RU2159417C1

RU2159417C1 - Gear testing load of engine

Info

Publication number: RU2159417C1
Application number: RU99105376A
Authority: RU
Inventors: Ю.А. Тырнов; В.С. Орлов; А.В. Можаров; А.В. Гуров; О.И. Поливаев
Priority date: 1999-03-15
Filing date: 1999-03-15
Publication date: 2000-11-20

Abstract

FIELD: instrumentation engineering. SUBSTANCE: invention is intended for information control over degree of loading of internal combustion engines, running of diesel and carburetor engines. Gear includes electric contact pickup, two formers of time element, 2NAND gates, indicator, fuel consumption transmitter, two electronic timing devices, two comparators of time element, two 2AND gates. Each former is connected to two inputs of corresponding comparators, electron timing devices are connected to other inputs of comparators. Starting input of each timing device is linked to formers and indicator is fitted with sound unit and is coupled via 2AND gates to outputs of comparators. EFFECT: increased accuracy of determination of loading mode of each type of engine. 1 dwg

Description

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике, в частности к устройствам информационного контроля степени загрузки двигателей внутреннего сгорания, и может быть использовано при эксплуатации дизельных или карбюраторных двигателей внутреннего сгорания в условиях эксплуатации машинно-тракторных агрегатов, работающих в реальном масштабе времени. The invention relates to a control and measuring technique, in particular to information control devices for the degree of loading of internal combustion engines, and can be used in the operation of diesel or carburetor internal combustion engines in operating conditions of machine-tractor units operating in real time.

Известно устройство сигнализации загрузки двигателя, содержащее датчик положения ограничителя подачи топлива, связанный с формирователем, двухвходовый логический элемент 2И и индикатор, снабженный тремя входами, причем первый вход индикатора связан с одним входом двухвходового логического элемента, третий вход индикатора связан с другим его входом, а выход последнего подключен ко второму входу индикатора (см. авторское свидетельство СССР N 1495650, кл. G 01 L 23/22 от 27.04.87 г.). A device for signaling engine loading, comprising a fuel limiter position sensor associated with the driver, a two-input logic element 2I and an indicator equipped with three inputs, the first input of the indicator connected to one input of the two-input logic element, the third input of the indicator is connected to its other input, and the output of the latter is connected to the second input of the indicator (see USSR author's certificate N 1495650, class G 01 L 23/22 of 04/27/87).

Недостатком известного устройства является наличие счетчика импульсов генератора опорной частоты, делителей, ключевых элементов, двухвходового элемента 2И, которые осуществляют управление индикатором по каждому его входу с частотой, пропорциональной наименьшему или наибольшему коэффициенту пересчета частоты опорного генератора, что соответствует миганию элементов индикатора по каждому его входу, так как на установочный вход счетчика поступают импульсы в широком диапазоне частот, временной интервал которых лежат в пределах от нуля до нескольких секунд, и за этот временной интервал счетчик осуществляет подсчет импульсов, поступающих на его счетный вход от генератора опорной частоты. При этом с большой вероятностью он выдает на каждом его выходе поочередно или в хаотической последовательности указанные частоты, которые соответственно через три делителя, два триггера, ключевые элементы и двухвходовый логический элемент вызывают мигание элементов индикатора, что не соответствует действительному режиму работы двигателя на его рабочих характеристиках. A disadvantage of the known device is the presence of a pulse counter of the reference frequency generator, dividers, key elements, two-input element 2I, which control the indicator at each of its inputs with a frequency proportional to the lowest or highest frequency conversion factor of the reference generator, which corresponds to the blinking of the indicator elements at each of its inputs , since pulses in a wide range of frequencies, the time interval of which lie in the range from zero, are received at the installation input of the counter a few seconds, and during this time interval counter counts the pulses arriving at its counting input of the reference oscillator. At the same time, with a high probability it gives out at each its output alternately or in a chaotic sequence the indicated frequencies, which, respectively, through three dividers, two triggers, key elements and a two-input logic element cause the indicator elements to flash, which does not correspond to the actual engine operating mode on its operating characteristics .

