Устройство для контроля загрузки двигателя внутреннего сгорания транспортной машины Советский патент 1991 года по МПК G01L3/24 

(Л

С

Изобретение относится к измерительной технике, может быть использовано для контроля и регулирования режимов работы ДВС и позволяет повысить точность (достоверность) контроля за счет введения блока определения экстремального значения мощности. Сигнал с выхода датчика 1 загрузки по мощности поступает на вход блока 5 определения экстремального значения мощности и на один из входов блока 3 сравнения, на другой вход которого поступает сигнал с блока 5 через задатчик 2 рабочей зоны. С выхода блока 3 сравнения сигнал поступает на индикатор 4. 4 ил.

Шт1

J

о о со

N

СП

VI

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для контроля я регулирования режимов работы двигателей внутреннего сгорания (ДВС) транспортных машин в эксплуатационных условиях.

Целью изобретения является повышение точности контроля загрузки ДВС при стохастическом характере внешней нагрузки.

На фиг. 1 изображена функциональная схема устройства; на фиг. 2 - вариант выполнения датчика; на фиг. 3 - то же, по работе за цикл загрузки по мощности; на фиг. 4 - вариант выполнения блока определения экстремального значения мощности. Устройство содержит датчик 1 загрузки, задатчик 2 рабочей зоны, блок 3 сравнения, индикатор 4 и блок 5 определения экстремального значения мощности. Выход датчика 1 нагрузки через блок 5 определяется экстремального значения мощности и задатчик 2 рабочей зоны подключен к второму входу блока 3 сравнения. Первый вход блока 3 сравнения непосредственно связан с выходом датчика 1 загрузки, а выход блока 3 сравнения соединен с индикатором 4.

Первый вариант выполнения датчика 1 загрузки включает в себя датчик 6 крутящего момента и датчик 7 частоты вращения, подключенные к входам множительного устройства 8.

Второй вариант выполнения датчика 1 загрузки содержит датчик 9 задроссельного давления, подключенный через вычислитель 10 среднего квадратного значения к первому входу делителя 11 и через последовательно соединенные дифференциатор 12, компаратор 13 и измеритель 14 времени цикла к второму входу делителя 11. При этом выход компаратора подключен также на управляющий вход вычислителя 10.

Вариант выполнения блока 5 определения экстремального значения мощности включает в себя дифференциатор 15, знало- говый ключ 16, формирователь 17 импульсов, преобразователь 18 напряжения в частоту, оперативное запоминающее устройство 19, устройство 20 сравнения, пороговый элемент 21.

К входу дифференциатора 15 подключен выход датчика 1 загрузки по мощности, последний присоединен также к информационному входу аналогового ключа 16. Выход дифференциатора 15 соединен через формирователь 17 импульсов с управляющим входом аналогового ключа 16, выход которого связан с входом преобразователя 18 напряжения в частоту. Выход преобразователя 18 напряжения подключен к инфор

0

5

мационному входу оперативного запоминающего устройства 19 и к первому информационному входу устройства 20 сравнения, второй информационный вход которого подключен к выходу оперативного запоминающего устройства 19. Выход устройства 20 сравнения соединен через пороговый элемент 21 с управляющим входом оперативного запоминающего устройства 19, а выход оперативного запоминающего устройства 19 присоединен к входу задатчика 2 рабочей зоны.

Устройство для контроля загрузки двигателя внутреннего сгорания работает сле- 5 дующим образом.

Сигнал о загрузке двигателя поступает от датчика 1 на вход блока 5 определения экстремального значения мощности и одновременно на вход блока 3 сравнения, где она сравнивается с величиной, поступающей через задатчик 2 рабочей зоны (граничные значения зоны загрузки по мощности устанавливаются обычно в пределах+5%) от блока 5, который определяет максимальное значение мощности (энергоресурса), возможной к реализации в данных условиях работы. Выходной сигнал блока 3 несет информацию о степени загрузки двигателя. Если это значение находится за пределами оптимальной зоны загрузки, результат сравнения подается на индикатор 4 в виде сигнала: загрузка ниже оптимальной или загрузка выше оптимальной. В случае, если текущее значение загрузки находится в пределах оптимальной зоны, заданной задатчи- ком 2, то на выходе блока 3 сравнения сигнал отсутствует.

При выполнении датчика 1 загрузки по первому варианту определение мощности двигателя осуществляется путем переключения в множительном устройстве 8 сигналов, поступающих от датчиков 6 и 7 крутящего момента и частоты вращения.

В случае выполнения датчика загрузки по второму варианту сигнал от датчика 9 задроссельного давления поступает на информационный вход вычислителя 10 среднего квадратичного значения. Одновременно он поступает в дифференциатор 12, где дифференцируется. В момент равенства производной текущего значения сигнала нулю компаратор 13 формирует короткий импульс, поступающий на управляющий вход вычислителя 10, который в этот момент на своем выходе формирует сигнал, пропорциональный работе двигателя за один цикл. Измеритель 14 измеряет длительность рабочего цикла. В делителе 11 осуществляется деление работы за рабочий цикл двигателя на время этого цикла, в ре0

5

0

5

0

0

5

зультате чего на его выходе образуется сигнал поцикловой мощности двигателя.

При таком варианте блок 5 определения экстремального значения мощности работает следующим образом. Сигнал с датчика 1 загрузки поступает на вход дифференциатора 15, который определяет знак изменения мощности двигателя. В случае увеличения мощности ДВС выходной сигнал дифференциатора положителен и фор- мирователь 17 импульсов формирует сигнал, разрешающий прохождение сигнала мощности через ключ 16 на вход преобразователя 18, с выхода которого сигнал в виде последовательности импульсов посту- пает как на вход оперативного запоминающего устройства 19, так и на вход устройства 20 сравнения, где сравнивается с сигналом на выходе устройства 19. С выхода устройства 20 сравнения разность его входных сигналов поступает на вход порогового элемента 21. При превышении установленного значения на выходе порогового элемента 21 появляется сигнал, разрешающий запись информации в оперативное за- поминающее устройство 19. Этот процесс будет происходит до тех пор, пока в устройстве 19 не будет зафиксировано максимальное значение мощности.

Устройство обеспечивает более точное определение степени фактической загрузки двигателя по отношению к максимально возможной (энергоресурсу), благодаря чему в условиях эксплуатации при колебательном характере внешних возмущений снижается удельный расход топлива.

Формула изобретения Устройство для контроля загрузки двигателя внутреннего сгорания транспортной машины, содержащее датчик загрузки, за- датчик рабочей зоны, блок сравнения с двумя входами и индикатор, причем выход датчика загрузки подключен к первому входу блока сравнения и связан с входом задат- чика рабочей зоны, выход которого соединен с вторым входом блока сравнения, а выход последнего подключен к индикатору, отличающееся тем, что, с целью повышения точности контроля, датчик загрузки выполнен в виде первичного преобразователя мощности, а устройство снабжено блоком определения экстремального значения мощности, включенного между датчиком загрузки и задатчиком рабочей зоны.

1

8

фиг.2

-э

19

фигЗ