Устройство для контроля и регулирования загрузки дизеля Советский патент 1988 года по МПК G01L3/24 

(Л

с:

Изобретение относится к измерительной технике. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устр-ва. которое содержит датчик 1 частоты вращения дизеля, формирователь 4 импульсов, датчик 5 положения дозирующего органа топливного насоса, согласующие элементы 6 и 12, индикатор 7 мощности, усилительно- преобразовательный элемент 8. Введение делителей 3 и 11 частоты, блока 9 запуска счета работы, схемы 10 совпадений и счетчика 13 эффективной работы дизеля обеспечивает высокую информативность о загрузке двигателя путем измерения затраченной двигателем эффективной работы, что позволяет за счет повышения точности контроля, учета и планирования энергозатрат повысить производительность тракторных агрегатов и снизить погектарный расход топлива. 3 ил.

4

О

4;

00 4

00

Изобретение, относится к измерительной технике и может найти применение на тракторах и автомобилях для контроля и регулирования режимов работы двигателей внутреннего сгорания преимущественно дизелей.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей устройства за счет получения информации о затраченной эффективной работе.

На фиг. 1 приведена схема устройства для контроля и регулирования загрузки дизеля; на фиг. 2 - принципиальная схема устройства; на фиг. 3 - диаграммы импульсов напряжений в характерных точках схемы устройства.

Устройство для контроля и регулирования загрузки дизеля содержит датчик 1 частоты вращения дизеля, блок 2 запуска формирователя импульсов, выполненный в виде ждущего мультивибратора с входом запуска Л и выходным импульсом постоянной длительности, первый делитель 3 частоты, формирователь 4 импульсов, выполненный в виде ждущего мультивибратора с входом запуска С, входом управления длительностью импульсов М и выходом D, датчик 5 положения дозирующего органа топливного насоса, первый согласующий элемент 6, индикатор 7 мощности, усилительно-преобразовательный элемент 8 для подачи управляющих сигналов на исполнительные органы автоматических систем управления дизелем или трансмиссией транспортного средства, блок 9 запуска счета работы, выполненный в виде ждущего мультивибратора, схему 10 совпадений с входами В и D и выходом Е, второй делитель 11 частоты, второй согласующий элемент 12, счетчик 13 эффективной работы дизеля, например электромагнитного типа. При этом входные блоки 2 и 9 запуска состоят из дифференцирующих цепочек на резисторах 14-17 (фиг. 2), конденсаторов 18 и 19 с общим ограничительным резистором 20, логических элементов 2И-НЕ 21-24, хронирующих цепочек на емкостях 25 и 26 и резисторов 27 и 28, первый делитель 3 частоты выполнен на двух триггерных счетчиках 29 и 30, второй делитель 11 частоты выполнен на триггерных счетчиках 31 и 32, схема 10 совпадений состоит из диодов 33 и 34, включенных в базу транзистора 35 с ограничительными резисторами 36 и 37, диод 33 соединен с выходом блока 9 запуска счета работы дизеля, а диод 34 - с выходом формирователя 4 импульсов переменной длительности, выполненного на элементах 2И- НЕ 38 и 39 с хронирующей цепью на конденсаторе 40 и резисторе датчика 5, выход формирователя соединен с первым согласующим элементом на транзисторе 41, в коллекторную цепь которого включены ограничивающий резистор 42 и резистор 43, служащий для подстройки индикатора 7 мощности или входного устройства усилительно-преобразовательного элемента 8, например опе0

рационного усилителя, второй согласующий элемент, выполненный на транзисторе 44, служит для формирования и усиления выходных импульсов второго делителя 11 частоты для повыщения надежности срабатывания счетчика 13, стабилизатор 45 служит для поддержания постоянного напряжения на щинах питания схемы.

Устройство работает следующим образом.

Импульсы датчика 1 частоты вращения дизеля одновременно запускают дифференцирующие цепочки на элементах 14, 18, 15 и 16, 19, 17, мультивибраторы блока 2 запуска формирователя импульсов и блока 9 запуска счета эффективной работы дизеля. Мультивибратор запуска формирователя на двух логических элементах 2И-НЕ 21 и 22 вырабатывает на каждый импульс запуска с частотой / короткие (примерно 1 тс) импульсы постоянной длительности, пропорциональной произведению емкости 25 конденсатора и сопротивления резистора 27, согласно зависимости

T., 27C25ln-2,

0

5

0

5

0

5

Ом;

