выход к реле останова и к другому входу элемента И, при этом нулевой выход триггера управления соединен с третьим входом элемента И и с реле уп42равления, а нулевой вход подключен к импульсному выходу счетного триггера, счетный вход которого соединен с выходом формирователя импульсов т. Недостатком известного устройства является то, что оно предназначено для индицирования в одном режиме работы только одного из цилиндров и измерение величины среднего индикаторного давления производит|ся без разделения.рабочих циклов и насосных ходов двигателя. Кроме того, точность измерения среднего индикаторного давления с помощью этого устройства зависит от точности установки верхней мертвой точки поршня в цилиндре двигателя, которая осуществляется с помощью других, более грубых методов, Цель изобретения - повышение точности измерения среднего индикаторного давления в цилиндрах поршневых машин и расширение функциональных возможностей устройства путем обеспечения возможности измерения среднего индикаторного давления раздельно по рабочим циклам и насосным ходам Б нескольких цилиндрах двигаПоставленная цель достигается тем, что в устройство для измерения среднего индикаторного давления в цилиндрах поршневых машин введены дополнительные преобразователи давления по числу цилиндров, переключатель каналов, сдвоенный переключатель режима работы, пороговый усилитель, второе интегрирующее звено, переключатель измерений, электронный коммутатор, причем неподвижные контакты переключателя каналов подсоединены к выходам преобразователей давления, а подвижный контакт - к подвижному контакту первого направления переключателя режима работы, первый неподвижный контакт этого переключателя подсоединен к входу усилителя сигналов преобразователей давления, а второй - к пороговому усилителя, выход которого подсоединен к второму неподвижному контакту второго направления переключателя режима рабо-ты, первый контакт которого соединен с выходом усилителя сигналов преобразователей давления, а неподвижный - с первым входом вычислительного блока, при этом выход масштабного усилителя через

3

два последовательно включенных за мыкающих контакта реле блока управления и электронный коммутатор подключен параллельно к входам двух интегрирующих звеньев, выходы которых подсоединены к неподвижным контак там переключателя измерений, подвижный контакт которого соединен с регистрирующим устройством, при этом управляющий вход электронного ком мутатора соединен с выходом форми:рователя импульсов

На чертеже представлена функциональная схема устройства.

Устройство содержит преобразователи 1 давления в цилиндрах двигателей Гканалах в электрический сигнал, усилитель 2, преобразователь 3 .угла поворота коленчатого вала, выполненный в виде последовательно соединенных синусо-косинусного вращающегося трансформатора 4 и демодулятора 5, вычислительный блок 6, масштабный усилитель 7, два интегрирующих звена 8, регистрирующее устройство 9, блок управления, включающий в себя формирователь 10 импульсов, элемент И И, счетчик 12 импульсов, триггер 13.останова с раздельными входами, индикатор 14 окончания измерения, реле 15 останова с замыкающими контактами 6, реле 17 управления с замыкаю1цими 18 и раз№1|кающими 19 контактами, триггер 20 управления с раздельными входами, счетный триггер 21, переключатель 22, шину Сброс 23, переключатель 24 информации с цилиндров каналов), двунаправленный переключатель 25А, 25Б режима работы и пороговый усилитель 26, предназначенные для обеспечения режима установки верхней мертвой точки поршня, электронный коммутатор 27, выполненный по ключевой схеме и предназначенный для подключения того или другого интегрирующего звена в соответствии с тактом работы двигателя, переключатель 28 измерений.

Устройство работает следующим образом.

В положении § переключателя 25А, 25Б режима работы на один из входов вычислительного блока 6 поступает электрический сигнал, пропорциональный давлению в том цилиндре двигателя,к преобразователю давлени которого переключателем 24 каналов подключен усилитель 2, а на другой

1386744

.вход вычислительного блока 6 поступает электрический сигнал, пропорциональный углу поворота коленчато го вала двигателя.

, Вычислительный блок 6 вычисляет нелинейную зависимость между объемом цилиндра двигателя и углом поворота коленчатого нала

Itc fi

JJR/ t/

((-cosuiV---(l-cosflbV-, 44 с j

где Y - действующий объем цнлиНдргГ двигателяJ

О диаметр цилиндра двигателя,

R - радиус кривошипа}

oi - угол поворота коленчатого

Banaj

о - длина шатуна; 1 - угол отклонения оси шатуна 0 от оси цилиндра;

Vj- объем камеры сжатия, и производит вычисления функции

t п

rPtir

5 где Р - действующее давление в

цилиндре двигателя. I

С цгпью повышения точности измерения среднего индикаторного давления оно усредняет за tl тактов работу двигателя, для чего выход вычис- лительного блока 6 подключен к мае-штабному усилителю 7 с коэффициентом передачи 1/Л.

Выходной сигнал интегрирунщих 5 звеньев 8 равен среднему индикаторному давлению за п тактов работы двигателя

Pr-rrlMv,

40 где Vf, - рабочий объем цилиндра.

Сигнал, соответствуюи1ий значению Р , подается через переключатель измерений 28 на регистрирукяцее устройство 9.

5 Для синхронного.начала работы интегрирующих звеньев и начала подсчет та тактов работы двигателя, для прекращения поступления электрического сигнала на вход интегрирующего iO звена через п тактов работы двигателя j для разделения рабочих циклов и насосных ходов устройство снабжено блоком управления,

Блокуправления работает следую- 55 щим образом.

