Устройство для сигнализации загрузки дизеля Советский патент 1985 года по МПК G01L23/22 

1 1

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к устройствам для определения загрузки двигателя внутреннего сгорания.

По основному авт. св. № 1040360 известно устройство для сигнализации загрузки дизеля содержащее индикатор загрузки, датчик положения ограничителя подачи топлива, измеритель частоты вращения вала дизеля и схему регистрации, состоящую из генератора тактовых импульсов, триггера, электронного ключа, двух элементов памяти, двух блоков умножения и схемы сравнения ij .

Устройство позволяет установить и поддерживать скоростной режим работы агрегата, оптимальный по загрузке двигателя, но при этом не гарантирует соблюдение скоростного режима, оптимального по обеспечению качества технологического процесса.

Агротехнические требования по ыполнению различных технологичесих операций (пахота, глубокое рьгхение, культивация, сев и т.д.) акладьшёиот ограничения на технологиеские скорости движения конкретых сельскохозяйственных агрегатов. аиболее предпочтительньй диапазон ехнологических скоростей, обеспечивающий наилучшее качество работы, составляет.0,6 .., 0,95 предельно опустимой технологической скорости. Диапазон обоснованных технологических скоростей движения азгрегатов не всегда соответствует скоростям движения, определяемых оптимальной энергетической загрузкой двигателя. В итоге, при значительных отклонениях реально устанавливаемых скоростей движения агрегатов (оптимальных .по загрузке двигателя) от технологически обоснованных (оптимальных по технологическим требованиям) экономические потери, обусловленные ухудшением качества технологического процесса, могут пре-, высить экономию от увеличения производительности и снижения расхода топлива, достигнутых оптимизацией энергетической нагрузки двигателя.

Цель изобретения - оптимизация загрузки двигателя с учетом огра ничений, н кладь1ваемых технологией . процесса на скорость движения агрегата.

479332

Цельдостигается за счет того, что устройство дополнительно снабжено схемой совпадения с двумя входами и выходом, схемой рассогласования с двумя входами и выходом и задатчиком технологической скорости движения агрегата, выход которого подключен ко второму входу схемы рассогласования, первый вход

О которой соединен с измерителем частоты вращения вала двигателя, выход - со вторым входом схемы совпадений, первый вход которой-подсоединен к отрицательному полюсу источника питания, а ее выход соединен со вторым входом индикатора загрузки двигателя.

На чертеже представлена функциональная схема устройства.

0 Устройство состоит из датчика 1 положения ограничителя подачи топлива, генератора 2 тактовых импульсов, измерителя 3 частоты вращения двигателя, триггера 4. электронного ключа 5, элементов памяти 6 и 7, блоков умножения 8 и 9, схемы сравнения 10, светового и звукового индикатора загрузки 11, схемы совпадения 12, схемы рассогласования 13

0 и задатчика 14 технологической скорости движения машины. 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 тогашва. При замыкании контактов датчика 1

0 на вход триггера 4 поступает импульс напряжения. Измеритель частоты вращения 3 представляет собой датчик, . выходное напряжение которого пропорционально частоте вращения вала

5 двигателя, подается на входы электронного ключа 5 и схемы сравнения

10.

I .... .

Световой и звуковой индикатор загрузки 11 состоит из сирены и трех

0 сигнальных ламп, цвета которых соответствуют соответственно недогрузке, оптимальному режиму и перегрузке двигателя.

Схема.12 совпадения может иметь

5 два уровня выходного напряжения нулевой потенциал или потенциал источника питания. Первый вход Зтой схемы соединен с отрицательным по3

люсом источника питания Uj , Схема 13 рассогласования производит обычное алгебраическое суммирование уровней выходного напряжения измерителя 3 частоты вращения вала двигателя и задатчика 14 технологической скорости движения машины, т.е. частота вращения вала двигателя с учетом передачи, на которой предполагается движение сельскохозяйственного агрегата при выполнении технологической операции.

Установка задатчика 14 на оптимальную технологическую скорость для конкретной сельскохозяйственной операции производится вручную.

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 состояния, при котором на одном из его выходов нет сигнала. По мере загрузки двигателя его частота вращения уменьшается 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-загрузки 11. Триггер принимает второе устойчивое состояние и своим выходным импульсом открывает электронный ключ 5, разрешая тем самым поступление сигнала измерителя частоты вращения 3 на входы элементов памяти 6 и 7 i При этом в световом индикаторе загрузки 11 загорается лампа, соответствующая оптимальной загрузке двигателя. Зафиксированные в элементах памяти 6 и 7 уровни напряжений, пропорциональные оптимальной загрузке двигателя, поступают на блоки умножения 8 и 9. Один из этих блоков (например блок умножения 8) задает коэффициент умножения, меньший единицы (), что соответствует уровню выходного напряжения () блока 8, соответствующему степени перегрузки двигателя. Другой блок (например блок умножения 9) задает коэффициент умножения , больший единицы (К 1), что соответствует уровню выходного напряжения () блока 9, соответствущему степени недогрузки двигателя.