Наиболее близким из известных устройств по технической сущности и достигаемому результату является устройство сигнализатора загрузки двигателя, содержащее электроконтактный датчик положения ограничителя подачи топлива, связанный с формирователем, элемент 2И-НЕ, причем первые входы элемента 2И-НЕ и крайние входы индикатора соединены, а выход элемента 2И-НЕ подключен ко второму входу индикатора (авторское свидетельство СССР N 1615587, кл. G 01 L 23/22 от 12.08.90 г.). The closest known device in terms of technical nature and the achieved result is a device for the engine load warning device, comprising an electrical contact sensor for the position of the fuel supply limiter connected to the former, element 2I-NOT, with the first inputs of the element 2I-NOT and the extreme inputs of the indicator connected, and the output of the element 2I-NOT connected to the second input of the indicator (USSR copyright certificate N 1615587, class G 01 L 23/22 from 08/12/90).

Недостатком известного устройства является мигание световых элементов индикатора при работе двигателя на корректорной ветви его рабочей характеристики, определяемой крайним допустимым значением в режиме "недогруз" и аналогично - в режиме работы двигателей на регуляторной ветви его рабочей характеристики в режиме "перегруз". A disadvantage of the known device is the blinking of the light elements of the indicator when the engine is on the corrector branch of its operating characteristic, determined by the extreme permissible value in the "underload" mode and likewise in the mode of engine operation on the regulatory branch of its operating characteristic in the "overload" mode.

Одновременно, отсутствие четкой индикации (отсутствие мигания индикатора) при работе двигателя на граничных толчках перехода из режима "норма" в режим "недогруз" или "перегруз", т.е. измерение степени загрузки двигателя в этих режимах его работы определяется погрешностью фильтра, выполненного в виде цепи с активным сопротивлением и емкостью, которая хаотически подключается к цепи постоянного напряжения или отключается, что приводит в заряд - разряду конденсатора на активное сопротивление. При этом переходные процессы при включении постоянного напряжения в цепь (размыкание электроконтактного датчика) и при включении постоянного напряжения (замыкание электроконтактного датчика) характеризуется постоянной времени цепи τ = R•C, т.е. при текущем времени t меньше τ_RC(t ≪ τ_RC) , напряжение на емкости нарастает практически по прямолинейному закону, а в дальнейшем - по экспоненциальному закону. Данный фильтр выполняет функцию интегрирования, т.е. фильтр способен создавать на своем выходе напряжение, пропорциональное интегрирующей (суммирующей) электрической величине, действующей величине на его входе. При этом, постоянная времени _τ ₌ _R•C должна быть одновременно настолько малой, чтобы после окончания действия импульса, конденсатор успел бы разрядиться до начала следующего импульса. Однако от малой длительности каждого импульса в их серии, конденсатор не успевает разрядиться, при действии следующих импульсов заряжается, что приводит к уменьшению разрешающей способности измерения действительной величины длительности кратковременного замыкания или размыкания электроконтактного датчика положения ограничителя подачи топлива. Кроме того, делители представляют собой не что иное, как масштабные делители частот, которые соответственно увеличивают длительность каждого из трех сигналов заранее заданной (эталонной) длительности, образованных на выходе счетчика, и которые впоследствии сравниваются по длительности с выходными сигналами электроконтактного датчика на ключевых элементах, выполненных на RC-триггерах, управляемых сигналами "0" по R или S его входам, которые появляются с определенной длительностью между ними в оптимальном режиме работы двигателя, т. е. "норма", а при работе двигателя в режимах "недогруз" или "перегруз" длительностью между управляющими сигналами "0" по R или S входам RC-триггеров хаотически увеличивается, достигая неприемлемых значений, и RC-триггера входят соответственно в режим переключения типа "дребезг", который через логические элементы 2И-НЕ передается на индикатор по первому или третьему его входу. Однако эталонные длительности трех частотных сигналов с выхода счетчика импульсов (с коэффициентом пересчета, пропорциональным работе двигателя в каждом его режиме работы) дополнительно подвергаются делению независимо от реального масштаба времени переключения электромагнитного датчика ограничителя подачи топлива при выполнении технологических операций в режимах "перегруз" или "недогруз", что приводит к значительным искажениям результатов восприятия информации механизатором (водителем) и не обеспечивает требуемой точности при соответствующих его действиях по управлению двигателем.At the same time, the lack of a clear indication (no indicator blinking) when the engine is operating at the boundary shocks of the transition from the "normal" mode to the "underload" or "overload" mode, i.e. Measurement of the engine load in these modes of operation is determined by the error of the filter, made in the form of a circuit with active resistance and a capacitance that randomly connects to a constant voltage circuit or turns off, which leads to a charge - discharge of the capacitor to active resistance. In this case, transients when a constant voltage is switched on in a circuit (opening an electric contact sensor) and when a constant voltage is turned on (closing an electric contact sensor) is characterized by a circuit time constant τ = R • C, i.e. at the current time t is less than τ _RC (t ≪ τ _RC ), the voltage on the capacitance rises almost according to the rectilinear law, and later on - according to the exponential law. This filter performs the function of integration, i.e. the filter is able to create a voltage at its output that is proportional to the integrating (summing) electrical quantity, the effective value at its input. Moreover, the time constant _τ ₌ _{R • C} should be so small at the same time that after the end of the pulse, the capacitor would have time to discharge before the start of the next pulse. However, from the short duration of each pulse in their series, the capacitor does not have time to discharge, under the action of the following pulses it is charged, which leads to a decrease in the resolution of measuring the actual value of the duration of a short-circuit or opening of an electrical contact position sensor of the fuel supply limiter. In addition, the dividers are nothing more than large-scale frequency dividers, which respectively increase the duration of each of the three signals of a predetermined (reference) duration, formed at the output of the counter, and which are subsequently compared in duration with the output signals of the electrical contact sensor on key elements, performed on RC flip-flops controlled by signals "0" at R or S of its inputs, which appear with a certain duration between them in the optimal engine operation mode, that is, "norms a ", and when the engine is operating in the" underload "or" overload "mode, the duration between the control signals" 0 "on the R or S inputs of the RC triggers randomly increases, reaching unacceptable values, and the RC trigger enters accordingly the switch mode of the type of bounce "which, through the logic elements 2I-NOT, is transmitted to the indicator at its first or third input. However, the reference durations of the three frequency signals from the output of the pulse counter (with a conversion factor proportional to the operation of the engine in each of its operating modes) are additionally divided, regardless of the real time scale of switching the electromagnetic sensor of the fuel supply limiter during technological operations in the “overload” or “underload” modes ", which leads to significant distortion of the results of the perception of information by the operator (driver) and does not provide the required accuracy with appropriate engine control actions.