Перед началом измерений, установив переключатель 22 в положение . Сброс, оператор подает сигнал с шины Сброс 23 на соответствующи входы триггеров 13, 20, 21 и разряды счетчика 12, приводя их в исходное состояние. После этого с триггера 13 останова поступает сигнал на реле 15 останова и оно срабатывает, замыкая замыкающие контакты 16 и тем самым подготавливая поступление электрического сигнала на входы интегрирующих звеньев 8. Оновременнно сигнал с триггера 1,3 Поступает на вход элемента И 11, подготавливая его к прохождению импульсов с формирователя 10, Интегрирующие звенья 8 в это вре мя находятся в заблокированном состоянии, так как обратная связь накоротко замкнута контактами 19, всл ствие чего сигнал,, поступающий на регистрирующее устройство 9, равен нулю. При подаче сигнала Сброс устройство находится в исходном сос тоянии. Начиная измерение Р- , оператор устанавливает переключатель 22 в по ложение Пуск и сигналы преобразов теля угла поворота коленчатого вала 3, преобразованные формирователем 10 в импульсы,-соответствующие пово роту коленчатого вала от О до 180 поступают на вход схемы И 11, на счетный вход триггера 21 и на управ ляющий вход коммутатора 27. После прихода очередного импульса с формирователя 10 счетный триггер 21 выдает сигнал Перенос, который опрокидывает триггер 20 управления и на реле 17 управления поступает сигнал. Реле 17 срабатывает, замыкая контакты 18 и размыкая контакты 19, после чего электрический сиг нал с вычислительного блока 6 через масштабный усилитель 7 и коммтутор 27 поступает на вход разблокированных интегрирующих звеньев 8. Одновременно сигнал с триггера 2 приходит на элемент Н 11, разрешая прохождение импульсов с формировате ля 10 на вход счетчика 12. Поступая на управляющий вход ком мутатора 27, сигналы формирователя 10 импульсов, соответствующие ра бочим циклам и насосным ходам, подключают вход коммутатора 27 то к од ному, то к дру1ому интегрирующему звену 8, Таким образцом на одном из интегрирующих звеньев 8 в процессе измерений накапливается информация соответствующая рабочим циклам двигателя, а на другом - информация, соответствующая его насосным ходам. Количество разрядов счетчика 12 импульсов определяется числом тактов П работы двигателя, за которое измеряется Р, . После прихода на счетчик 12Ц-ГО импульса, он выдает сигнал Переполнение и опрокидывает триггер 13 останова. Реле 15 останова обесточивается и контакты 16 размыкаются, прекращая дальнейшее поступление электрического сигнала на входы интегрирующих звеньев 8. Одновременно исчезает один из сигналов на входе элемента И 11, прекращая поступление импульсов на вход счетчика 12.Кроме того, срабатывает индикатор 14 окончания измерения, сигнализируя о возможности снятия показаний. Подключая регистрирующее устройство 9 через переключатель 28 измерений к выходам интегрирующих звеньев 8, оператор снимает показания, соответствующие величине среднего индикаторного давления рабочих циклов и насосных ходов двигателя, После окончания снятия показаний оператор устанавливает переключатель 22 в положение Сброс, подавая сигнал Сброс на соответствующие элементы устройства и приводит его в исходное состояние. При необходимости произвести точную установку верхней мертвой точки двигателя, переютючатель режима работы 25А, 25Б ставится в положение а и сигнал, пропорциональный давлению в том цилиндре двигателя, в который прекращена подача топлива, поступает на вход порогового усилителя 26, выход которого в этом случае подсоединяется к входу вычислительного блока 6. Работа с устройством производится аналогично описанному вьше. Изменяя положение статора синусно-косинусного трансформатора 4 относительно его ротора во время работы двигателя, оператор добивается нулевого значения Р рабочих циклов. В этом случае верхняя мертвая точка считается выставленнойправильно. Пороговый усилитель ,26 обеспечивает получение на своем выходе сигнала симметрично относительно правильно выставленной верхней мертвой точки двигателя.

Применение в устройстве порогового усилителя и электронного коммутатора в совокупности с переключателями режима работы и измерений позволяет с помощью одного и того же устройства производить достаточно точную установку верхней мертвой

точки поршня в цилиндре работающего двигателя и измерение среднего индикаторного давления.

Предалагаемое устройство обеспечивает уменьшение погрешности измерения среднего индикаторного давления примерно вдвое.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СРЕДНЕГО ИНДИКАТОРНОГО ДАВЛЕНИЯ В ЦИЛИНДРАХ ПОРШНЕВЫХ МАШИН по авт.св. №757891,0 т л и ч а ю, щ е ес я тем, что, с целью повышения точности измерения и расширения функциональных возможностей путем обеспечения .возможности измерения среднего индикаторного давления разделено пр рабочим циклам и насосным ходам в нескольких цилиндрах двигателя, в него введены дополнительные преобразователи давления по числу цилиндров, переключатель каналов, сдвоенный переключатель режима работы, пороговый усилитель, второе интегрирующее звено, переключатель измерений, электронный коммутатор, причем неподвижные контакты переключателя каналов подсоединены к выходам преобразователей давления, а под- вижный контакт - к подвижному контакту первого направления переключателя режима работы, первый неподвижный контакт этого переключателя подсоединен к входу усилителя си гналов преобразователей давления, второй - к пороговому усилителю, выход которого подсоединен к второму неподвижному контакту второго направления переключателя режима работы, первый контакт которого соединен с выходом усилителя сигналов преобразователей давления, а неподвижный с первым входом вычислительного бло9 ка, при этом выход масштаба усилителя через два последовательно включенных замыкающих контакты реле бло7 ка управления и электронный коммутатор подключен параллельно к входам двух интегрирующих звеньев, выходы которых подсоединены к неподвижным контактам переключателя измерений, подвижный контакт которого соединен с регистрирующим устройством, при СО 00 Од этом управляющий вход электронного коммутатора соединен с выходом формирователя импульсов.