Устройство для измерения среднего индикаторного давления Советский патент 1981 года по МПК G01L23/08 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СРЕДНЕГО ИНДИКАТОРНОГО ДАВЛЕНИЯ

1

Изобретение относится к области приборостроения, в частности к приборам для исследования рабочих процессов двигателя внутреннего сгорания .

Известно устройство для измерения среднего индикаторного давления в цилиндрах двигателей внутреннего сгорания, содержащее датчик, преобразующий величину угла поворота коленчатого вала в электрические импульсы, датчик, преобразующий величину давле ния в цилиндре в электрическое напряжение, блоки вьщеления импульсов верхней и нижней мертвой точки (ВМТ и Ш1Т) , ппгротно-импульсный преобразователь , выход которого соединен с входами двух схем совпадения, вторые входы которых подключены к генератору импульсов, а третьи входы к триггерам, управляемым импульсами ВМТ и НМТ, причем выходы схем совпадения соединены через число-аналоговый преобразователь со схемой сравнения, вторым входом подключенной к выходу формирователя импульсов НМТ l.

Недостатками устройства являются: двойное преобразование напряжения в число импульсов и обратно, что является источником дополнительной погрешности, и необходимость перестановки датчиков при последовательном исследовании нескольких цилиндров.

Известно другое устройство, содержащее датчики сигналов ВМТ и НМТ мертвых сигналов равных приращ ений объема цилиндра и сигналов изменения равных приращений объема, соединенные с соответствующими формирователями сигналов, регулируемые линии задержки этих сигналов, датчик давления с усилителем, соединенные с бдним из входов широтно-импульсного преобразователя, второй вход которого подсоединен к входу формирователя сигналов равных приращепий.объема, а выход - к входам двух схем И, вторые входы которых соединены с генера тором счетных импульсов, третьи вход соответственно - с единичным и нулевым выходами триггера, счетный вход которого соединен с формирователем сигнала изменения равньге приращений объема, а вход установки в О - с формирователем сигнала НМТ, выходы схем И соединены с входами схемы ИЛИ, первая - непосредственно, вторая - через первый реверсивный счетчик, выходы схемы ИЛИ соединены с входом реверсивного счетчика, причем входы суммирование и вычитание обоих реверсивных счетчиков соединены с выходами единиц и нулей триггера управления реверсом, единичный вход ко торого соединен с формирователем сиг нала ВМТ, а нулевой - с формирователем сигнала НМТ 2j. - Недостатком его является необходимость дополнительной перестройки датчиков при последовательном исследовании нескольких цилиндров, что препятствует автоматизации измерений. Целью изобретения является автоматизация измерений при последовательном исследовании нескольких цилиндров . Поставленная цель достигается тем что в устройство введены два счетчика, четыре дешифратора, переключатель, третий триггер, третья схема И и третий реверсивный счетчик, причем счетный вход первого счетчика соединен с формирователем сигнала угловых меток, а вход установки в О - с формирователем сигнала ВМТ, выход первого счетчика через первый дешиф. ратор и переключатель в первом полож нии соединен с входом установки в второго триггера и входом установки в О третьего реверсивного счетчика счетный вход которого подключен к выходу формирователя угловых меток, а суммируклдий и вычитающий входы соответственно соединены с единичным и нулевым выходом второго триггера, причем выход третьего реверсивного счетчика подключен к входам второго третьего и четвертого дешифраторов.

