Устройство контроля загрузки двигателя внутреннего сгорания Советский патент 1986 года по МПК G01L23/00 

Изобретение относится к двигате- лестроению, в частности к стройст- вам контроля загрузки двигателей внутреннего сгорания, преимущественно дизелей, имеющих топливный насос с регулятором частоты вращения и гфи вод на дозирующее устройство топливо подачи с помощью рейки.

Цель изобретения - расширение да- апазона и повышение точности контроля загрузки двигателя.

На фиг.1 .приведена схема устройства; на фиг.2 - схема шкалы прибора на фиг.З - характеристики изменения момента Me и положения рейки h, дизеля в функции от частоты п вращения

Устройство состоит из генератора I импульсов, соединенного с форгдаро- вателем 2 импульсов требуемой скваж- ности5 которые управляют измерительной схемой 3 замера индуктивности катушки 4 датчика, сглалшвающего фильтра 5 и шкального прибора 6.

Регулировка чувствительности схемы измерений определяется изменением амплитуда импульсов формирователя 2, с увеличением амплитуды импульсов чувствительность устройства повьша- ется. Увеличение ирздуктивности датхш ка определяемое перемещением рейки топливного насоса высокого давления (ТНВД) внутрь катушки 4, вызывает увеличение амплитуды импульсов измерительной схемь 3, которое фиксируется шкальным прибором 6, например микроамперметром. Для исключения колебаний стрелки шкального прибора 6., синхронных импульсам формирователя 2 предус мотрен сглаживагоп(ий фильтр 5.

Шкала регистрирующего прибора может быть протарирована в % нагрузки от О до 100% с выделением зон 7 и 8 максимальной мощности и максимальной зкономичности двигателя 8 соответственно, а также зон 9 и 10, соответствующих положению рейки на пусковом режиме и выключенной подаче топлива,; используемых для первичного контроля исправности регулятора.

Устройство питается от бортовой сети, например, трактора, а шкальный прибор может быть установлен на. приборном щитке.

В основу работы прибора положено явление самоиндукции, есши через катушку датчика протекает меняющийся по величине ток, то вознитсает ЭДС самоиндукции и напряжение (U) на катушке будет зависеть от величины ее

индуктивности CL), изменения амплитуды тока (Д1) и времени, в течение которого это изменение происходит (t):

Т1 - L 1

и -

ut

Если в качестве промежутка времени принять время действия импульса t с периодом следования импульсов Т и соответственно скважностью

- (скважность

отношение периода

следования импульсов к их длитель-- ности), то напряжение на катушке может быть определено:

L U I L д If

и

--- -L лКР,

5

0

5

0

5

где F - частота следования импульсов, т. е.

L

и AI гТ

Индуктивность катушки линейно зависит от напряжения на ней (шкала прибора будет линейной),

При управлении таким напряжением измерительной схемой, содержащей транзисторный ключ с индуктивным датчиком в коллекторной цепи, напряжение на катушке датчика будет увели- ч лваться пропорционально увеличению индуктивности катушки, которая вызывается перемещением рейки ТНВД внутрь катуап и.

Изменение напряжения на катушке индуктивности сглажэгвается фильтром и регистрируется стрелочным прибором, например микроамперметром, как сред- тдай ток, пропорциональный импульсам нап 1яжения. Положен1-1е рейки ТНВД в катушке датчика определяет ее индуктивность, которую можно измерить по изменению напряжения на катушке датчика ,

При достижении двигателем максимальной мощности стрелка прибора находится в зоне 7 (фиг.2). При повыще- нки крутящего момента двигателя с понижением частоты вращения коленчато- I o вала стрелка прибора перемещается в зону 8 максимальной экономичности вследствие корректирования положения рейки и, соответственно, подачи топлива плюс-корректором регулятора.

При снижении загрузки двигателя от полной, например при работе на ре- гуляторной зетви внешней скоростной характеристики, стрелка прибора за31

нимает промежуточное положение между зонами 10 и 7.

Таким образом, устройство позволя ет визуально выбирать режим двигателя, например, трактора для получения его максимальной производительности или экономичности в конкретных условиях работы.

