RU2053492C1

RU2053492C1 - Station for testing internal combustion engines

Info

Publication number: RU2053492C1
Application number: RU93016446A
Authority: RU
Inventors: В.Г. Андрианов; В.И. Везенов; А.В. Иванов; В.А. Кармалита; В.В. Меер; В.И. Нестеров; Г.Г. Патока; А.И. Попов; В.Н. Рогожкин; А.В. Тараканов
Original assignee: Особое конструкторское бюро "Спектр" при Рязанском радиотехническом институте
Priority date: 1993-03-31
Filing date: 1993-03-31
Publication date: 1996-01-27

Abstract

FIELD: test engineering. SUBSTANCE: station has slope converter 13, multichannel digital filter- processor 14, adapter 15, coder 17 for indication of condition of quantized action actuating mechanisms, which are connected with channel 5 of interface. Actuating mechanisms are made in form of continuous-action mechanisms and quantized action actuating mechanisms, which are connected correspondingly with influence forming unit 10 and blocking unit 12. EFFECT: improved reliability of testing. 3 dwg

Description

Изобретение относится к испытательной технике машиностроения, в частности к автоматизированным установкам для испытания двигателей внутреннего сгорания (ДВС). The invention relates to a testing technique of mechanical engineering, in particular to automated installations for testing internal combustion engines (ICE).

Установки осуществляют измерение его нагрузочных и скоростных характеристик, определение его параметров (мощности, расхода топлива и т. д.) и приведение экспериментальных данных к стандартным условиям путем введения поправок на температуру топлива, масла атмосферные условия и т. п. The units measure its load and speed characteristics, determine its parameters (power, fuel consumption, etc.) and bring the experimental data to standard conditions by introducing amendments to the temperature of the fuel, oil, atmospheric conditions, etc.

Для этого современные установки содержат электроуправляемые исполнительные механизмы, измерительные датчики параметров режима работы ДВС (частоты вращения коленчатого вала, момента нагрузки на нем, температуры и давления газов, температуры топлива, охлаждающей жидкости и масла, параметров атмосферного воздуха и т. п.), а также систему автоматического управления, снабженную компьютером, блоком накопителей, терминалами, многоканальным блоком измерения параметров и блоком формирования управляющих воздействий для исполнительных устройств. Компьютер системы управления предназначен как для ввода исходной многостадийной программы испытаний, так и для регистрации возвратных данных с помощью терминалов и накопителей. For this, modern installations contain electrically-driven actuators, measuring sensors of the parameters of the internal combustion engine operation (rotational speed of the crankshaft, the moment of loading on it, gas temperature and pressure, temperature of the fuel, coolant and oil, atmospheric air parameters, etc.), and also an automatic control system equipped with a computer, a drive unit, terminals, a multi-channel parameter measurement unit and a control action generation unit for actuators tv The control system computer is designed to enter the initial multi-stage test program, as well as to record return data using terminals and drives.

В различных модеpнизациях установок для испытания ДВС прослеживается устойчивая тенденция придания блоку измерения параметров дополнительных функций предобработки и анализа данных с целью повышения надежности установки путем ускорения реакции цепей автоматики на критерии тревожной ситуации в работе двигателя. In various upgrades of ICE test installations, there is a steady tendency to give the measurement unit additional parameters for preprocessing and data analysis in order to increase the reliability of the installation by accelerating the response of automation circuits to criteria for an alarm situation in engine operation.