933 А

- Таким образом, на второй и третий входы схемы сравнения 10 поступают два напряжения, величина одного из которых пропорциональна заниженной частоте вращения двигателя

(К : 1) , а величина другого пропорциональна завышенной частоте вращения двигателя (К 1). Одновременно на первый вход схемы сравнения 10

с измерителя 3 частоты вращения поступает непрерывно напряжение (и ), пропорциональное действительной частоте двигателя в условиях его реальной эксплуатации. При достижении ,,,схема сравнения обрабатывает и выдает на своем втором выходе импульс, поступаюпшй на второй вход индика- тора 11. В нем загорается лампа,

соответствующая перегрузке-двигателя и изд)ается сигнал сирены, дополнительно напоминающий водителю о перегрузке. В случае достижения (.. maI( схема сравнения 10 срабатывает и выдает на выходе импульс, поступакнций на первый вход индикатора 11, в котором загорается лампа, соответствующая недогрузке двигателя . Импульсы с генератора 2 постоянно перебрасывают триггер 4 в исходное состояние. Таким образом, генератор 2 позволяет непрерьюно корректировать оптимальную загрузку двигателя в зависимости от изменяющихся реальных условий работы.

Выбранная скорость движения агрегата должна обеспечить и оптимальную энергетическую загрузку двигателя и оптимальный режим технологического процесса.

В случае, если фактическая скорость движения агрегата больше технологической скорости V,o,, заданной вручную задатчиком 14 и

соответствующей виду выполняемой

технологической операции, то пропорционально напряжениеифд , снимаё, мое с измерителя .3 частоты вращения, больше IfioA 9 снимаемого с задатчика 14.

Таким образом с выхода схемы .13 рассогласования снимается напряжение Up U,g - 0 На входе схемы совпадения 12 ирисутствуют два сигнала (отрицательных напря жения), в результате чего.на второй вход индикатора 11 подается потен- ,, циал источника питания. При этом

загорается лампа перегруэки, свидетельствзпощая о необходимости, снижения скорости агрегата.

В случае, если г .ь С; выхода схемы рассогласования 13 снимается напряжение Up U-joA ифд, 0. На входе схемы совпадения 12 присутствуют два раэнополярньпс сигнала, в результате чего на второй вход индикатора 11 подается нулевой потенциал.

Максимально предельная скорость агрегата определяется энергетическими возможностями дизеля, индикатор отражает реальную загрузку ди;зеля.

При равенстве эдд соответственно Upe и,ад - Uypo,KT 0 индикатор 11 отражает реальную загрузку двигателя. Например, при достижении оптимального энергетического режима загорается лампа, соответствующая оптимальной загрузке двигателя. 4aqTOTa следования тактовых импульсов генератора должна быть соизмерима с усредненной частотой изменения основных случайных возмущений, действующих на агрегат. Изменением коэффициентов умножения, определяющихся реальными условиями эксплуатации в блоках умножения 8 и 9, устройство настраивается на оптимальный режим работы двигателя в зависимости от характера его нагрузки. t

Водитель, своевременно реагируя изменением частоты вращения двигателя и переключением передач на включение ламп, индикатора, поддерживает как работу двигателя в наилучшем режиме, так и соблюдает агротехнические требования к соответствующей технологической операции.

Устройство позволяет повысить точность определения степени загрузки двигателя и учесть агротехнические требования к скоростям движения агрегата для определенных технологических операций.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ СИГНАПИЗА-.. ЦИИ ЗАГРУЗКИ ДИЗЕЛЯ по авт. ;в. СССР № 1040360, отличающееся тем, что, с целью оптимизации загрузки двигателя с учетом ограничений, накладываемых технологией процесса на скорость, движения агрегата, оно дополнительно снабжено схемой совпадений с двумя входами и выходом, схемой рассогласования с двумя входами и выходом и задат чиком технологической скорости движения агрегата, выход которого подключен ко второму входу схемы рассогласования , первый вход которой соединен с выходом измерителя частоты вращения вала двигателя, а выход - со вторым входом схемы совпадений, первый вход которой подсое(Л динен к отрицательному полюсу источ ника питания у а ее выход соединен со вторым входом индикатора загрузки дизеля. I;D со 00