Задачей заявляемого изобретения является расширение функциональных возможностей, повышение точности при восприятии информации с индикатора. The task of the invention is to expand the functionality, improve accuracy in the perception of information from the indicator.

Поставленная цель достигается тем, что устройство контроля загрузки двигателя содержит электроконтактный датчик положениям ограничителя подачи топлива, связанный с формирователем, элемент 2И-НЕ, первые входы элемента 2И-НЕ и первый и третий входы индикатора соединены, а выход элемента 2И-НЕ подключен ко второму входу индикатора. Согласно изобретению в него введены датчик расхода топлива, связанный с ним второй формирователь, два электронных секундомера, два компаратора элемента времени и два элемента 2И. Два выхода каждого формирователя соединены с двумя входами одного из компараторов элемента времени. Другие входы каждого компаратора элемента времени подключены к выходам соответствующего электронного секундомера. Пусковой вход каждого из электронных секундомеров соединен с третьим выходом соответствующего формирователя. Индикатор оборудован звуковым устройством и связан своими первым и третьим входами через элементы 2И с выходами компараторов элемента времени. Один выход каждого компаратора элемента времени подключен к одному входу одного из элементов 2И, а второй выход каждого компаратора элемента времени подключен во второму входу второго и соответственно первого элемента 2И. This goal is achieved in that the engine loading control device comprises an electrical contact sensor for the positions of the fuel limiter connected to the former, element 2I-NOT, the first inputs of element 2I-NOT and the first and third inputs of the indicator are connected, and the output of element 2I-NOT is connected to the second indicator input. According to the invention, a fuel flow sensor, a second driver, two electronic stopwatch, two time element comparators and two 2I elements are connected to it. Two outputs of each shaper are connected to two inputs of one of the comparators of the time element. Other inputs of each comparator of the time element are connected to the outputs of the corresponding electronic stopwatch. The start input of each of the electronic stopwatch is connected to the third output of the corresponding driver. The indicator is equipped with a sound device and is connected by its first and third inputs through elements 2I with the outputs of the comparators of the time element. One output of each comparator of the time element is connected to one input of one of the elements 2I, and the second output of each comparator of the time element is connected to the second input of the second and accordingly the first element 2I.

Для соответствия заявленного объекта критерию "существенные отличия" проведен поиск по классу МКИ G 01 L 23/22. To meet the declared object with the criterion of "significant differences", a search was conducted according to the class MKI G 01 L 23/22.