вькод второго из них соединен с первого триггера

дом установки в tt 1II

и входами установки в 1 второго третьего триггеров, а также через второй счетчик - с входом установки в О третьего триггера, выход третьего дешифратора подсоединен к входу широтно-импульсного преобразоватеR c,,fpgci давление в цилинде в точках отсчета соответственно при сжатии и расшир1 нин; 5 ля через третью схему И., второй вход которой соединен с единичным выходом третьего триггера, выход четвертого дешифратора - со счетным входом первого триггера, а датчики давления соединены с усилителем через переклкгчатель во втором положении. Кроме того, для повьш1ения точности в устройство введен регулируемый элемент задержки, причем выход формирователя сигнала верхней мертвой точки соединен с входом установки в О первого счетчика через схему И, второй вход которой, а также счетные входы первого счетчика и третьего реверсивного счетчика соединены с формирователем сигнала угловых меток через регулируемый элемент задержки. На чертеже изображена функциональная схема устройства. Устройство для измерения среднего индикаторного давления в двигателях внутреннего сгорания содержит датчик угловых меток с индикатором ВМТ 1. Формирователь сигналов угловых меток 2, формирователь сигналов ВМТ 3, датчики давления 4, усилитель 5, широтно-импульсный преобразователь 6 схему И 7, вторую схему И 8, генератор импульсов 9, триггер 10, схему ИЛИ 11, первый реверсивный счетчик 12, второй реверсивный счетчик 13, второй триггер 14, третий реверсивный счетчик 15, третью схему И 16, третий реверсивный счетчик 17, регулируемый элемент задержки 18, переключатель 19, дешифратор НМТ 20, дешифратор равных приращений объема цилиндра 21, дешифратор изменения равных приращений объема 22, третий триггер 23, счетчик 24, схему И 25 и дешифратор ВМТ 26. Устройство реализует алгоритм вычисления среднего индикаторного давления . 5 количество приращений объема цилиндра, соответствую щее одинаковым приращением соответственно; отношение одинаковых приращений, целое число. Устройство работает следующим образом. В исходном состоянии все триггеры и счетчики установлены в состояние О. Датчик угловых меток с индикатором ВМТ одного из цилиндров вьщает сигналы, соответствующие равным изменениям угла поворота коленчатого вала в определенном количестве за оборот, и сигнал, соответствующий ВМТ одного из цилиндров двигателя. Счетчик 15 устанавливаете в состояние О каждым сигналом ВМТ с фор мирователя 3 и производит пересчет угловых меток. Состояние счетчика 15 соответствующее углам поворота коленчатого вала, в которых один из ци линдров находится в ВМТ, декодируется дешифратором 26. Один из сигналов дешифратора, соответствующий сигнала ВМТ исследуемого цилиндра, через переключатель 19 устанавливает триггер 14 в состояние 1 и подтверждает нулевое состояние реверсивного счетчика 17 триггера 14, включает ре версивные счетчики 12, 13 и 17 в режим суммирование. Следукнцие за сигналом ВМТ сигналы угловых меток суммируются по количеству реверсивны счетчиком 17, который определяет те кущий угол поворота коленчатого вала относительно ВМТ. Угол, соответствую щий НМТ .исследуемого цилиндра декоди руется дешифратором 20, сигнал котор. го устанавливает триггер 14 в состоя ние О. Триггер 14 включает реверси ные счетчики 12, 13 и 17 в режим выч тание . Счетчик 17 производит вычитание количества угловых меток в интервале от НМТ до ВМТ. После установки устройства в исходное состояние первым сигналом НМТ исследуемого цилиндра устанавливается в состояние 1 триггер 23 чем разрешается прохождение сигналов через схему И 25 с дешифратором 21.. Этим обеспечивается включение устройства в любой момент времени цикла. Дешифратор 21 определяет дискретные моменты одинаковых приращений объема цилиндра. Дещифратор 22 определяет моменты изменения равных приращений объема 55 цилиндра. Сигналы, соответствующие этим моментам, подаются на счетный вход триггера 10, синхронизация которого производится сигналами НМТ исследуемого цилиндра с дешифратора 20. Счетчик 24 пересчитывает заданное . количество циклов, устанавливает в состояние О триггер 23 и удерживает его в зтом состоянии, что обеспечивает окончание измерения среднего индикаторного давления. Сигнал датчика давления цилиндра выбранного переключателем 19 усиливается и поступает на широтно-импульсный преобразователь, который преобразует величину напряжения, пропорционального давлению в цилиндре, в длительность прямоугольного импульса в моменты времени, определяемые сигналами с дешифратора 21. Этот импульс обеспечивает прохождение счетных импульсов с генератора 9 через одну из схем И 7 или 8 в зависимости от того, в каком состоянии находится триггер 10.. Вблизи ВМТ, где вычисление производится при меньших изменениях объема цилиндра, триггер 10 находится в единичном состоянии и счетные импульсы проходят через вторую схему ИВ, а при увеличении равных приращений объема цилиндра в К раз счетные импульсы проходят через первую схему И 7. В первом случае число - импульсный код со второй схемы И пересчитывается реверсивным счетчиком 12 в К раз и через схему ИЛИ поступает на счетный вход реверсивного счетчика 13, во втором - поступает на счетный вход реверсивного счетчика без пересчета. За интервал цикла от НМТ до ВМТ исследуемого цилиндра число - импульсный код вычитается, а от ВМТ до НМТ суммируется. По окончании измерения в реверсивном счетчике 13 сохраняется код числа, пропорционального среднему индикаторному давлению. Схема И 16 и регулируемый элемент задержки 18 введены для совмещения сигнала ВМТ одного из цилиндров с одной из угловых меток, что дает озможность корректировать положеие сигналов одинаковых приращений бъема цилиндра относительно ВМТ ндицируемого цилиндра. От положеия их относительно ВМТ индицируеого цилиндра значительно зависит очность измерения.

Формул;) изобрете,;;ик

Устройство для измерения cj-ie;:;некО .индикаторного давлеютя Е ДЕТ.,.;а тепях внутреннего сгорания5 с ,;j,ep.):..ш,ее датчик угловых меток с. и.,;-,ик;; верхней мертной точки, соединенный с формирователями cHrHaji-ovi, датчики давления в цилиндрах, усилитель сигнала давления, соединенный с ииротно-импульсным преобразова елем, включенным на входы двух схем И, вторые нходы которых соединены с rehepaтором импульсов, а третьи входы - соответственно с единичным и с нулевым выходом первого триггера, а выходы схем И соединены с входами схемы ИЛИ первая непосредственно, вторая - через перньш реверсивный счетчик, выход схемы ИЩ роединен с .входом второго реверсивного счетчика, причем суммирующне rf- вычитающие входы обоих счетчиков срединены соответственно с единичным и нулевым выходом второго триггера, отличающееся тем, что, с целью автоматизации измерения, в устройство введены два счетлика, четыре дешифратора, переключа: ль, третий триггер, третья схема И к третий реверсивный счетчик, причем счетный вход первого счетчика соединен с формирователем сигнала угловых ето: 5 а вход установки в О - с формироваталем сигнала верхней мертвой точки, выход первого счетчика через первый дешифратор и переключател в первом положеьши соединен с входом установки в 1 второго триггера и входом установки в О третьего резерснвного счетчика, счетный вход хоторого подключен к выходу формирователя угловых меток, а суммирукяций н вычитающий входы соответственно

соедигшаы с единичным и нулевым выходом второго триггера5 причем выход третьего реверсивного счетчика Еодключен к входам второг-: -рет.ьего и четвертого дешифраторов, выход второго дешифратора соединен с входом установки в О первого триггера и входами установки в 1 второг и третьего триггеров, а также через второй счетчик - с входом установки в О третьего триггера, выход третьего дешифратора подсоединен к входу широтно-импульсного Преобразователя через третью схему И, второй вход которой соединен с единичным выходом третьего триггера, выход четвертого дешифратора - с счетным входом первого триггера, а датчики давления соединены с усилителем через переключатель во втором положении.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

кл. 73-117.2, опублик. 1968 (прототип).