Известна обладающая подобной совокупностью признаков установка для испытания ДВС, стенды которой содержат измерительные датчики параметров режима работы двигателя, исполнительные механизмы, блоки формирования управляющих воздействий для них и систему управления, снабженную компьютером, накопителями и терминалами, стендовым блоком управления, а также блоком предварительной обработки информации от датчиков и внутрисистемными средствами обмена информацией [1]
Известна также более совершенная система для испытания ДВС, содержащая измерительные датчики параметров режима работы двигателя, исполнительные механизмы, а также подключенную через канал интерфейса систему управления, имеющую многоканальный блок измерения и анализа параметров с информационными входами и портом ввода-вывода цифровой информации, компьютер, снабженный портом приема измерительной информации, портом сопряжения через локальную сеть обмена с центральной ЭВМ и портами периферийного обмена, к которым подключены блоки накопителей и терминалы, блок формирования управляющих воздействий с портом ввода и выходом, подключенным к входу устройства блокировки, пульт управления и индикации с портом ввода-вывода информации, блокировочным входом и исполнительным выходом, устройство блокировки, снабженное портом ввода, группой выходов по числу исполнительных механизмов, причем порт ввода блока формирования управляющих воздействий и порт ввода-вывода пульта управления связаны с блоком измерения и анализа параметров через канал интерфейса, а входы исполнительных механизмов подключены к соответствующим группам выходов устройства блокировки [2]
Эта система обладает повышенной надежностью и ускоренной исполнительной реакцией на предварительные и аварийные ситуации в работе ДВС, как и другие подобные установки, например, типа [1] она оpиентирована на определенные виды испытаний, обычно на контрольные и приемочные и на определенный круг типов испытываемых двигателей, например, по мощности. Это обусловлено следующим.An installation for testing an internal combustion engine is known, which has a similar set of features, the stands of which contain measuring sensors of engine operating parameters, actuators, control actions generation units for them, and a control system equipped with a computer, drives and terminals, a bench control unit, and also an information processing unit from sensors and intrasystem means of information exchange [1]
Also known is a more advanced system for testing an internal combustion engine, containing measuring sensors of parameters of the engine operating mode, actuators, as well as a control system connected via an interface channel, having a multi-channel unit for measuring and analyzing parameters with information inputs and an input / output port for digital information, a computer equipped with a port for receiving measurement information, a port for interfacing through a local exchange network with a central computer and peripheral exchange ports to which the units are connected devices and terminals, a control action generation unit with an input port and an output connected to the input of the blocking device, a control and display panel with an information input-output port, a blocking input and an executive output, a blocking device equipped with an input port, a group of outputs by the number of actuators moreover, the input port of the control action generation unit and the control panel input-output port are connected to the parameter measurement and analysis unit through the interface channel, and the executive inputs are nisms are connected to respective groups of outputs lock device [2]
This system has increased reliability and accelerated executive response to preliminary and emergency situations in the operation of the internal combustion engine, like other similar installations, for example, of the type [1], it is oriented to certain types of tests, usually to control and acceptance ones and to a certain range of types of tested engines, for example, by power. This is due to the following.

Подавляющее большинство измерительных датчиков в испытательных установках является приборами аналогового типа и преобразует физические параметры (усилия, температуру, давление и т. д.) в электрические эквиваленты (напряжение, ток, сопротивление). Однако измерительные каналы в известных установках не содержат средства адаптации к уровню измеряемой аналоговой величины и во всем диапазоне ее изменения характеризуются одинаковой разрешающей способностью. Таким образом, допустимые нормы относительных погрешностей измерения параметров работы ДВС достигаются только в верхней половине диапазона измеряемых величин, а известные испытательные установки являются грубыми по чувствительности к малым изменениям аналоговых величин. Дополнительно это усугубляется еще двумя факторами. The vast majority of measuring sensors in test installations are analog-type devices and convert physical parameters (forces, temperature, pressure, etc.) into electrical equivalents (voltage, current, resistance). However, the measuring channels in known installations do not contain means of adaptation to the level of the measured analog quantity and in the entire range of its changes are characterized by the same resolution. Thus, the permissible norms of relative errors in the measurement of the parameters of the internal combustion engine are achieved only in the upper half of the range of measured values, and the known test setups are crude in sensitivity to small changes in analog values. Additionally, this is compounded by two more factors.

Во-первых, измерительные датчики в установках испытания ДВС функционируют в индустриальных условиях с сильными электропомехами, недопустимо искажающими сигналы малого уровня. Во-вторых, компьютерные средства обработки и управления не вносят специфических собственных погрешностей округления результатов расчета только в том случае, когда разрешающая способность измерения аналоговой величины меньше соответствующего эквивалента погрешности округления. Firstly, the measuring sensors in the ICE test facilities operate in industrial conditions with strong electrical noise, which unacceptably distort low-level signals. Secondly, computer processing and control tools do not introduce specific inherent errors of rounding of the calculation results only when the resolution of measuring the analog value is less than the corresponding equivalent of the rounding error.

Изложенная здесь совокупность причин ограничивает функциональные возможности известных установок для испытания ДВС, например, не позволяет с желаемой достоверностью и детальностью проводить типовые испытания на чувствительность к конструктивным усовершенствованиям в узлах двигателя, сравнительные испытания, измерения удельных и индикаторных характеристик, испытания двигателей малой мощности, изучение динамики выработки ресурсов ДВС и т. п. The set of reasons described here limits the functionality of the known ICE test installations, for example, it does not allow to carry out typical tests for sensitivity to structural improvements in engine assemblies with the desired reliability and detail, comparative tests, measurements of specific and indicator characteristics, tests of low-power engines, dynamics studies ICE resource development, etc.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей станций испытания ДВС путем увеличения разрешающей способности измерения параметров работы двигателя. The aim of the invention is to expand the functionality of the ICE test stations by increasing the resolution of the measurement of engine performance.

