Устройство для контроля загрузки двигателя внутреннего сгорания Советский патент 1992 года по МПК G01L23/22 

сл

С

Изобретение может быть использовано в двигателестроении и позволяет расширить диапазон измерения загрузки двигателя внутреннего сгорания (ДВС) до режима максимального крутящего момента. Загрузка ДВС на режимах от холостого хода до номинального режима измеряется по положению рейки топливного насоса, снабженной контактным датчиком. При этом частотный сигнал, возникающий от касания ограничителя подачи топлива и упора, преобразуется в аналоговый сигнал с помощью интегратора 6. При нагрузках, выше номинальной измеряется частота вращения коленчатого вала датчиком 2, которая однозначно определяет загрузку 1 ил

S

сл

а

ON

Изобретение относится к машиностроению, в частности к двигателестроению, а именно к устройствам автоматического контроля загрузки двигателей внутреннего сгорания,

Известно устройство контроля загрузки двигателя, содержащее регулятор частоты вращения, снабженный ограничителем подачи топлива, и сигнализатор загрузки, подключенный к источнику питания через датчик положения рейки топливного насоса. Датчик положения рейки топливного насоса, выполнен в виде двух контактов, первый из которых установлен на рейке и соединен с отрицательным полюсом источ- ника питания, а второй установлен на ограничителе подачи топлива, изолирован от корпуса регулятора посредством диэлектрической прокладки и соединен с положительным полюсом источника питания 1.

Наиболее близким решением, принятым за прототип, является устройство контроля загрузки двигателя, содержащее контактный датчик положения рейки топливного насоса, датчик частоты вращения коленчатого вала, блок измерения углового ускорения коленчатого вала, электронный ключ и интегратор, причем выход датчика положения рейки топливного насоса соединен с информационным входом электронно- го ключа, блок измерения углового ускорения коленчатого вала соединен с управляющим входом электронного ключа, выход электронного ключа соединен с интегратором, а сигнал с выхода интегратора поступает на регистрирующий прибор.

Недостатком известных решений является возможность измерения загрузки двигателя лишь до такого ее значения, при котором контакты датчика положения рейки топливного насоса становятся постоянно замкнутыми, что соответствует началу корректорной ветви характеристики. При более высоких значениях загрузки двигателя уровень сигнала на выходе интегратора не ме- няется, так как не изменяется время замкнутого состояния контактов.

Целью изобретения является расширение диапазона измерения загрузки до режима максимального крутящего момента.

Указанная цель достигается тем, что устройство снабжено датчиком положения рейки топливного насоса, датчиком частоты вращения коленчатого вала, блоком измерения углового ускорения коленчатого вала, двумя электронными ключами, интегратором, блоком сравнения, источником опорного напряжения, преобразователем частота-аналог, функциональным преобразователем и регистрирующим прибором,

причем датчик положения рейки топливного насоса через первый электронный ключ соединен с интегратором, датчик частоты вра- щения коленчатого вала соединен одновременно с блоком измерения углового ускорения и через второй электронный ключ с преобразователем частота-аналог, выход которого соединен с функциональным преобразователем; куправляющим входам первого и второго электронных ключей подключены соответственно выходы блока измерения углового ускорения и блока сравнения, к одному входу блока сравнения подключен выход интегратора, а ко второму - источник опорного напряжения, и, кроме того, выходы первого электронного ключа, интегратора и функционального преобразователя соединены с регистрирующим прибором.

На фиг.1 представлена схема заявляемого устройства контроля загрузки двигателя; на фиг.2а, б, в - графическое изображение выходных сигналов устройства при различных значениях загрузки двигателя.

Устройство содержит контактный датчик 1 положения рейки топливного насоса, который выполнен в виде двух контактов, первый из которых связан с ограничителем подачи топлиоа, а второй с его упором,датчик 2 частоты вращения коленчатого вала, который подключен одновременно к блоку 3 измерения углового ускорения коленчатого вала и информационному входу второго электронного ключа 4; первый электронный ключ 5, включенный между датчиком 1 положения рейки топливного насоса и интегратором 6, причем к его управляющему входу подключен выход блока 3 измерения углового ускорения коленчатого вала. Кроме того, утсройство снабжено блоком 7 сравнения, к выходам которого подключены источник 8 опорного напряженя и выход интегратора 6. Выход блока 7 сравнения подключен к управляющему входу второго электронного ключа 4, выход которого через преобразователь 9 частота-аналог и функциональный преобразователь 10 соединен с регистрирующим прибором 11. К регистрирующему прибору 11 подключены также выходы первого электронного ключа 5 и интегратора 6.

