Устройство для измерения рабочих параметров поршневых двигателей Советский патент 1977 года по МПК G01L23/00 

1

РЬобретепие относится к методам контроля рабочих процессов норш;иевых машин, преимущеетвеиио двигателей внутреннего сгорания, и может быть использовано в систе.мах автоматического контроля и регулировання их параметров.

Известное устройство для измерения параметров поршневых двигателей, содержапдее датчик, усилитель, переключатель, электронно-лучевую трубку с сеткой, не обеспечивает требуемой точностп н пе позволяет измерять индикаторную мош,ность, обороты и др. 1.

Наиболее близким по технической сушности к данному изобретению является устройство для измерения рабочих параметров двпгателей, горизонтальные пластины которой подключены к выходу генератора развертки, соединенного по синхронизирующему входу с выходом генератора и.мпульсов верхней и пижней мертвых точек 2.

Для расширения функциоиальных возможностей в предлагаемое устройство введены амплитудный детектор и два управляемых электронных ключа, одпн из которых связап через основной усилитель с инвертирующим усилителем н переключателе.м, а второй - с накопительными конденсаторами, причем цепь управления первого электронного КЛЕОча подклЕОчена к функциональному преобразователю угла поворота коленчатого вала

непосредственно, а второго - через формирователь импульсов, к выходу которого через электронный счетчик присоединен индикатор оборотов, нри этом выход основного усилителя соедииен со входом амнлитудного детектора, выход которого через переключатель связан с индикатором и иластинами вертикальиого отклонения электронно-лучевой трубки, горизонтальные пластины которой подключены к выходу геператора развертки, соединенного но синхронизирующему входу с выходом генератора импульсов верхней и мертвых точек.

На чертеже показано оннсываемое ycTpoilство, содержащее датчик давления 1, установленный в цилиндре 2 двигателя, основной усилитель 3, электронные ключи 4 и 5, выполненные, например, на канальных транзисторах, нивертирующий усилитель 6, электронный иереключатель 7, состоящий, напрнмер, из канальных транзисторов 8 и триггера 9, интегратор 10, два накопительных конденсатора 1 и 12, амплитудный детектор 13, ф)нкциональный преобразователь 14, состоящи1 1 13 кодового диска 15, жестко связанного с коленчатым валом, излучателя 16, нанример электролампочки, которая .может питаться от батареи 17 и приемников 18 и 19, паирнмер фотодиод, фор.мирователь имиульсов 20, электронный счетчик импульсов 21, инднкатор 22 оборотов, блок регистрации режи мов работы 23, индикатор 24, генератор развертки 25, электронно-лучевую трубку 26, переключатель 27.

Преобразователь 14 представляет собой генератор импульсов различной длительности. Это достигается тем, что кодовый диск 15 имеет ио окружности равнорасиоложеиные И1ели или иазы, ширина которых отображает дискретное значение функиии (f) по абсолютной велнчине. Количество щелей определяется требуемой точностью измерений. Функция 1-1 (ф) связывает смеидение поршня от верхней мертвой точки с углом ф поворота коленчатого вала двигателя.

На диеке 15 есть еш,е дополнительно две щели, расположенные под углом 180°, которые соответетвуют положению порщпя в верхней мертвой точке и нижней мертвой точке, т. е. излучатель 16, приемник 19 и указанные щели представляют собой генератор импульсов верхней и нижней мертвой точек.