В основу изобретения положена задача адаптации разрешающей способности измерительных каналов испытательной станции к уровню измеряемого параметра в условиях промышленных электропомех. The basis of the invention is the task of adapting the resolution of the measuring channels of the test station to the level of the measured parameter in the conditions of industrial electrical interference.

Поставленная задача технически решается тем, что в станции для испытания ДВС, содержащей измерительные датчики параметров pежима работы двигателя, исполнительные механизмы, а также объединенную через канал интерфейса систему управления, имеющую многоканальный блок измерения и анализа параметров с информационными входами, управляющим выходом и портом ввода-вывода цифровой информации, компьютер, снабженный портом приема измерительной информации и портами периферийного обмена, к которым подключены блоки накопителей и терминалы, блок формирования управляющих воздействий с портом ввода, пульт управления и индикации с портом ввода-вывода информации, блокировочным входом и исполнительным выходом, устройство блокировки, снабженное портом ввода, причем порт ввода блока формирования управляющих воздействий и порт ввода-вывода пульта управления связаны с блоком измерения и анализа параметров через канал интерфейса, исполнительные механизмы выполнены в виде исполнительных механизмов непрерывного и дискретного действия, а она содержит преобразователи крутизны, каждый из которых имеет аналоговых вход, аналоговый выход и регистровый порт записи, многоканальный цифровой фильтр-процессор с портом ввода-вывода и портом приема исходных данных, адаптер связи с первым и вторым портами ввода-вывода и арбитражным каналом, снабженный портом считывания шифратор состояния исполнительных механизмов дискретного действия, которые снабжены двоичными индикаторами их срабатывания, устройство блокировки имеет группу выходов по числу исполнительных механизмов дискретного действия и сигнализатор передачи управления, а блок формирования управляющих воздействий группу выходов по числу исполнительных механизмов непрерывного действия, причем выходы измерительных датчиков подключены к соответствующим аналоговым входам преобразователей крутизны, выходы которых соединены с соответствующими информационными входами блока измерения и анализа, порт ввода-вывода которого связан через канал интерфейса с портом ввода-вывода цифрового фильтр-процессора, портом считывания шифратора, портом ввода устройства блокировки и первым портом ввода-вывода адаптера, связанного арбитражным каналом с цифровым фильтром-процессором, а вторым портом ввода-вывода с портом приема измерительной информации компьютера, при этом входы шифратора подключены к соответствующим двоичным индикаторам исполнительных механизмов дискретного действия, сигнализатор передачи управления устройства блокировки подключен к блокировочному входу пульта управления, исполнительный выход которого подключен к порту приема исходных данных цифрового фильтра-процессора и регистровые порты группы преобразователей крутизны подключены к управляющему выходу блока измерения и анализа информации, а входы исполнительных механизмов непрерывного действия и механизмов дискретного действия подключены к соответствующим группам выходов блока формирования управляющих воздействий и устройства блокировки. Под исполнительными механизмами непрерывного действия понимают их реализации в виде электромагнитных муфт и тормозов, устройств дросселирования и т. п. а под исполнительными механизмами дискретного действия реализацию электромагнитных клапанов, заслонок и т. п. Введение группы преобразователей крутизны для связи датчиков с многоканальным блоком измерения и анализа параметров позволяет автоматически проводить аналоговые сигналы в верхней половине измерительной шкалы, и поканальное избирательное управление их крутизной преобразования (усилением) в условиях промышленных помех осуществляется на основе цифровой фильтрации измерительной информации в каждом канале при наличии исходных количественных данных (уставок) с пульта управления и в зависимости от программы испытаний, задаваемой посредством компьютера через адаптер связи. Это является принципиальной основой пути достижения полезного эффекта. The task is technically solved by the fact that in the ICE test station, which contains measuring sensors of the parameters of the engine operation mode, actuators, as well as a control system integrated through the interface channel, which has a multi-channel parameter measurement and analysis unit with information inputs, a control output and an input port - digital information output, a computer equipped with a measuring information receiving port and peripheral exchange ports, to which drive units and terminals are connected, a block f control actions with an input port, a control and display panel with an information input-output port, a blocking input and an executive output, a blocking device provided with an input port, the input port of the control actions generating unit and the input / output port of the control panel connected to the measurement unit and analysis of parameters through the channel of the interface, actuators are made in the form of actuators of continuous and discrete action, and it contains transducers of slope, each of which has an analog input, an analog output and a register recording port, a multi-channel digital filter processor with an input / output port and a source data reception port, a communication adapter with the first and second input / output ports and an arbitration channel, a status encoder of discrete actuators equipped with a read port actions that are equipped with binary indicators of their operation, the locking device has a group of outputs according to the number of actuators of discrete action and a signaling switch of control, and control actions generating unit is a group of outputs according to the number of continuous operating mechanisms, the outputs of the measuring sensors are connected to the corresponding analog inputs of the slope transducers, the outputs of which are connected to the corresponding information inputs of the measurement and analysis unit, the input-output port of which is connected through the interface channel to the input port digital filter processor output, encoder reader port, blocking device input port, and the first adapter I / O port, associated with an arbitration channel with a digital filter-processor, and a second I / O port with a computer measurement information receiving port, while the encoder inputs are connected to the corresponding binary indicators of the actuators of the discrete action, the control transfer signaling device of the locking device is connected to the blocking input of the control panel, the executive output which is connected to the input port of the initial data of the digital filter processor and the register ports of the group of transducers are directed to the control output of the unit for measuring and analyzing information, and the inputs of continuous actuators and discrete mechanisms are connected to the corresponding output groups of the control actions generating unit and the locking device. Continuous actuators are understood to mean their implementation in the form of electromagnetic couplings and brakes, throttling devices, etc., and discrete actuators are the implementation of electromagnetic valves, dampers, etc. Introduction of a group of transducers of steepness for connecting sensors to a multi-channel measuring unit and analysis of parameters allows you to automatically conduct analog signals in the upper half of the measuring scale, and channel-by-channel selective control of their transconductance Ia (amplification) in industrial interference is based on digital filtering measurement information in each channel with the initial quantitative data (settings) from the control panel and depending on the test program, defined by the computer through the communication adapter. This is the fundamental basis for achieving a beneficial effect.