В результате поиска заявителем не обнаружены технические решения, в которых имеются признаки, сходные с признаками, отличающими заявленное решение от прототипа. As a result of the search, the applicant did not find technical solutions in which there are signs similar to those distinguishing the claimed solution from the prototype.

Сущность предлагаемого изобретения поясняется чертежом, на котором изображена блок-схема устройства контроля загрузки двигателя. The essence of the invention is illustrated in the drawing, which shows a block diagram of a device for monitoring engine load.

Устройство контроля загрузки двигателя содержит электроконтактный датчик 1 положения ограничителя подачи топлива, связанный с формирователем 2, элемент 2И-НЕ 3 и индикатор 4. Входы элемента 2И-НЕ 3 и первый и третий входы индикатора 4 соединены. Выход элемента 2И-НЕ 3 подключен ко второму входу индикатора 4, датчик расхода топлива 5, связанный с ним второй формирователь 6, два электронных секундомера 7, 8, два компаратора элемента времени 9, 10 и два элемента 2И 11, 12. Два выхода (a), (a') и (b), (b') каждого формирователя 2, 6 соединены с двумя входами одного из компараторов элемента времени 9, 10, другие входы (d), (e), (d'), (e') каждого компаратора элемента времени 9, 10 подключены к выходам соответствующего электронного секундомера 7, 8. Пусковой вход (c), (c') каждого из электронных секундомеров 7, 8 соединен с третьим выходом соответствующего формирователя 2, 6. Индикатор 4 оборудован звуковым устройством 13 и связан своим первым (j) и третьим (1) входами через элемент 2И 11, 12 с выходами (f), (g), (h), (i) компараторов элемента времени 9, 10. Первый выход (f), (i) каждого компаратора элемента времени 9, 10 подключен к первому входу одного из элементов 2И, 11, 12, второй выход (g), (h) каждого компаратора элемента времени 9, 10 подключен ко второму входу второго 12 и соответственно первого 11 элемента 2И 11, 12. Формирователь 2 электроконтактного датчика 1 всережимного регулятора дизельного двигателя представляет собой блок-схему, состоящую из делителя напряжения, к средней точке которого подключен электроконтакт датчика 1 положения ограничителя подачи топлива, имеющий два выхода (a), (c) и к которым подключен инвертирующий элемент с соответствующим выходом (b). Выходной сигнал электроконтактного датчика 1 представляет собой прямоугольные импульсы, длительность которых зависит от характера действующих внешних нагрузок на двигатель в составе машинно-тракторных агрегатов. Если двигатель работает в режиме малых нагрузок, то рейка подачи топлива всережимного регулятора осуществляет малую подачу топлива, т.е. она выходит из корпуса насоса высокого давления и управляет через систему рычагов электроконтактом датчика 1, который в данном случае находится определенное время в разомкнутом состоянии и которое характеризуется экспериментальными данными, как разрешенное время работы двигателя в режиме "недогруз" (τ_нед. = 5,0 с). Если двигатель работает в режиме больших нагрузок, то рейка подачи топлива всережимного регулятора осуществляет большую подачу топлива, т.е. она входит внутрь корпуса насоса высокого давления и управляет через систему рычагов электроконтактом датчика 1, который в данном случае находится определенное время в замкнутом состоянии, которое характеризуется, как разрешенное время работы двигателя в режиме "перегруз", и составляет τ_пер. = 0,5 с. При этом, на выходе (a), (c) формирователя 2 в режиме "недогруз" появляются импульсные сигналы "1", а на выходе (b) - импульсные сигналы "0" и соответственно в режиме "перегруз" на выходе (a), (c) - "0" и на выходе (b) "1", которые используются для дальнейшей обработки данной информации. Формирователь 2 электроконтактного датчика 1, в качестве которого используется контакт распределителя прерывателя карбюраторного двигателя, представляет собой устройство последовательно соединенных двоично-десятичного счетчика, счетчика по основанию два, инвертирующего элемента с выходом (b), вход которого имеет два выхода (a), (c). Выходной сигнал электроконтактного датчика 1 распределителя прерывателя представляет собой определенное число импульсов зажигания за один оборот коленчатого вала, например, двигатель имеет восемь цилиндров, для которого требуется восемь импульсов зажигания. Этим импульсы подсчитываются n-разрядными двоично-десятичным счетчиком, например, за 10 оборотов коленчатого вала двигателя, т. е. 8 • 10 = 80 импульсов. Подсчету двоично-десятичным счетчиком данного числа импульсов соответствует определенное время. После