Прн работе двигателя мгновенное значение давление газов в цилиндре 2 преобразуется датчиком давления 1 в соответствующее электрическое напряжение, усиливается усилителем 3 до необходимой величины и поступает на ключ 4. Одновременно, вращаясь, диск 15 нрерывает поток излучений излучателей 16. В момент прохождения щели между излучателями 16 и приемниками 18, 19 в последних наводится электрический импульс. При полном обороте диска 15 в приемнике 18 наводятся серии импульсов, длительность которых отображает функцию (ф), а в приемнике 19 - импульсы верхней и нижней мертвых точек. Прн следующем обороте цикл снова повторяется. Импульсы от приемника 18 поступают на управление ключом 4 и через формирователь 20 - ключом 5, а от приемника 19 - на синхронизацию генератора 25 и на управление нереключателем 7. Таким образом, ключ 4 осуществляет модуляцию сигнала от датчика давления 1 выходным сигналом преобразователя 14. С выхода ключа 4 модулированный сигнал поступает на интегратор 10 неносредственно или через инвертор 6, так как триггер 9 переключателя 7 включен ио счетному входу и под воздействием импульсов верхней и нижней мертвых точек, поступающих от приемника 19, нереходит от одного исходного состояния к другому. Выходы триггера 9 подключены к ключам 8 таким образом, что в период от нижней мертвой точки до верхней мертвой точки замкнут нижний ключ 8, и сигнал на интегратор 10 поступает через инвертор 6 с обратным знаком, а в период от верхней мертвой точки до нижней мертвой точки нижний ключ 8 разомкнут, а верхний - замкнут, н сигнал непосредственно е ключа 4 поступает на вход интегратора 10.

Выходное напряжение интегратора 10 отобралсает величину Р среднего индикаториого

давления за один цикл, а конденсатор 11 производит усреднение этого напряжения по нескольким циклам. При среднем положении переключателя 27 11ндикатором 24 можно мерить среднее значение Рг. В верхнем положении переключателя 27 на индикатор 24 поступает напряжение с амплптудного детектора 13, отображающее макснмальное значение давления поршня PZ0 В нижнем положении переключателя 27 на индикатор поступает напряжение, иропорциональное велнчине индикаторной мощности Ni, являющееся результатом сглаживания кондеисатором 12 модулированного напряже15 ПИЯ, выделявшегося на конденсаторе 11. Модуляция осуществляется ключом 5, получающего импульсы управления с формирователя имиульсов одной определенной длительности 20, который запускается выходными импуль0 самп фотоприемника 18 преобразователя 14, т. е. ключ 5 замыкается с частотой, пропорциональной скорости вращения коленчатого вала. Таким образом, напряженне на конденсаторе 12 отображает результат умножения Pi на скорость вращения коленчатого вала п и может регистрироваться также и блоком 23, который учитывает работу двигателя на различных режимах нагрузки.

Обороты двигателя регистрируются иосто30 янно индикатором 22 с помощью счетчика 21, который считает количество импульсов с выхода формирователя 20 за оиределенное время.

На пластины вертикального отклонения

5 трубки 26 постоянно подается напряжение с выхода усилителя 3, а на пластины горизонтального отклонения - с генератора 25, засинхронизированного импульсами верхней и нижией мертвыми точками. В результате на

0 экране трубки 26 можно визуально наблюдать развернутые индикаторные диаграммы с метками верхней и нижней метвых точек, так как имиульсы последних также регистрируются на экране. Для определения периода

5 задержки самовоспламенения топлива, угла опережения подачн топлива и скорости нарастания давления при сгорании экран трубки 26 проградуирован в виде вертнкальиых и горизонтальных линий е началом отсчета от

0 лннин верхней мертвой точки, определяемой соответствующим импульсом.

Формула изобретения

Устройство для измерения рабочих пара5 метров порщневых двигателей, содержащее датчик давления, соединенный с основным усилителем, инвертирующим усилителем, связанным с переключателем, интегратором, накопительным конденсатором, генератор им60 пульсов верхней и нижней лмертвых точек и индикатор, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, в него введены амплитЗдный детектор и два управляемых электронных ключа, 65 один из которых связан через основной усилитель с инвертирующим усилителем и переключателем, а второй - с накопительными конденсаторами, иричем цепь }правления первого электронного ключа подключена к функциональному преобразователю угла поворота коленчатого вала непосредственно, а второго - через формирователь импульсов, к выходу которого через электронный счетчик присоединен индикатор оборотов, при этом выход основного усилителя соединен со входом амплитудного детектора, выход которого через переключатель связан с индикатором и

пластинами вертикального отклонения электронно-лучевой трубки, горизонтальные пластины которой подключены к выходу генератора развертки, соединенного по спнхронирующему входу с выходом генератора импульсов верхней и пильней мертвых точек.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1.Патент Франции № 1289582, кл. G 01М, оиублик. 1962.

2.Патент США № 3625254, кл. 73-115, оиублнк. 1971.