На фиг. 1 изображена структурная схема станции для испытания ДВС; на фиг. 2 помехоустойчивый вариант выполнения преобразователя крутизны; на фиг. 3 пример структурной организации цифрового фильтра процессора. In FIG. 1 shows a structural diagram of a station for testing an internal combustion engine; in FIG. 2 noise-resistant embodiment of the transducer; in FIG. 3 is an example of the structural organization of a digital processor filter.

Станция подключается к двигателю 1 через измерительные датчики 2 и исполнительные механизмы непрерывного и дискретного действия (3 и 4 соответственно), она также содержит объединенную через канал 5 внутрисистемного интерфейса систему управления, имеющую многоканальный блок 6 измерения и анализа параметров с информационными входами 6-1, управляющим выходом 6-3 и портом 6-2 ввода-вывода цифровой информации, компьютер 7, снабженный портом 7-1 приема измерительной информации и портами 7-2 и 7-3, к которым подключены блоки накопителей 8 и терминалы 9, блок 10 формирования управляющих воздействий с портом 10-1 ввода и группой 10-2 выходов по числу исполнительных механизмов непрерывного действия, пульт 11 управления и индикации с портом 11-1 ввода-вывода информации, блокировочным входом 11-2 и исполнительным выходом 11-3, устройство 12 блокировки, снабженное портом 12-1 ввода, группой выходов 12-2 по числу исполнительных механизмов дискретного действия и сигнализатором 12-3 передачи управления, группу 13 преобразователей крутизны, каждый из которых имеет аналоговый вход 13-1, аналоговый выход 13-2 и регистровый порт 13-3 записи, многоканальный цифровой фильтр-процессор 14 с портом 14-1 ввода-вывода и портом 14-2 приема исходных данных, адаптер 15 связи с первым 15-1 и 15-2 портами ввода-вывода и арбитражным каналом 16, шифратор 17 состояния исполнительных механизмов дискретного действия, снабженный логическим входом 17-1 и портом 17-2 считывания. Исполнительное устройство 4 дискретного действия имеет сигнальные выходы 4-1 и двоичные индикаторы 4-2 их срабатывания (концевые выключатели, контакторы и т. п.). Выполнение канала 5 внутрисистемного интеpфейса с параллельной передачей данных может быть осуществлено на базе БИС типа КР580 и структурно известно [3]
Выполнение адаптера 15 связи и арбитражного канала 16 в виде узла управления передачей информации технически может быть многовариантным и известно [4] например, на основе БИС типа К1801ВП1-054. Шифратор 17 может быть выполнен по известным схемам преобразования кодов с регистровым выходом.The station is connected to the engine 1 through measuring sensors 2 and actuators of continuous and discrete action (3 and 4, respectively), it also contains a control system integrated through channel 5 of the intrasystem interface, which has a multi-channel unit 6 for measuring and analyzing parameters with information inputs 6-1, control output 6-3 and digital information input / output port 6-2, computer 7, equipped with a measuring information receiving port 7-1 and ports 7-2 and 7-3, to which drive units 8 and terminals 9 are connected, bl to 10 the formation of control actions with the input port 10-1 and a group of 10-2 outputs according to the number of continuous actuating mechanisms, the control and display panel 11 with the information input-output port 11-1, the blocking input 11-2 and the executive output 11-3 , a locking device 12, equipped with an input port 12-1, a group of outputs 12-2 for the number of actuators of discrete action and a signaling device 12-3 for transferring control, a group of 13 transducers of slope, each of which has an analog input 13-1, an analog output 13- 2 and registers th recording port 13-3, multi-channel digital filter processor 14 with an input-output port 14-1 and a source data reception port 14-2, a communication adapter 15 with the first 15-1 and 15-2 input-output ports and an arbitration channel 16 , the encoder 17 of the state of the actuators of discrete action, equipped with a logical input 17-1 and a port 17-2 read. Discrete action actuator 4 has signal outputs 4-1 and binary indicators 4-2 of their operation (limit switches, contactors, etc.). The implementation of channel 5 of the intra-system interface with parallel data transmission can be carried out on the basis of LSI type KR580 and structurally known [3]
The implementation of the communication adapter 15 and the arbitration channel 16 in the form of a control unit for transmitting information can technically be multivariate and is known [4] for example, based on the LSI type K1801VP1-054. The encoder 17 can be performed according to known schemes for the conversion of codes with a register output.

