Способ контроля степени загрузки двигателя внутреннего сгорания Советский патент 1985 года по МПК G01L23/22 

Изобретение относится к измерительной технике и может найти применение в устройствах для определения степени загрузки двигателя внутреннего сгорания, в системах автоматического контроля. Известен способ контроля степени загрузки двигателя внутреннего сгорания, работающего в условиях частотных возмущающих воздействий, основанный на подаче электрических импульсов электроконтактным датчиком положений ограничителя подачи топлива, соответствующих недогрузк или перегрузке двигателя 1J . Недостатками способа являются низкие достоверность и эффективност контроля загрузки двигателя, обусловленные субъективными и объективными причинами, определяющими режим работы двигателя. В условиях реальной эксплуатации двигателя при случайном-характере его нагрузки регистрация текущих моментов наступления перегрузок или недогрузок двигателя не позволяет трактористу оперативно и своевремен но реагировать на быстроменяющиеся мигания ламп в силу его ограниченных физиологических возможностей. Кроме того, действия тракториста по компенсации различного рода возмущений, вызывающих перегрузки (недогрузки) двигателя, как правило, значительно запаздьшают из-за инерционности отдельных рабочих органов управления и самого объекта (трактора, машины). Цель изобретения - повьшзение достоверности. Поставленная цель достигается тем, что согласно способу контроля степени загрузки двигателя внутреннего сгорания, работающего в услови ях частотных возмущающих воздейстВИЙ, основанному на подаче электрических импульсов электроконтактным датчиком положений ограничителя подачи топлива, соответствующих недогрузке или перегрузке двигателя, выбирают опорньй электрический импульс и фиксированньй промежуток времени, в течение которого регистрируют и суммируют энергию электрических импульсов от электроконтак ного датчика, сравнивают ее с энергией опорного импульса и формируют сигнал степени загрузки двигателя. При этом фиксированный промежуток времени выбирают равным полупериоду верхней частоты возмущающих воздействий. Кроме того, длительность опорного электрического импульса при регистрации импульсов перегрузки двигателя выбирают равной 0,1-0,5 длительности фиксированного промежутка времени. На фиг. 1 представлена усредненная составляющая множества возмущающих воздействий, которая представляет собой математическое ожидание nij((t), около которого группируются все реализации случайных возмущений; на фиг. 2 - временная диаграмма режима работы двигателя, где С(р - фиксированный промежуток времрии с, 1} , с - периоды перегрузки двигателя; U - амплитуда напряжения импульсов J на фиг. 3 диаграммы, связывающие величину а) с величиной напряжения импульсов. На фиг. 4 приведена одна из возможных структурных схем устройства для осуществления способа контроля степени загрузки двигателя. Устройство состоит из электроконтактного датчика 1 положений ограничителя подачи топлива, сумматора 2, управляемого задатчиком 3 фиксированного промежутка времени Оф . Выходы датчика 1 и задатчика 3 соединены с соответствующими входами сумматора 2. С делителя 4 опорное напряжение 11 поступает на первый вход компаратора 5, -на второй вход которого подается напряжение и с сумматора 2. На входы датчика и -делителя 4 поступает напряжение питания . Визуальный и звуковой индикатор 6 управляется выходом сигнала компаратора 5., Способ реализуется следующим образом. I Для процессов, для которых выполняется mj(t)- const, для отдельных участков с интервалом времени С Гф, 0ф2 т.д. значения амплитуд (математических ожиданий) близки по отношению к соседним интервалам времени cpt. Следовательно, измеряя среднее значениега ; на интервале oajt , можно с определенной точностью прогнозировать значение иа интервале 3 0(Г)2 И Т.Д. Фиксированный промежу времени, равньй шагу квантования (рг , , Iф, ... 1/(pfi выбирают с учетом верхней частоты W возмущающих воздействий г) СО 00 Как видно из примера временной диаграммы (фиг. 2) .режим работы двигателя .близок к оптимальному, если i; -I- 2 O. , т.е. если за время Со) суммарная длитель ность (энергия импульсов) перегрузок (положительные импульсы с амплитудой Uj,) равна сукмарной длител ности недогрузок (отсутствуют импульсы) . Диапазон варьирования реальных перегрузок по Отношению к недогруз кам зависит от средней величины нагрузки, амгшитуды и периода коле баний, особенностей двигателя и т.д. Это отношение в оптимальном режиме работы двигателя для тракто ра на различных технологических операциях составляет 0,1 ... 0,5. При оптимальной загрузке двигателя выходное напряжение интегратора ра но величине U(jp . В этом случае ,( ( л 4 + f- «-on - (0,01 0,5) . + При С + Ч. наблюдает ся режим перегрузки, и выходное на ряжение для режима перегрузки U больше, чем и,.,, (фиг. 3). + , При с + С +- «;оп имеется режим недогрузки, и выходное напря жение интегратора, равное Uj, мень ше Uo4. Устройство работает следующим образом. 344 По мере загрузок двигателя его обороты падают до номинального значения , что .приводит к касанию ограничителя подачи топлива и его упора. При этом контакты датчика 1 кракратковременно замыкаются и размыкаются. Сумматор 2 за фиксированный промежуток времени , задаваемый задатчикоМ 3, накапливает энергию, пролорциональную суммарной длительности одиночных импульсов, соответствующих моментам наступления перегрузок двигателя. Выходное напряжение с сумматора U, пропорциональное этой длительности, поступает на один из входов компаратора 5, на другой вход которого с делителя 4 поступает напряжение U , пропорциотнальное энергии (длительности) опорного импульса бф . При этом амплитуды напряжений и и UQ,, близки по значениям. При этом в визуальном индикаторе 6 отображается информация, свидетельствующая об оптимальной загрузке двигателя. В случае же суммарной длительности (энергии) одиночных импульсов за время С/п превьппающей (менее) о и соответствующей перегрузке (недогрузке) двигателя, с сумматора поступает на вход компаратора напряжение Ungp ио,(иц ) . При этом в визуальном индикаторе j6 отображается информация, свидетельствующая о перегрузке (недогрузке) двигателя. В случае длительной перегрузки двигателя включается индикатором 6 звуковая сигнализация. Данный способ позволяет с большей достоверностью контролировать режим загрузки двигателя.

1. СПОСОБ КОНТРОЛЯ СТЕПЕНИ ЗАГРУЗКИ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ, работающего в условиях частотных возмущакнцих воздействий, основанный на подаче электрических импульсов электроконтактным датчиI ком положений ограничителя подачи топлива, соответствующих недогрузке или перегрузке двигателя, отли«V/t/A чающийся тем, что, с целью повышения достоверности, выбирают опорный электрический импульс и фикЬированный промежуток времени, в течение которого регистрируют и суммируют энергию электрических импульсов от электроконтактного датчика, сравнивают ее с энергией опорного импульса и формируют сигнал степени загрузки двигателя. 2.Способ по п. 1, отличающийся тем, что фиксированный промежуток времени выбирают равным полупериоду верхней частоты возмущающих воздействий. 3.Способ по п. 1, отли(Л чающийся тем, что длительность опорного электрического импульса при регистрации импульсов перегрузки двигателя выбирают равной 0.01-0,5 длительности фиксированного промежутка времени. J со со fljtft.f

Фаг. 2

9&tf e. J

пит

-t . ...,5

U