Устройство контроля загрузки двигателя работает следующим образом.

При работе двигателя на холостом ходу и частичных нагрузках контакты датчика 1 положения рейки топливного насоса постоянно разомкнуты и сигнал на выходе датчика отсутствует. По мере увеличения нагрузки на двигатель ограничитель подачи трплива начинает достигать упора, т.е. контакты датчика 1 положения рейки топливного насоса начинают замыкаться и размыкаться с определенной частотой. Сигнал с контактного датчика 1 поступает на вход первого электронного ключа 5. Одновременно на его управляющий вход подается сигнал с блока 3 измерения углового ускорения коленчатого вала. Если угловое ускорение положительно, что соответствует разгону двигателя, то первый электронный ключ 5 закрывается и сигнал от контактного датчика 1 не проходит, что позволяет исключить ложный сигнал о величине загрузки двигателя на переходных режимах. Если же угловое ускорение коленчатого вала равно или меньше нуля, то на выходе первого электронного ключа 5 появляется сигнал, соответствующий замыканию и размыканию контактов датчика 1 с определенной частотой и свидетельствующий о достижении определенного уровня загрузки (Nenp). Выходной сигнал с первого электронного ключа 5 блокирует управляющий вход, благодаря чему выходной сигнал сохраняется до момента размыкания контактов датчика 1 независимо от величины углового ускорения коленчатого вала. Одновременно выходной сигнал с первого электронного ключа 5 поступает на вход интегратора 6, при этом на его выходе появляется аналоговый электрический сигнал, пропорциональ- ный времени замкнутого состояния контактов датчика 1, а следовательно, степени загрузки двигателя. При увеличении загрузки двигателя примерно до 110% от номинального значения контакты датчика 1 становятся постоянно замкнутыми и дальнейшее измерение загрузки с помощью интегратора 6 становится невозможным. Поэтому выходной сигнал интегратора 6 подается на вход блока 7 сравнения, где его величина сравнивается с величиной сигнала от источника 8 опорного напряжения. Как только величина сигнала с интегратора 6 превысит величину сигнала от источника 8 опорного напряжения (это соответствует достижению номинальной нагрузки двигателя и точке перегиба регуляторной характеристики), открывается второй электронный ключ 4 и сигнал от датчика 2 частоты вращения коленчатого вала поступает на преобразователь 9 частота-аналог, где преобразуется в аналоговый сигнал. Далее, исходя из изестной функции (n) с помощью функционального преобразователя 10 этот сигнал преобразуется в сигнал, пропорциональный загрузке двигателя на корректорном участке характеристики. Выходные сигналы с первого электронного ключа 5, интегратора 6 и функционального преобразователя 10 поступает на регистрирующий прибор 11.

На фиг.2а показано, что при загрузке

двигателя i величиной Nenp,, которая равна примерно 70...75% номинального значения и соответствует началу замыкания контактов датчика 1 положения рейки топливного

насоса, сигнал на выходе первого электронного ключа 5 скачкообразно изменяется от нуля до некоторого значения. На участке от Nenp до номинального значения выходной сигнал увеличивается пропорционально

времени замкнутого состояния контактов датчика 1 положения рейки топливного насоса (рис.2б). При загрузке двигателя большей номинального значения, выходной сигнал зависит от частоты вращения коленчатого вала, которая определяет степень загрузки (рис.2в).

Таким образом, предлагаемое устройство позволяет расширить диапазон измерения загрузки до режима максимального

крутящего момента.

Формула изобретения Устройство для контроля загрузки дви-- гателя внутреннего сгорания, содержащее

датчик положения рейки топливного насоса, датчик частоты вращения коленчатого вала, соединенный с блоком измерения углового ускорения коленчатого вала, выход которого подключен к управляющему входу первого электронного ключа, соединенного с регистрирующим прибором, отличающееся тем, что, с целью расширения диапазона измерения загрузки до режима максимального крутящего момента, оно дополнительно снабжено вторым электронным ключом, блоком сравнения, источником опорного напряжения, преобразователем частота - аналог, функциональным преобразователем и интегратором, причем датчик

положения рейки топливного насоса через первый электронный ключ соединен с интегратором, датчик частоты вращения коленчатого вала через второй электронный ключ соединен с преобразователем частота аналог, выход которого соединен с функциональным преобразователем, к управляющему входу второго электронного ключа подключен выход блока сравнения, к одному входу блока сравнения подключен выход

интегратора, а ко второму - источник опорного напряжения, при этом выходы интегратора и функционального преобразователя соединены с регистрирующим прибором.

/

L

jS

Jf

.:

4

Si

$