Каждый преобразователь крутизны в группе 13 содержит регистровый порт 13-3 записи кода крутизны (коэффициента усиления) и номера преобразователя, дешифратор 18 этого кода, два операционных усилителя 19 и 20, группу из n симметричных резисторных четырехполюсников 21-1 21-n и два однонаправленных коммутатора 22 и 23, каждый из которых имеет n двухпозиционных ключей. Преобразователь имеет симметричный аналоговый вход 13-1, в качестве которого используются неинвертирующие входы усилителей 19 и 20, а также симметричный аналоговый выход 13-2, в качестве которого используются выходы усилителей 19 и 20, в качестве которых целесообразно применить микросхемы типа К14ОУД17 с малым напряжением смещения нуля. Управление соответствующими парами ключей в коммутаторах 22 и 23 осуществляется с выходов дешифратора 18, входы которого подключены к выходам регистрового порта 13-3. Крутизна преобразования (усиление) сигнала с выхода 13-1 на выход 13-2 обратно пропорциональна коэффициенту передачи того четырехполюсника из группы 21, который подключен к инвертирующим входам усилителей 19 и 20 соответствующей парой ключей коммутаторов 22 и 23. Each slope converter in group 13 contains a register port 13-3 for recording the slope code (gain) and converter numbers, a decoder 18 of this code, two operational amplifiers 19 and 20, a group of n symmetrical four-terminal resistor 21-1 21-n and two unidirectional the switch 22 and 23, each of which has n on-off keys. The converter has a symmetric analog input 13-1, which uses the non-inverting inputs of the amplifiers 19 and 20, as well as a symmetric analog output 13-2, which uses the outputs of the amplifiers 19 and 20, for which it is advisable to use microcircuit type K14OUD17 with a low voltage zero offsets. The corresponding key pairs in the switches 22 and 23 are controlled from the outputs of the decoder 18, the inputs of which are connected to the outputs of the register port 13-3. The steepness of the conversion (amplification) of the signal from the output 13-1 to the output 13-2 is inversely proportional to the transmission coefficient of the quadrupole from group 21, which is connected to the inverting inputs of the amplifiers 19 and 20 with the corresponding key pair of the switches 22 and 23.

