Стробоскопический индикатор давления в цилиндрах двигателя Советский патент 1981 года по МПК G01L23/08 

(54) СТРОБОСКОПИЧЕСКИЙ ИНДИКАТОР ДАВЛЕНИЯ В ЦШМНДРАХ

ДВИГАТЕЛЯ

Изобретение относится к измерительной технике и может найти при менение при контроле и испытаниях дви гателей внутреннего сгорания. Известны индикаторы, работа которых основана на стробоскопическом эффекте р |, Наиболее близким к изобретению является устройство, содержащее датчик давления, выход которого соединен через усилитель с входами первого и вто рого ключей, выходы которых через запоминахкцие элементы подключены ко вхо дам компаратора, выход которого связан с регистрирующим устройством, а также датчики угла поворота вала двигателя, подключенные к формирователям прямоугольных импульсов Г27. . Однако известное устройство имеет низкую точность и неудобно в экс плуатации. Цель изобретения - повышение точности измерений давления. Указанная цель достигается тем, что устройство снабжено тремя счетчика 81, двумя дешифраторами, двумя злементами совпадения, двумя делителями частоты, двумя дополнительными ключами, генератором тактовых кмпупьсов и дополнительным регистрирукицим устройством, причем выход компаратора подключен к первому управлякицему входу третьего ключа, выход генератора тактовых; импульсов через этот ключ первый делнтель и гр&тяА счетчик подключен к регистрир псщему устройству, установочный вход третьего счетчика через второй делнтель соединен со вторым управлямоким входом третьего Kjffi 4a, управляияфш входом второго ключа, первым управлякщин входом четвертого клю; ча и выходом первого элемента совпадения, входы которого через первый дешифратор подключены к выходам первого счетчика, счетшлй вход которого соединен с выходом четвертого ключа, а установочньй - со вторым управлянлцим входом первого ключа и выходом второго элемента совпадения, входы которого через второй дешифратор соединены с выходами второго счетчика, установочный вход которого соединен с выходом второго формирователя, а счетный вход - с выводом первого формирователя и входом четвертого ключа вход дополнительного регист)ирующего устройства подключен к выходам первого -счётчика. На чертеже представлена схема уст ройства. Устройство содержит датчик 1 угла поворота коленчатого вала, датчик 2 нижней мертвой точки J. ШТ), формирователи 3, счетчик А сдвига мертвой точки, дешифратор 5, элемент 6 совпаде шя, ключ 7, счетчик 8 числа гра дусов поворота коленчатого вала, дешифратор 9, элемент 10 совпадения, регистрирующее устройство 11, пьезоэлектрический датчик 12 давления, эл трометрический усилитель 13, ключи 14 и 15, схема 16 запоминания уровня сигнала, схема 17 преобразования аналогового сигнала во временной интервал, компаратор 18, генератор 19 тактовых импульсов, ключ 20, делител 21 частоты тактовых импульсов, измерительный счетчик 22, цифровой индикатор { регистрирующее устройство)23 и делитель 24 частоты стробирующего импульса. Индикатор работает следуншщм образом. При вращении маховика импульсы да чиков 1 и 2 через формирователи 3, где оии преобразуются в прямоугольные, подаются на вход счетчика сдвига мертвой точки 4, причем сигналом датчика мертвой точки 2 этот счетчик сбрасывается на нуль при каждом обороте маховика и затем начинает считать импульсы от датчика угла поворота коленчатого вала 1, При прохождении перед датчиком 1 полосы, по рядковый номер которой совпадает с( числом, установленным на переключателе дешифратора 5, например 120 на всех .входах элемента совпадения 6 появляется логическая единица, и эта схема вищаегг импульс искусственной НМТ. При перестановке датчика давления 2 на другой цилиндр переключатель дешифратора 5 устанавливается в другое положение,, соответствующее углу заклиики кривошипов испытываемо го двигателя. Импульс НМТ сбрасывает 8 4 четчик 8 числа градусов на нуль и дновременно открывает ключ..7, коорый пропускает импульсы датчика гла поворота коленчатого вала на четчик,.8, Как только число на этом четчике достигает значения, установенного оператором при помощи перекючателя (дешифратора) 9, на всех его ыходах появляются логические единиы, и элемент совпадения 10 выдает стробирующий импульс, который закрывает ключ 7, На с четчике 8 остается заданное число градусов, которое сохраняется до прихода следующего импульса НМТ и высвечивается на регистрирующем устройстве 11. Показания счетчика 8 можно подать на вход ЭВМ без дополнительных преобразований, Дпя определения дальнейшего рассмотрения работы индикатора поедположим, что деление частоты в элементах 21 и 24 не происходит. Импульс НМТ на короткое время открывает ключ -14 и .схема 16 запоминает уровень сигнала, соответствующий положению коленчатого вала, в начале такта сжатия. Этот уровень сохраняется. в течение всего рабочего цикла дизеля на первом входе компаратора 18, Ключ 15 до прихода стробирующего импульса открыт, и сигнал с пьезоэлектрического датчика 12 поступает на схему преобразования аналогового- сигнала во временной интервал 17. При появлении стробирующего импульса его передним фронтом сбрасывается на нуль счетчик 22, а задним закрывается на время, достаточное для измерения, ключ 15 и открывается ключ 20. Тактовые импульсы поступают на измерительныйГ счетчик 22, и уровень сиггнала, имевпшйся на схеме 17 и соответственно на втором входе компаратора 18, снижается строго пропорционально времени. При совпадении уровней входах компаратор 18 вьвдает импульс, закрывающий ключ 20; на измерительном счетчике 22 оказывается число 5 пропорхщональное разности давлений в моменты времени появления стробирующего к НМТ импульсов. Показания измерительного счетчика 22 сохраняются до прихода переднего фронта следующего стробирующего импульса и высвечиваются на цифровом индикаторе 23, Счетчик 22 выполнен двоичными;, следовательно, может быть подключен к ЭВМ без дополнительных устройств. Так как в двигателе внутреннего сгорания рабочий процесс имеет отклонения от цикла к циклу, то для увеличения точноста измерений введены одинаковые делители частоты 21 и 24, первый из которых делит частоту тактовых импульсов, а второй - частоту стробирующих импульсов. Очевидно, что в этом случае измерительный счетчик показывает число, равное среднему арифметическому за несколько циклов работы двигателя, рледовательно, медленно меняющийся сигнал дрейфа вследствие вычитания уничтожается.