где TU - длительность импульса на выходе

мультивибратора, с; / 27-сопротивление резистора 27, С25-емкость конденсатора 25, Ф. Мультивибратор блока запуска счета работы на логических элементах 23 и 24 вырабатывает при каждом импульсе датчика 1 короткие импульсы постоянной длительности, например 1 tnc, пропорциональной емкости конденсатора 26 и сопротивления резистора 28. Сформированные блоком 2 запуска импульсы поступают на вход счетчиков 29 и 30, которые обеспечивают деление частоты f в п раз. Коэффициент деления п, например 8, подбирается опытным путем для конкретного дизеля и достигается соответствующим соединением входов и выходов двух счетчиков. Деление частоты f производится с целью разгрузки схемы совпадений, повыщения чувствительности устройства и точности подсчета числа импульсов, пропорциональных эффективной работе дизеля. При поступлении на вход элемента 38 импульса запуска от делителя 3 частоты на выходе элемента 39 появляется импульс положительной полярности длительностью, равной произведению сопротивления датчика 5 положения дозирующего органа топливного насоса и емкости конденсатора 40, т. е.

40

1п2

где Тф - длительность импульса на выходе формирователя, с;

5 - сопротивление датчика 5, Ом;

С40- емкость конденсатора 40, Ф.

При постоянной емкости конденсатора 40 длительность импульса линейно зависит от сопротивления датчика 5, в свою очередь являющегося функцией положения дозирующего органа топливного насоса, определяющего цикловую подачу топлива в цилиндры и значение крутящего момента двигателя. Сформированные формирователем 4 импульсы с частотой следования Цп поступают на вход первого согласующего элемента 6 на базу транзистора 41 и на второй вход схемы совпадений - диод 34. Пройдя согласующий элемент 6, усиленные по току импульсы поступают на две цепи: индикатор 7 и усилительно-преобразовательный элемент 8. В первой цепи интегрирование импульсов осуществляется самим индикатором, средний ток которого при постоянных параметрах индикатора и постоянной подстройке резистора 43 пропорционален произведению частоты следования импульсов на их длительность. На первый вход схемы 10 совпадений к диоду 33 поступают импульсы серии В от блока 9 запуска счета работы. При подаче положительных импульсов на диоды 33 и 34 они запираются, подключая положительную щину +5fi через резистор 36 к базе транзистора 35. Когда импульсы приходят только на один диод, база транзистора 35 щунти- руется вторым диодом. Таким образом, щи- рина (длительность) импульса формирователя определяет число импульсов запуска счета работы, которое пропускает схема 10 совпадений на счетчики 31 и 32 делителя 11. Последний при определенной комбинации включения входов счетчиков 31 и 32 при настройке устройства позволяет получить коэффициент деления k частоты запуска, равный, например, 73. Это необходимо при настройке счетчика работы для различных двигателей. Прошедшие делитель 11 импульсы усиливаются вторым согласующим элементом - транзистором 44 и поступают на вход электромагнитного счетчика 13. Поскольку число импульсов, поступивших на вход счетчика, пропорционально длительности импульса формирователя, которая пропорциональна мощности дизеля при данной частоте вращения, то суммирование во времени поступивших на вход счетчика импульсов равнозначно решению зависимостей

.,

л

где Л -эффективная работа дизеля, кВт-ч; /V - мощность дизеля, кВт; t - время счета, ч;

С - постоянный для данного двигателя коэффициент, кВт/ч;

0

5

0

5

0

5

0

5

Tq, - длительность импульса формирователя, с; / - частота импульсов датчика частоты

вращения, В - число импульсов, подсчитанных

счетчиком 13 за время счета /. Таким образом, показания счетчика - число зарегистрированных импульсов соответствуют эффективной работе дизеля.

Использование изобретения по сравне- ,нию с известными устройствами обеспечивает за счет расширения его функциональных возможностей достижение более высокой информативности о загрузке двигателя путем измерения затраченной двигателем эффективной работы, что позволяет за счет повышенной точности, контроля, учета и планирования энергозатрат, например, тракторных дизелей повысить производительность тракторных агрегатов в условиях сельскохозяйственного производства на 8-10%, снизить погектарный расход топлива на 12- 15%.

Формула изобретения

Устройство для контроля и регулирования загрузки дизеля, содержащее датчик частоты вращения дизеля и датчик положения дозирующего органа топливного насоса, подключенный к формирователю импульсов, выход которого через первый согласующий элемент подключен к индикатору мощности и усилительно-преобразовательному элементу, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет получения информации о затраченной эффективной работе, в него введены блок запуска формирователя импульсов, блок запуска счета эффективной работы дизеля, первый и второй делители частоты, схема совпадений, второй согласующий элемент и счетчик эффективной работы дизеля, вход которого подключен через второй согласующий элемент и второй делитель частоты к выходу схемы совпадений, первый вход которой подключен к выходу блока запуска счета эффективной работы дизеля, а второй вход- к выходу формирователя импульсов, соединенному по входу с выходом первого делителя частоты, вход которого соединен через блок запуска формирователя импульсов с датчиком частоты вращения дизеля.

+ 5ff

Фиъ.1