Устройство для измерения индикаторной мощности поршневых машин Советский патент 1980 года по МПК G01L23/08 

1

Изобретение относится к области измерительной техники и предназначено для измерения индикаторной мощности поршневых машин.

По основному авт. св. № 705293 известно устройство для измерения индикаторной мощности поршневых машин 1.

Однако оно не позволяет осуществлять одновременное измерение индикаторной мощности всех цилиндров порщневой машины.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для измерения индикаторной мощности поршневых машин введены коммутатор, два динамических регистра, полусумматор, триггер, элемент задерл ки и логические элементы И и ИЛИ, датчики давления в цилиндрах соединены через коммутатор с управляющим входом одновибратора, к управляющим входам которого подключены клеммы третьего выхода блока управления и первые входы первой группы элементов И, вторые входы которых соединены с первой группой выходов блока синхронизации соответственно, первый динамический регистр соединен входом с выходом первого элемента ИЛИ, входы которого соединены с выходами второго и третьего элементов И, триггер соединен ииверсным выходом с первым входом второго элемента И, второй вход которого подключен к выходу первого динамического

5 регистра и первому входу четвертого элемента И, второй вход которого соединен с прямым выходом триггера, прямой вход , которого соединен с выходом пятого элемента И, первый вход которого соединен со

10 вторым выходом блока синхронизации, второй вход - с выходом второго элемента ИЛИ, входы которого подключены к выходам первой группы элементов И, причем инверсный вход триггера соединен с выходом третьего элемента ИЛИ, нервый вход которого подключен к четвертому выходу блока управления и первому входу третьего элемента И, второй вход которого соединен с выходом реверсивного счетчика, выход

20 второго динамического регистра соединен с первым входом полусумматора, первый выход которого соединен с входом второго динамического регистра и третьим входом блока регистрации, второй выход - с третьим входом блока управления, второй вход - с выходом четвертого элемента ИЛИ, первый вход которого соединен с выходом четвертого элемента И и через элемент задержки - со вторым входом треть30 его элемента ИЛИ, второй вход - с выходом шестого элемента И, первый вход которого соединен с одним из выходов первой группы выходов блока синхронизации: второй вход - со вторым выходом блока синхронизации и третий вход - со вторым выходом блока управления.

На чертел е изобрал ена структурная схема устройства.

Устройство содержит датчики давления 1 в цилиндрах, коммутатор 2, одновибратор 3, датчик угла поворота 4, реверсивиый счетчик 5, блок управления 6, блок регистрации 7, блок синхронизации 8, два динамических регистра 9 и 10, полусумматор 11, триггер 12, элемент задержки 13, группу элементов И 14, элементы И 15- 19 и элементы ИЛИ 20-23.

Устройство для измерения индикаторной мощности поршневых машин работает следующим образцом.

Датчики давления 1 через коммутатор 2 по сигналам блока управления 6 подключаются к управляющему входу одновибратора 3.

Датчик угла поворота 4 выдает по первому выходу импульсы, соответствующие центральным точкам элементарных объемов AFj, на которые условно разбивается рабочий объем цилиндра. Полная работа, совершенная газами за ход поршня, равна

A,,

где Pj - давление газов в цилиндре, соответствующее элементарному объему;I - количество элементарных объемов

AV,.

Суммируя положительную и отрицательную работы в цилиндре за один i-ый цикл, получим работу в i-ом цикле

A,f.v(j: ptj-i,pu

и среднее индикаторное давление на t-ом цикле

Л (,),

где V - рабочий объем цилиндра;

Pij - давление в цилиндре в t-ом цикле в /-ОЙ точке разбиения объема цилиндра.

Индикаторная мощность k-ro цилиндра определяется по выражению

I

III,jт§(..

Plij

N,

С - постоянный коэффициент конструкции двигателя;

Т - постоянный интервал времени измерения;

т - количество оборотов коленчатого вала, регистрируемое за время Т.

Измереиие работы в пределах одного оборота производится реверсивным счетчиком 5 посредством суммирования количества импульсов, пропорциональных положительной и отрицательной работе.

Датчик 4 вырабатывает по второму выходу импульсы, совпадающие с моментами прохождения верхних и нижних мертвых точек (ВМТ и НМТ) цилиндра, датчик давлеиия которого подключен к одиовибратору 3.

Одновибратор 3 запускается импульсами с первого выхода датчика угла поворота 4 и вырабатывает на выходе импульсы, длительность которых пропорциональна выходному сигналу датчика давления. Он настраивается так, чтобы длительность его выходного импульса учитывала постоянный коэффициент С/Г.

Блок управления 6 в соответствии с импульсами ВМТ и НМТ формирует на первом выходе сигналы запуска, реверсирования счета импульсов положительной и отрицательной работы и сигнал сброса показаний счетчика 5.

На втором выходе блока синхронизации 8 вырабатываются синхронизирующие импульсы иервого разряда двоичного кода, считываемого с выхода реверсивного счетчика 5, частота которых равна

f - f Л--,

где / - частота тактовых сигналов;

п - количество двоичных разрядов

счетчика.

Работа динамического регистра 9, который имеет п двоичных разрядов, синхронизирована с работой счетчика 5.

