Устройство для определения степени загрузки дизельного двигателя Советский патент 1986 года по МПК G01L3/24 

Устройство относится к измерительной технике и может быть использовано для контроля режимов работы дизельных двигателей.

Цель изобретения - повьшение точности измерения.

На фиг. 1 представлена блок-схема устройства для определения степени загрузки дизельного двигателя; на фиг. 2 - кусочно-линеаризованная скоростная характеристика двигателя, поясняющая работу устройства.

Устройство для определения степени загрузки дизельного двигателя содержит датчик 1 частоты вращения вала двигателя, формирователь 2 сиг- ,нала частоты вращения, первый блок 3 дифференцирования, датчик 4 крутящего момента, формирователь 5 сигнала крутящего момента, второй блок 6 дифференцирования, блок 7 деления, второй бЛок 8 сравнения, третий блок 9 сравнения, блок 10 вычисления номинального момента двигателя с учетом его технического состояния, блок 11 вычисления загруки, первый блок 12 сравнения и блок 13 индикации. Датчик 1 частоты вращения соединен с входом формирователя 2 сигнала частоты вращения, выход которого подключен к входу первого блока 3 дифференцирования и второму входу блока 10 вычисления номинального момента двигателя с учетом его технического состояния, а выход первого блока 3 дифференцирования соединен с первым входом блока 7 деления, к второму входу которого подключен выход второго блока 6 дифференцирования, вход которого соединен с выходом формирователя 5 сигналов крутящего момента, к входу которого подключен датчик крутящего момента, а выход блока 7 деления подключен к входу второго блока 8 сравнения и второму входу третьег о блока 9 сравнения, первьй вход которого соединен с вторым выходом второго блока 8 сравнения, второй выход подключен к третьему входу блока 11 вычисления загрузки, а первый выход- к третьему входу блока 10 вычисления номинального момента двигателя с учетом его технического состояния, первый вход которого соединен с выходом формирователя 5 сигналов крутящего момента, который также соединен с первым входом блока 11 вычисления

загрузки, к второму входу которого подключен первьй выход второго 6jTOKa 8 сравнения, а к четвертому входу - выход блока 10 вычисления номинально- го момента двигателя с учетом его технического состояния. Выход блока

11вычисления загрузки соединен с входом первого блока 12 сравнения и с первым входом блока 13 индикации.

Первый и второй выход первого блока

12сравнения подключены соответственно к второму и третьему входам блока

13индикации, при этом блок 13 индикации состоит из индикатора 14 сте5 пени загрузки, индикатора 15 повышения передачи и индикатора 16 понижения передачи, входы которых являются соответств(енно первым, вторым и третьим входами блока 13 индикации.

0 Устройство работает следующим образом.

С помощью второго и третьего блоков сравнения производится сравнение текущего значения производной крутя5 щего момента по частоте вращения вала двигателя с константами С и С, соответствующими скорости изменения момента по частоте вращения на регу. ляторной и корректорной ветвях харакQ теристики дизельного двигателя, причем

М С - --Л.

oJ V, - uJri

5

0

где

0

Ндкс (f ,

- J- макс М

М| - номинальное значение

крутящего момента; М - максимальное значение

ГЛ Акс

крутящего момента; uj - максимальная частота

MUKt XX

вращения холостого хода; uJj, - номинальная частота

вращения; .J - частота вращения, сомакс М

ответствующая максимальному крутящему моменту.

Равенство производной крутящего момента по частоте вращения вала

двигателя величине С, указывает на работу двигателя на регуляторной ветви его характеристики, равенство указанной производной величине С 55 соотве;тствует работе двигателя на корректорной ветви характеристики. В последнем случае производится определение номинального момента двигателя с учетом его технического состояния.

Определение производится следующим образом. Измеряются текущие значения крутящего момента М(точка А на фиг. 2) и частоты вращения -tu (точка С на фиг. 2). Значение крутящего момента определяется соотно- шением

К, М +ЛМ,

гдеДК - степень повышения крутящего момента, откуда номинальный момент может определиться так

М М -ДМ.

Из подобия треугольников ABD и DEG величина ЛМ (соответствует длине отрезка АВ) определяется так дк ()

-„ -«акс И

Таким образом, номинальный момент определяется из соотношения

К м - (с.;„ ).

-.-.... А степень загрузки определяется

по зависимости

к - Ь, к |.-.

н f,тc

Сигнал- с датчика 1 частоты вращения коленчатого вала дизельного двигателя поступает на вход формирователя 2 сигнала частоты вращения, на вход формирователя 5 сигнала крутящего момента поступает сигнал с датчика А крутящего момента. С выхода формирователя 2 сигнала частоты вращения сигнал поступает на вход первого блока 3 дифференцирования, а с выхода формирователя 5 сигнала крутящего момента - на вход второго блока 6 дифференцирования, с выходов которых сигналы поступают на первый и второй входы блока 7 деления, на выходе которого получается сигнал, соответствующий скорости изменения крутящего момента в зависимости от

- dM

частоты враш;рния --, который посту- аи

пает на вход второго блока 8 сравнения, в котором происходит сравнение

7- с С.. Равенство - + С. означа- dh dh -

ет, что двигатель работает на регу- ляторной ветви его характеристики, и в блоке 11 вычисления загрузки по сигналам, поступающим с выхода формирователя 5 крутящего момента и с первого выхода второг о блока 8 сравнения, по отношению крутящего момента к номинальному конструктивному крутящему моменту производится вычисление степени загрузки, и сигнал с выхода блока 11 поступает на первьм вход блока 13 индикации, по которо- му в индикаторе 14 степени загрузки фиксируется ее значение. Одновременно сигнал с выхода блока 11 вычисления загрузки поступает на вход первого . блока 12 сравнения, в котором вычисленное текущее значение степени загрузки сравнивается с номинальным. Если в результате сравнения окажется, что степень загрузки ниже номинальной, то по сигналу, поступающему с первого выхода блока 12 сравнения на третий вход блока 13 индикации, включается индикатор повышения передачи.

