Устройство для диагностики функционирования дизеля Советский патент 1986 года по МПК G01M15/00 

Изобретение относится к диагностике качества функционирования двигателей внутреннего сгорания, преимущественно дизелей. Цель изобретения - повышение надежности работы двигателя и устройства для его диагностирования. На фиг. 1 приведена блок-схема устройства; на фиг. 2 - прямые экспериментальной зависимости параметра Ц„ от температуры выхлопных газов Тг в относительных величинах. Устройство содержит датчики 1 температуры выхлопных газов, датчик 2 абсолютного давления Рк наддувочного воздуха, тахометрический датчик 3, преобразователи 4, автоматический коммутатор 5, блок 6 формирования температуры tro, блок 7 формирования разности, блок 8 возведения в агепень, блок 9 формирования величины К, блок 10 умножения-деления, второй блок 11 возведения в степень, цифровой вольтметр 12 и блок 13 сигнализации. Многочисленные опытные данные свидетельствуют о возможности достоверной оценки тепловой напряженности двигателя по величине коэффициента избытка воздуха при сгорании а.При поддержании величины этого параметра на неизменном уровне не наблюдается увеличения тепловой напряженности двигателя. Назначение на всех возможных режимах допустимого коэффициента избытка воздуха а не менее его значения, соответствующего номинальному режиму работы двигателя аи, гарантирует отсутствие тепловой перегрузки. Для определения коэффициента избытка воздуха при сгорании используется устойчивая экспериментальная зависимость параметра тепловой напряженности от температуры выхлопных газов по цилиндрам Тг. Для всего поля возможных режимов работы двигателя зависимость Qn f(Tr) (фиг. 2) в относительных величинах хорошо аппроксимируется выражением

Тг - Tro

(1) 1 Тго где Tro - постоянная величина для дан ной марки двигателя, определяемая по результатам эксперимента (фиг. 1). Параметр,. qn Ь-(с„)(Р,-ge-) (-),(г)50 где b 1,78 - постоянная для четырехтактных двигателей; Ь 1,0- постоянная для двухтактных$5 двигателей; Сш средняя скорость поршня,

Из формулы (6) получаем выражение для относительного коэффициента избытка воздуха при сгорании тел ,де -ход поршня; п - частота вращения двигателя, об/мин; Ре - среднее эффективное давление, кгс/см ; ge - удельный эффективный расход топлива, кг/элс-ч; Тк - температура воздуха перед впускными органами двигателя, К; TO - стандартная температура воздуха, К; D - диаметр цилиндра; Рк - абсолютное давление наддувочного воздуха, кгс/см, быть представлен в относительном ии qn, соответствующем номинальному у работы двигателя . (JL) 0. Л5(й)(Р..|е.Тк)М« тн оведя необходимые подстановки , .R Л ., сле преобразований получаем tro , ib;Ui lк tro-Ч б) trH и tr - номинальная и соответствующая произвольному режиму температуры выхлопных газов, °С; ro Тгя-273) -постоянная величина для конкретного двигателя °С. (11;. 2.р -1 о, .п 0568 - tr-tro -I Объединив номинальные величины двигая в постоянный коэффициент К, получаем г р п 1 а LK;pEfyJ (8)

Полученное выражение является исходным для определения а, при этом при диагностировании двигателя в выражение (8)

,.чаЬч:,

закладывается величина tr tr для наиболее нагруженного цилиндра, т.е.

- Iv . Pi -п 1о.

Ч568 а- LK (

Устройство работает следующим образом. Температура выхлопных газов преобразуется в датчиках 1 в пропорциональные электрические сигналы, которые масштабируются в преобразователях 4, и с помощью автоматического коммутатора 5 выбирается максимальный. Далее сигнал подается на вход блока 7, а на другой вход блока поступает сигнал от блока 6, формирующего tro, при этом на выходе блока 7 будет получен сигнал, пропорциональный разности (). В блоке 8 сигнал, поступающий с выхода блока 7, возводится в степень 2. Давление наддувочного воздуха Рк преобразуется в датчике 2 в пропорциональный электрический сигнал, а частота вращения коленчатого вала двигателя п в тахометрическом датчике 3 также преобразуется в электрический сигнал, пропорциональный этой частоте. Сигналы от блоков 2, 3 и 8 поступают на соответствующие входы блока 10 умножения-деления, куда также поступает сигнал от блока 9, формирующего К. При этом на выходе блока 10 образуется сигнал, пропорциональный величине

Рк-п

КItP f

С выхода блока 10 сигнал поступает на вход блока 11 возведения в степень 0,568. Выход блока 11 связан с выходом прибора, например цифрового вольтметра 12, который показывает относительное значение коэффициента избытка воздуха а в наиболее перегруженном цилиндре, а также с выходом

блока 13 сравнения и сигнализации, где происходит сравнение относительной величины а с его значением на номинальном режиме работы двигателя (а 1), и при условии а «н подается звуковой сигнал перегрузки и световой сигнал номера перегруженного цилиндра.

Формула изобретения

Устройство для диагностики функционирования дизеля по величине коэффициента избытка воздуха при сгорании, содержащее датчик абсолютного давления воздуха перед впускными органами, датчик частоты вращения коленчатого вала, датчики температуры выпускных газов по всем цилиндрам, блоки масщтабного преобразования и блоки сигнализации, отличающееся тем, что, с целью повыщения надежности работы устройства и двигателя, оно дополнительно содержит блоки вычисления относительного коэффициента избытка воздуха при сгорании а по тем,пературе выпускных газов t абсолютному давлению воздуха перед впускными органами двигателя Рк, частоте вращения коленчатого вала п и постоянным для двигателя величинам tro и К в соответствии с выражением

а к-, J °

О.,568

(-Ы,У

цифровой вольтметр и автоматический коммутатор, причем указанные блоки вычисления а включены на выходе датчиков частоты вращения и давления воздуха перед впускными органами и автоматического коммутатора, включенного на выходах блоков масштабного преобразования, а цифровой вольтметр и блок сигнализации связаны с указанными блоками вычисления относительного коэффициента избытка воздуха при сгорании а.

р

tea

.,§

§ts

Изобретение относится к диагностике качества функционирования двигателей внутреннего сгорания, преимущественно дизелей, предназначено для непрерывного автоматического контроля тепловой напряженности цилиндропоршневой группы судовых дизелей н повышает надежность работы двигателя и устройства для его диагностики. Устойство содержит электронные блоки для вычисления относительного значения коэффициента избытка воздуха при сгорании а для наиболее перегруженного цилиндра по температуре выпускных газов tr абсолютному давлению воздуха в наддувочном коллектора Рк, частоте вращения двигателя п, поси тоянным для данного двигателя величинам t™ и К в соответствии с выражением .. г к -П f а .J . Величина tro определяется по результатам испытаний данной марки двигателя, а величи o OD на К представляет собой комплекс номинальных величин измеряемых параметров 01 двигателя. 2 ил. 01