Блок управления 6 после окончания счета импульсов положительной и отрицательной работы формирует сигнал на четвертом выходе, который поступает на первый вход элемента ИЛИ 22 и первый вход

элемента И 16. С выхода элемента ИЛИ 22 этот сигнал поступает на инверсный вход триггера 12, устанавливая его в нулевое состояние. Наличие сигнала на первом входе элемента И 16 приводит к перезаписи содержимого реверсивного счетчика 5 через элементы И 16 и ИЛИ 20 на вход динамического регистра 9. После перезаписи содержимого реверсивного счетчика 5 в динамический регистр 9 блок управления

6 прекращает выработку сигнала на четвертом выходе и формирует сигнал, который подключает с помощью коммутатора 2 к одновибратору 3 выход следующего датчика давления другого цилиндра.

С помощью полусумматора 11 производится суммирование работ разных цилиндров, которое накапливается в динамическом регистре 10.

Регистр 10 синхронизируется с помощью

блока 8, на первой группе выходов которого вырабатывается последовательность импульсов, действующих с частотой

f - f гп

где I - частота тактовых сигналов;

г - количество слов динамического регистра 10;

п - количество двоичных разрядов одного слова динамического регистра 10, сдвинутых относительно друг друга на время

п

t m -

и имеющих длительность т. . Блок управления 6 с помощью третьей группы выходов и группы элементов И 14 выбирает соответствующий выход первой группы выходов блока синхронизации 8 и подключает его к входу элемента ИЛИ 21, на выходе которого действует синхронизирующий сигнал динамического регистра 10.

С выхода регистра 9 считывается последовательно, начиная с младших разрядов, двоичный код, который через элемент И 17, элемент задержки 13 и элемент ИЛИ 22 поступает, на прямой вход триггера 12, а также через элемент И 17 и элемент ИЛИ 23- на второй вход полусумматора 11.

Первая младщая единица двоичного кода, считываемого с выхода регистра 9, суммируется полусумматором 11 с содержимым регистра 10, а также возвращает триггер 12 в нулевое состояние, спустя время задержки элементом 13, который обеспечивает поступление импульса единицы двоичного кода на инверсный вход триггера 12 после окончания действия его на выходе регистра 9. Таким образом, первая единица двоичного кода регистра 9 стирается с помощью элемента И 15, закрытого инверсным выходом триггера 12. После установки триггера 12 в нулевое состояние элемент И 15 открывается, а элемент И 17 закрывается. В результате остальные разряды двоичного кода после первой единицы перепишутся без изменения с выхода динамического регистра 9 на его вход, а на второй вход полусумматора 11 не поступят.

После окончания счета импульсов положительной и отрицательной работы для одного из цилиндров в реверсивном счетчике 5, блок управления 6 с помощью коммутатора 2 подключает к управляющему входу одновибратора 3 выход датчика давления следующего цилиндра, а в это время полусумматор И производит суммирование работы предыдущего цилиндра.

Дальнейшая работа устройства происходит аналогичным образом до момента окончания времени измерения.

Время измерения Т измеряется с помощью счета синхронизирующих импульсов в счетчике, образованном соединением динамического регистра 10 с полусумматором И. Счетные импульсы времени формируются с помощью элемента И 19 из синхронизирующих импульсов и поступают через элемент ИЛИ 23 на второй вход полусумматора 11 в первом разряде последнего слова в каждом цикле суммирования.

Таким образом, введение коммутатора, двух динамических регистров, полусумматора, триггера, элемента задержки, логических элементов И и ИЛИ позволяет измерять одновременно индикаторную мощность всех цилиндров поршневой машины, расширяя тем самым функциональные возможности известного устройства.

Формула изобретения

Устройство для измерения индикаторной

мощности поршневых машин по авт. св. № 705293, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, в него введены коммутатор, два динамических регистра, полусумматор,

триггер, элемент задержки и логические элементы И и ИЛИ, датчики давления в цилиндрах соединены через коммутатор с управляюшим входом одновибратора, к управляющим входам которого подключены

клеммы третьего выхода блока управления и первые входы первой группы элементов И, вторые входы которых соединены с первой группой выходов блока синхронизации соответственно, первый динамический регистр соединен входом с выходом первого элемента ИЛИ, входы которого соединены с выходами второго и треьтего элементов И, триггер соединен инверсным выходом с первым входом второго элемента И, второй вход которого подключен к выходу первого динамического регистра и первому входу четвертого элемента И, второй вход которого соединен с прямым выходом триггера, прямой вход которого соединен с выходом пятого элемента И, первый вход которого соединен со вторым выходом блока синхронизации, второй вход - с выходом второго элемента ИЛИ, входы которого подключены к выходам первой группы элементов И, причем инверсный вход триггера соединен с выходом третьего элемента ИЛИ, первый вход которого подключен к четвертому выходу блока управления и первому входу третьего элемента И, второй

вход которого соединен с выходом реверсивного счетчика, выход второго динамического регистра соединен с первым входом полусумматора, первый выход которого соединен с входом второго динамического

регистра и третьим входом блока регистрации, второй выход - с третьим входом блока управления, второй вход, с выходом четвертого элемента ИЛИ, первый вход которого соединен с выходом четвертого элемента И и через элемент задержки - со вторым входом третьего элемента ИЛИ, второй вход - с выходом шестого элемента И, первый вход которого соединен с одним из выходов первой группы выходов блока синхронизации, второй вход- со вторым выходом блока синхронизации и

третий вход - со вторым выходом блока

управления.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР

№ 705293, кл. G OIL 23/08, 22.08.77.