Из анализа приведенного графика (фиг.З) следует, что для увеличения производительности трактора при росте используемой мощности двигателя и улучшения его экономичности следует стремиться к работе на участке в нешней скоростной характеристики между зонами 11 и 12, которые соответствуют режимам минимального удельного расхода топлива и номинальной мощности двигателя.

При работе двигателя в зоне 11 трактор будет иметь максимальную экономичность при некотором снижении производительности относительно номинальной, а в зоне 12 - максимальную производительность при незначительном ухудшении экономики. Работа двигателя на участке между зонами 12 и 13 характеризуется существенным снижением производительности и ухудшением экономичности работы трак тора.

При мальтх частотах вращения ко- ленвала (ниже зоны 11) двигатель работает неустойчиво из-за неблагоприятного протекания крутящего момента.

В устройстве использована особенность регулировок ТНВД тракторных двигателей, обеспечивающая большой запас крутящего момента (10-15%) за счет значительного полоткительного корректирования подачи топлива: приращение координаты рейки под действием плюс-корректора 8-15%. Это позволяет различить на скоростной характеристике и выделить на шкале устройства зоны 11 и 12, разнесенные по частоте вращения, регистрируя только координату рейки ТНВД,

Значительное положительное корректирование топливоподачи использу574174.

ется на ТНВД дпя некоторых модификаций автомобильных двигателей. При движении трактора с нормируемыми агротехническими скоростями и частич- 5 ной загрузкой двигателя координата рейки зависит от выбранной передачи и положения рычага управления регулятором (фиг.З). Правильный выбор передачи в этом случае будет определять10 ся из условия наибольшего приближения показаний устройства к полной загрузке двигателя.

Используя предлагаемое устройство, регистрирующее только координату рейf5 ки ТНВД, водитель может судить о величине загрузки двигателя на энергонасыщенных работах и режимах движения с нормированной агротехнической скоростью и выбирать передачу короб20 ки передач, исключающую неэкономическую и непроизводительную работу трактора.

Техническое состояние регулятора частоты вращения может быть оценено

25 по стабильности выхода стрелки прибора в зоны, выделенные на его шкале, в зависимости от режима работы двигателя.

30

Формула изобретения

Устройство контроля загрузки двигателя внутреннего сгорания, содержащее датчик положения рейки, функциональный преобразователь и шкальный прибор, связанные последовательно, отличающееся тем, что, с целью расширения диапазона и повьш1ения точности контроля загрузки

двигателя, в нем датчик положения рейки выполнен индуктивным, а функциональный преобразователь выполнен в виде генератора импульсов, формирователя импульсов заданной скв1жности, измерительной схемы и сглаживающего фильтра, связанных последовательно, связь индуктивного датчика с шкальным прибором выполнена чере измерительную схему и сглаживающий

4мльтр.

Устройство применимо на двигателях внутреннего сгорания, имеющих топливный насос с регулятором частоты вращения и привод на дозирующее устройство подачи топлива с помощью рейки. Цель изобретения - расширение диапазона и повышение точности контроля загрузки двигателя, исключение воздействия устройства на рейку топливного насоса, а также осуществлении первичного контроля исправности регулятора частоты вращения двигателя внутреннего сгорания. При работе устройства сигнал от индуктивного датчика 4 хода рейки поступает через измерительную схему 3 и фягльтр 5 на шкальный прибор. На измерительную схему 3 поступают также сигналы от генератора 1 иьтульсов. В результате устройство контроля работает в импульсном режиме. 3 ил. i (Л е Ьд ел «4j 1

Фаг2

%

WO

ВО I 60- 40

го

о

|

100

во

60 40

гоа :L.,

и

W -й so 80 100 /7.V,

Фие. 3

Редактор К.Волощук

Составитель Н.Патрахапьцев

Техред М..Ходанич Корректор Л,Патай

Заказ 4905/36Тираж 778Подписное

Государственного ком 5тета СССР

по дела1м изобретений и открытий 113035, Москва, )K-35j Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие,г.Ужгород5Ул.Проектная,4