Цифровой фильтр-процессор 14, пример реализации которого представлен на фиг. 3, содержит регистровый порт 14-1 ввода-вывода с мультиплексором 24 поддержки, регистровый порт 14-2 приема исходных данных шину 25 данных, через которую связаны между собой оперативное запоминающее устройство 26, постоянное запоминающее устройство 27, котроллер 28 таймера, контроллер 29 прерываний, модуль 30 предобработки данных, регистровый порт 31 арбитражного канала 16 и устройство 32 адресации. Модуль 30 обработки данных целесообразно выполнить на БИС типа 1810ВМ86, контроллер 29 прерываний на БИС типа 1810ВН59, контроллер 28 таймера на БИС типа 580ВИ53, оперативное запоминающее устройство 26 на микросхемах типа 537РУ10, а постоянное запоминающее устройство 27 на микросхемах типа 556РУ7. Используемые в станции цифровые мультиплексоры, например 24, можно выполнить на микросхемах типа 1533КП11, а регистровые порты на микросхемах типа 1533ИР33. Блок 6 измерения и анализа информации, снабженный выходом 6-3 с внутреннего устройства управления, выполнен на основе двухступенчатого 64-канального аналогового мультиплексора с использованием микросхем типа 564КТЗ и кодирующего преобразователя с использованием микросхемы типа 1108ПВ1, а также снабжен логикой предварительного допускового контроля [2] Для технической реализации достаточно использовать известные типовые схемы включения упомянутых изделий микроэлектроники. Digital filter processor 14, an implementation example of which is shown in FIG. 3, contains an I / O register port 14-1 with a support multiplexer 24, a raw data register port 14-2, a data bus 25 through which random access memory 26, read-only memory 27, timer controller 28, interrupt controller 29 are connected , data processing module 30, register port 31 of the arbitration channel 16, and addressing device 32. It is advisable to execute the data processing module 30 on an 1810BM86 type LSI, an 1810VN59 type LSI interrupt controller 29, a 580VI53 type LSI timer controller 28, a random access memory 26 on a 537RU10 type chip, and a permanent memory 27 on a 556RU7 type chip. The digital multiplexers used in the station, for example 24, can be executed on 1533KP11 type microcircuits, and register ports on 1533IR33 type microcircuits. The information measurement and analysis unit 6, equipped with an output 6-3 from the internal control device, is based on a two-stage 64-channel analog multiplexer using 564KTZ type microcircuits and an encoding converter using a 1108PV1 type microcircuit, and is also equipped with preliminary tolerance control logic [2] For technical implementation, it is sufficient to use the well-known typical schemes for including the mentioned microelectronic products.

В качестве компьютера 7 можно применить персональную ЭВМ, например, типа "Искра-1030 или РС/ХТ/АТ с соответствующими штатными накопителями и терминалами (8, 9). Задачей, возлагаемой на компьютер 7, является ввод в систему управления многостадийной программы испытаний и прогнозируемых значений крутизны преобразователей 13, текущие расчеты характеристик ДВС в ходе испытаний, оценка точности и испытательной ситуации с целью коррекции на резидентном уровне, которая выполняется фильтром-процессором 14. Задачей последнего является поддержание рабочих нагрузок на двигатель и совместно с блоком 6 оперативная оценка предаварийной и аварийной ситуации в контуре управления, обмен данными с компьютером 7 с использованием адаптера 15 и арбитражного канала 16. As computer 7, you can use a personal computer, for example, such as Iskra-1030 or RS / XT / AT with the corresponding standard drives and terminals (8, 9). The task assigned to computer 7 is to enter into the control system a multi-stage test program and the predicted steepness values of the converters 13, the current calculations of the characteristics of the internal combustion engine during the tests, the accuracy and test situation to be corrected at the resident level, which is performed by the filter processor 14. The task of the latter is to maintain work their load on the engine and in conjunction with block 6 and the pre-crash rapid assessment of emergency in the control loop, data exchange with the computer 7 by use of the adapter 15 and channel 16 arbitration.

Станция (см. фиг. 1) для иcпытаний ДВС работает следующим образом. Station (see Fig. 1) for testing the internal combustion engine works as follows.

