Предлагается электронный прибор для непосредственного измерения индикаторной мощности двигателя внутреннего сгорания, в котором применен индикатор давления с емкостным датчиком (возможно использование также пьезоэлектрического или индуктивного датчика). Индикаторная мощность двигателя определяется как произведение напряжения, пропорционального индикаторному давлению .iPi), на напряжение, пропорциональное числу оборотов двигателя (), с помощью электронного счетного устройства.
Блок-схема устройства показана на чертеже.
Из общей теории двигателей внутреннего сгорания известно соотношение, определяющее индикаторную мощность (для четырехтактных двигателей):
где PI - среднее индикаторное давление в , У„-литраж двигателя в литрах, п - число оборотов в I мин.
Таким образом, индикаторная мощность Лг для данного двигателя является величиной, пропорциональной числу оборотов п и среднему индикаторному давлению
Следовательно, задача построения электронного прибора для непосредственного измерения N ; сводится к получению напряжений:
и их перемножению.
Напряжение U KP(i) можно получить с помощью любого типа электронного индикатора давления с пьезоэлектрическим, индуктивным или емкостным датчиком /.
л г PiV,,n
N, л. с.,
900
.
t/,/(,P;
№ 129855- 2 Выходное напряжение индикатора 2 U-KP(t), моделирующее закон изменения давления в цилиндре двигателя, является периодической функцией времени с периодом (Для четырехтактного двигателя), равным
где п - число оборотов коленчатого вала в 1 мин.
Как и любая другая периодическая функция, она может быть разложена в ряд Фурье и записана следующим соотнощением:
и (t)KP (t и,„ S и,,„ Sin ( г- ej,
которое показывает, что исследуемое напряжение U(t) представляет собой сумму, состоящую из постоянной слагающей И .р и бесконечного ряда гармонических составляющих п-го порядка при п, меняющемся от 1 до - .Если такое сложное напряжение подать на многозвенный RC - фильтр, состоящий из t ячеек, то напряжение на его выходе будет равно 6p,.
Выработка-напряжения UI PI осуществляется в устройстве блоком 3.
Входной каскад блока 3 собран по схеме катодного повторителя с динамической нагрузкой, обеспечивающей больщое входное сопротивление. Это позволяет моделировать операцию вычитания напряжений.
Если на вход блока 3 подается напряжение U(t) KP(t) от блока 2, то на выходе RC - цепи будет получаться напряжение, пропорцион чльное среднему интегральному давлению в двигателе U fp -К„ Я, которое отличается от напряжения, пропорционального среднему индикаторному давлению Я,, на величину ,,. „-Р,,. „ Следовательно, для получения Ui , надо из напряжения сп - К„Я„ вычесть напряжение f7,. („.„Яд.дПропорциопальное среднему интегральному давлепию в цилиндре двигателя при выключенном зажигании. Значение величины U ,.р.„ может быть определено при вращении двигателя в разогретом состоянии с помощью электромотора, если эксперимент проводится на одноцилиндровом маломощном двигателе. В случае проведения эксперимента на развернутых, многоцилиндрсвых двигателях задача определения U с,,, о существенно упрощается, так как в этом случае достаточно с помощью дополнительного выключателя разрывать цепь зажигания цилиндра, в котором установлен датчик.
Работа блока 4 обеспечивает получение напряжения . Вхоцным каскадом этого блока служит триггерная схема, именуемая в литературе как триггер Шмидта, задачей которой является формирование из выходного напряжения блока 2 (t) прямоугольных импульсов с частотой повторения
где п, - число оборотов двигателя 1 в мин.
Н-ачало этого импульса связывается с определенным уровнем напряжения ((i). В качестве этого уровня лучше всего принять напряжение, соответствующее середине такта сжатия, так как в этом случа -, даже при пропуске вспыщки, число импульсов не изменится. Установка нужного момента срабатывания триггера производится изменением HV)ложения движка потенциометра.
Таким образом, блок 3 выдает напряжение , пропорциональное среднему индикаторному давлению двигателя, а блок 4 вырабатывает напряжение U2 K2n, пропорциональное мгновенному знач.йню числа оборотов двигателя. И задача получения напряжения U -- /V,,
2.h(J
/ --. 2-60/