Устройство может найти применение на судах речного и морского флота и на железнодорожном транспорте для л, анализа рабочего процесса среднеоборотных дизелей, что дает возможность првышать экономичность последшпс.

Формула изобретения

Стробрскопинеский индикатор давления в цилиндрах двигателя, содержа,щнй датчик давления, выход которого соединен через усилитель с входами первого и второго ключей, выходы которых через запоминающие элементы подключены ко входам компаратора, регистрирующее устройство, а также датчики угла поворота вала двигателя, подключенные к формирователям прямо угольных импульсов, отличающий с я тем, что, с целью повышения точности измерения давления, в него введены три счетчика, два дешифратора, два элемента совпадения, два делителя частоты, третий и четвертый

ключи, генератор тактовых импульсов к дополнительное регистрирзпощее устройство, причем выход компаратора подключен к первому управляющему входу третьего ключа, выход генератора тактовых импульсов через этот ключ, первый делитель и третий счетчик подключен к регистрирукщему устройству, установочный вход третьего счетчика через второй делитель соединен со вторым.управляющим входом третьего ключа, управляющим входом второго ключа, nejiвым управлякнцим входом четвертого ключа и выходом первого элемента совпадения, входы которого через первый депшфратор подключены к выходам первого счетчика, счетный вход которого соединен с выходом четвертого ключа, а установочный-со вторым управляюпрм

входом первого ключа и выходом второго элемента совпадения, входы которого через второй дешифратор соединены с выходами второго счётчика, установочный вход которого соединен

с выходом второго формирователя, а счетный вход - с выходом первого фор- , мирователя и входом четвертого ключа, вход дополнительного регистрирукшсего устройства подключен к выходам первого счетчика.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

2.Авторское свидетельство СССР № 613221, кл., G 01 L 23/08, 1976 (прототип).