С помощью пульта 11 управления и индикации оператор вводит через порт 14-2 в фильтр-процессор 14 исходные данные для начала приработочной обкатки ДВС. По этим данным фильтр-процессор 14 через устройство 12 блокировки при контроле шифратором 17 деблокирует исполнительные механизмы 4 дискретного действия, вводит управляющие воздействия через блоки 10 и 3 и осуществляет пробный запуск двигателя. Одновременно фильтр-процессор 14 через канал 5 осуществляет установку исходных значений крутизны в преобразователях группы 13. Измерительные данные от датчиков 2 мультиплексируются, оцифровываются блоком 6, отфильтровываются узлом 14 и выдаются на оперативную индикацию обратно на пульт 11. В случае нормального функционирования ДВС и испытательной станции оператор передает управление компьютеру 7, который через адаптер 15 связи по приоритетному требованию через арбитражный канал 16 и контроллер 29 прерывает дисциплину обмена, реализуемую модулем 30 через канал 25, и подготавливает цифровой фильтр-процессор к приему цифрового массива программы первой стадии испытаний и массы априорных данных об установках крутизны преобразования и допусковых уровнях параметров. Загрузка этих массивов ведется через адаптер 15 и порт 14-1 с мультиплексором 24 в оперативное запоминающее устройство 26 под управлением программы постоянного запоминающего устройства 27. По окончании ввода компьютер 7 через адаптер 15 и канал 16 передает управление фильтру-процессору 14, который через канал 5 приводит уровни исполнительных воздействий в соответствующие этапам испытаний рабочие режимы и устанавливает код крутизны (усиления) в каждом из преобразователей фиг. 2 группы 13. В процессе испытаний фильтр-процессор 14 работает в режиме разделения времени, определяемом с использованием контроллера 28 таймера, и осуществляет цифровую фильтрацию данных в каждом из 64 каналов по 66 оцифрованным отсчетам из блока 6. По мере готовности данных модуль 30 предобработки через регистровый порт 31, канал 26 и адаптер 15 обращается к компьютеру 7 и транспортирует ему эти данные через порт 15-2. Анализ информации компьютером 7 позволяет ему либо подтвердить через адаптер 15 и канал 16 разрешение на продолжение испытаний, либо, если точность получаемой информации недостаточна, скорректировать разрешающую способность соответствующего измерительного канала путем изменения крутизны преобразования (усиления) в схеме типа фиг. 2, характеризующей составные части группы 13. При нормальном функционировании двигателя подобный процесс поддерживается на всех стадиях программы испытаний. Using the remote control 11 control and display, the operator enters through the port 14-2 in the filter processor 14 the source data to start running-in engine break-in. According to these data, the filter processor 14 through the blocking device 12 during control by the encoder 17 releases the actuators 4 of the discrete action, enters the control actions through blocks 10 and 3, and carries out a test engine start. At the same time, the filter processor 14, through channel 5, sets the initial slope values in the converters of group 13. The measurement data from the sensors 2 are multiplexed, digitized by block 6, filtered by node 14, and returned to the operational display 11 for normal operation of the internal combustion engine and test station the operator transfers control to the computer 7, which through the communication adapter 15 on priority demand through the arbitration channel 16 and the controller 29 interrupts the discipline of exchange implemented by the mode Lemma 30 through the channel 25, and prepares the digital filter processor for receiving the digital program of the first array test stage and a priori data about mass units steepness and conversion parameters tolerable levels. The loading of these arrays is carried out through an adapter 15 and port 14-1 with a multiplexer 24 into the random access memory 26 under the control of the read-only memory program 27. At the end of the input, the computer 7 passes the control to the filter processor 14 through the adapter 15 and channel 16, which through channel 5 brings the levels of executive actions into the operating modes corresponding to the stages of the tests and sets the steepness (gain) code in each of the transducers of FIG. 2 groups 13. During the tests, the filter processor 14 operates in a time-sharing mode determined using the timer controller 28 and digitally filters the data in each of the 64 channels using 66 digitized samples from block 6. As the data is ready, the preprocessing module 30 through register port 31, channel 26, and adapter 15 accesses computer 7 and transports this data to it through port 15-2. The analysis of information by computer 7 allows it either to confirm through the adapter 15 and channel 16 permission to continue testing, or, if the accuracy of the information received is insufficient, to adjust the resolution of the corresponding measuring channel by changing the slope of the conversion (gain) in a circuit like FIG. 2, characterizing the components of group 13. During normal engine operation, a similar process is supported at all stages of the test program.

В случае тревожной ситуации в работе ДВС, определяемой фильтром-процессором 14 и блоком 6 по результатам допускного контроля какого-либо параметра (или по мажоритарному критерию), через блок 10 снимается нагружение двигателя, через устройство 12 блокировки и исполнительные механизмы 4 дискретного действия производится его заглушение (выключение), что возвратно контролируется через шифратор 17, а через блокировочный вход 11-2 производится передача управления пульту 11 с соответствующей индикацией на его видеосредствах и через порт 14-2 осуществляется остановка по тревожным командам всей испытательной станции с уведомлением в компьютер 7. Дальнейшее деблокирование станции может начаться только через пульт 11 или компьютер по специальным процедурам нештатных ситуаций. In the event of an alarming situation in the operation of the internal combustion engine, determined by the filter processor 14 and block 6 according to the results of the admission control of any parameter (or according to the majority criterion), the engine load is removed through block 10, through the blocking device 12 and discrete-action actuators 4 mute (shutdown), which is controlled back through the encoder 17, and through the blocking input 11-2, control is transferred to the console 11 with the corresponding indication on its video devices and through port 14-2 There is a stop at the alarm commands of the entire test station with notification to computer 7. Further release of the station can only begin through the remote control 11 or the computer according to special emergency procedures.

Полезный эффект при работе станции достигается следующим образом. A useful effect when operating the station is achieved as follows.