Если -- ±С , то с второго выхоdb,

да первого блока 8 сравнения сигнал об этом поступает на первый вход второго блока 9 сравнения, на второй вход которого поступает сигнал с выхода блока 7 деления, и происходит

d М „

сравнение -- с С. .

dh

Равенство -г- t С означает, что

dh

двигатель работает на корректорной ветви его характеристики, В этом,случае сигнал с первого выхода второго блока 9 сравнения поступает на третий вход блока 10 вычисления номинального момента двигателя с учетом его технического состояния, на первьм вход которого поступает сигнал крутящего момента с выхода формирователя 5 крутящего момента, а на второй вход - сигнал с формирователя 2 частоты вращения.

Значение номинального момента с учетом технического состояния опре- целяется по соотнощению

45

()(H- ) -м.

Сигнал с выхода блока 10 вычисления номинального момента с учетом его технического состояния поступает:на четвертый вход блока 11 вычисления загрузки и запоминается там. На третий вход блока 11 поступает сигнал с второго выхода третьего блока 9 сравнения, указывающий

на то, что двигатель работает на корректорной ветви характеристики, и происходит вычисление загрузки па отношению текущего крутящего момента к номинальному крутящему моменту с учетом технического состояния. Все последующие вычисления происходят так же. Сигнал, соответствующий степени загрузки, поступает с выхода блока 11 на первый вход блока 13 индикации и на вход первого блока 12 сравнения. Если окажется, что степень загрузки выше номинальной, то по сигналу, поступающему с второго выхода первого блока 12 сравнения на второй вход блока 13 индикации, включается индикатор понижения передачи.

Формула изобретения

Устройство для определения степе- ния загрузки дизельного двигателя, содержащее датчик частоты вращения вала, блок дифференцирования, блок сравнения и соедйненньй с ним блок индикации, отличаю, щееся тем, что, с целью повышения точности измерения, в него введены датчик крутящего момента двигателя, формирователь сигнала частоты вращения, формироват ель сигнала крутящего момента, второй блок дифференцирования, блок деления, второй и третий блоки сравнения, блок вычисления загрузки, блок вычисления номинального момента двигателя, при этом датчик частоты вращения соединен с входом формирователя си1 нала часто

2246216

ты BpauiieHHH, выход которого подключен к входу первого блока дифференцирования и второму входу блока вычисления номинального момента двига- 5 теля, выход первого блока дифференцирования соединен с первым входом блока деления, к второму входу которого подключен выход второго блока дифференцирования, вход которого 10 соединен с выходом формирователя сигналов крутящего момента, к входу которого подключен датчик крутящего момента, выход блока деления подключен к входу второго блока сравнения 15 и второму входу третьего блока сравнения, первый вход которого соединен с вторым выходом BTopoi o блока сравнения, второй выход - с третьим входом блока вычисления загрузки, 20 первый Е1ЫХОД - с третьим входом блока вычисления номинального момента двигателя, первый вход которого соединен с выходом формирователя сигнала крутящего момента двигателя и 25 первым входом блока вычисления за

грузки, к второму входу которого подключен первый выход второго блока сравнения, а к четвертому входу - выход блока вычисления номинального момента двигателя, выход блока вычисления загрузки соединен с входом первого блока сравнения и первым входом блока индикации, а первьй и второй выходы первого блока сравнения подключены соответственно к второму и третьему вхо дам блока индикации.

1 «

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для контроля режимов работы дизельных двигателей. Цель изобретения - повышение точности измерения. Сигнал с выхода блока 10 вычисления номинального момента с учетом его технического состояния поступает на четвертый вход блока 11 вычисления загрузки и запоминается там. На третий вход блока 11 поступает сигнал с выхода блока 9 сравнения, указьг- ваюиц й на то, что двигатель работает на корректорной ветви характеристики и происходит вычисление загрузки по отношению текущего крутящего момента к номинальному крутящему моменту с учетом технического состояния. Сигнал, соответствующий степени зат рузки, поступает с выхода блока 11 на вход блока 13 индикации и на вход блока 12 сравнения. Если окажется, что степень загрузки вьше номинальной, то по сигналу, поступающему с выхода блока 12 сравненчя на вход блока 13 индикации, включается индикатор понижения .передачи. 2 ил. i (Л ГС IsD О5 tc

Ы 6)н 4Wf«

ф1п.2

Редактор М.Товтин

Составитель А.Пашков

Техред И.Попович Корректор Е.Сирохман

Заказ 19Д1/39 Тираж 778Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб.,, д, 4/5

Прпи яводственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул. Проектная, 4

а