За счет введения в станцию группы 13 преобразователей крутизны, например, типа фиг. 2 и цифрового фильтра-процессора, например, типа фиг. 3 достигается управление разрешающей способностью каждого измерительного канала и соответствующее увеличение динамического диапазона измерительного тракта станции. Например, при использовании 10-разрядного аналого-цифрового преобразователя типа 1108ПВ1 и преобразователей крутизны с диапазоном перекрытия в 2000 раз (n=4) достигается динамический диапазон измерительного тракта в 126 дБ при разрешающей способности не хуже 5 мкВ/бит, что позволяет гарантировать погрешность преобразования даже в младшем диапазоне напряжений от измерительных датчиков с пределом ± 5 мВ не хуже 0,2% Симметричное выполнение аналоговых цепей 13-1 и 13-2 ввода и вывода сигналов делает их помехоустойчивыми к электропомехам на малом уровне сигнала и позволяет выполнить фильтрацию по 16-разрядным цифровым данным. Комплекс технических решений в структурном построении и в конкретном воплощении электроники станции эффективно использует 16-разрядное представление данных в компьютере 7 и обеспечивает высокую точность определения характеристик ДВС. By introducing into the station a group of 13 slope transducers, for example of the type of FIG. 2 and a digital filter processor, for example, such as FIG. 3, control of the resolution of each measuring channel and a corresponding increase in the dynamic range of the measuring path of the station are achieved. For example, when using a 10-bit analog-to-digital converter of the 1108PV1 type and slope converters with a 2000-fold overlap range (n = 4), the dynamic range of the measuring path is reached at 126 dB with a resolution of at least 5 μV / bit, which ensures a conversion error even in the lower voltage range from measuring sensors with a limit of ± 5 mV no worse than 0.2%. The symmetrical execution of the analog signal input and output circuits 13-1 and 13-2 makes them noise immunity to electrical noise at a low level signal and allows filtering by 16-bit digital data. The complex of technical solutions in the structural construction and in the specific embodiment of the station electronics effectively uses the 16-bit data representation in computer 7 and provides high accuracy in determining the characteristics of the internal combustion engine.

В итоге функциональные возможности станции для испытания ДВС существенно расширяются. Она становится универсальным техническим средством как по видам проводимых с ее помощью исследований, так и по разнообразию двигателей и других силовых установок, использующих энергию от сжигания топлива как объектов испытания. Наличие компьютера 7 допускает возможность его подключения в соответствующую локальную сеть при организации агрегатирования станций в испытательных системах более высокого уровня. As a result, the functionality of the station for testing internal combustion engines is expanding significantly. It becomes a universal technical tool both in the types of research carried out with its help, and in the variety of engines and other power plants that use the energy from fuel combustion as test objects. The presence of computer 7 allows the possibility of its connection to the corresponding local network when organizing the aggregation of stations in test systems of a higher level.

Claims

STATION FOR TESTING INTERNAL COMBUSTION ENGINES, containing measuring sensors of engine operating parameters, actuators, as well as a control system integrated via an intra-system interface channel, having a multi-channel parameter measurement and analysis unit with information inputs, a control output and an input / output port for digital information, a computer equipped with a port for receiving measurement information and peripheral exchange ports, to which drive units and terminals are connected, a form unit control actions with an input port, a control and display panel with an information input / output port, a blocking input and an executive output, a blocking device provided with an input port, the input port of the control actions generating unit and the input / output port of the control panel connected to the measurement unit and analysis of parameters through an interface channel, characterized in that the actuators are made in the form of actuators of continuous and discrete operation and it contains converters nesses, each of which has an analog input and output and a register recording port, a multi-channel digital filter processor with an input / output port and a source data reception port, a communication adapter with the first and second input / output ports and an arbitration channel, equipped with a read port and a state encoder actuators of discrete action, which are equipped with binary indicators of their operation, and the locking device has a group of outputs by the number of actuators of discrete action and a signaling switch control unit, and the control action generation unit is a group of outputs according to the number of continuous operating mechanisms, and the outputs of the measuring sensors are connected to the corresponding analog inputs of the slope transducers, the outputs of which are connected to the corresponding information inputs of the measurement and analysis unit, the input-output port of which is connected through the interface channel with an I / O port of the digital filter processor, an encoder read port, an input port for the locking device, and a first I / O port an apter connected by an arbitration channel to a digital filter-processor, and a second input / output port - to a computer measurement information receiving port, while the encoder inputs are connected to the corresponding binary indicators of the actuators of discrete action, the control transfer signaling device of the locking device is connected to the blocking input of the control panel the executive output of which is connected to the input port of the initial data of the digital filter processor, the register ports of the group of converters are cool From the beginning, they are connected to the control output of the unit for measuring and analyzing information, and the inputs of continuous actuating mechanisms and discrete mechanisms are connected to the corresponding output groups of the control actions generating unit and the locking device.