подсчета, двоично-десятичный счетчик сбрасывается, и, следовательно, фиксируется время подсчета, т. е. процесс повторяется. Данная серия импульсов определенной длительности поступает на вход счетчика по основанию два, который осуществляет подсчет импульсов, но уже с коэффициентом деления на два. Таким образом, на выходе счетчика по основанию два появляются импульсы "1", и "0" с равной длительностью. При этом длительность единичных и нулевых импульсов изменяется и зависит от мощности двигателя и его крутящего момента. Эти импульсы "1" и "0" поступают непосредственно на выходы (a), (c) и через инвертирующий элемент на выход (b). При этом, на инвертирующем выходе (b) появляются импульсы обратной последовательности, т.е. "0" и "1" с той же длительностью. При этом необходимо отметить, что если карбюраторный двигатель мало нагружен, то длительность единичных и нулевых импульсов с выходов формирователя сравнительно велика. Если же двигатель находится в режиме нагружения, то длительность единичных и нулевых импульсов с выхода формирователя значительно меньше. Таким образом, единичные и нулевые импульсы, имеющие определенную длительность, используются для дальнейшей обработки информации. Датчик расхода топлива 5 представляет собой известное устройство, например, турбинно-тангенциальный счетчик расхода жидкого продукта, выходной сигнал которого представляет собой определенное число импульсов за один оборот тангенциальной крыльчатки. Например, датчик расхода топлива 5 выдает 10 импульсов, длительность которых пропорциональна расходу топлива за один оборот крыльчатки. Формирователь 6 датчика расхода топлива 5 представляет собой блок-схему, которая содержит последовательную цепь, состоящую из двоично-десятичного счетчика, счетчика по основанию два и инвертирующего элемента с выходом (b') и вход которого имеет два выхода (a') и (c'). На вход формирователя 6 поступают импульсы с датчика расхода топлива 5, которые подсчитываются n-разрядным двоично-десятичным счетчиком и счетчиком по основанию два, которые подсчитывают заранее заданное количество импульсов, например, подсчитывают 100 импульсов и двоично-десятичный счетчик сбрасывается в исходное состояние, после которого снова производится счет импульсов и т.д. Период подсчета заданного количества импульсов (100 импульсов) соответствует определенной длительности процесса счета, что соответствует времени, которое пропорционально определенному расходу топлива в единицу времени. Например, один оборот крыльчатки датчика расхода топлива 5 соответствует 0,1 г при 10 импульсах. Следовательно, при 100 импульсах имеем расход 1,0 г, и при этом длительность периода подсчета ста импульсов единичных и нулевых импульсов с выхода счетчика по основанию два. При этом, если двигатель работает в малонагруженном режиме, то на выходе формирователя 6 появляются единичные и нулевые импульсы с равной длительностью и соответственно, если двигатель работает в нагруженном режиме, то на выходе появляются аналогичные импульсы, но с меньшей длительностью. Таким образом, единичные и нулевые импульсы, имеющие определенную длительность, пропорциональную расходу топлива, используются для дальнейшей обработки полученной информации. Электронный секундомер 7, 8 представляет собой известное устройство, например, фрагмент из электронных часов, содержащее элемент И-НЕ, RS-триггер, входы R и S которого соединены через инвертирующий элемент (И-НЕ), а его прямой и инвертирующий выходы соединены с первыми входами каждого делителя частот, один из которых имеет коэффициент деления 0,1 с, а другой - 1,0 с, ко вторым входам каждого делителя подключен выход кварцевого генератора. На вход электронного секундомера 7, 8 поступают единичные и нулевые импульсы от формирователя 2, 6 с определенной длительностью. Например, при поступлении от формирователя 2, 6 (выход c, c') единичного импульса, последний через инвертирующий элемент преобразуется в сигнал "0", который переключает RS-триггер в положение, при котором на его обратном выходе появляется импульсный сигнал "0", который включает в рабочее состояние делитель частот с коэффициентом деления K=1,0 с. И на его выходе появляются единичные импульсы длительностью в 1,0 с. При поступлении на вход электронного секундомера 7, 8 импульсного нулевого сигнала, последний воздействует на R-вход RC-триггера и переключает его, т. е. на его прямом выходе появляется сигнал "0", который включает в работе другой делитель частот с коэффициентом деления K=0,1 с и на его выходе появляются единичные импульсы длительностью в 0,1 с. Таким образом, электронный секундомер 7, 8 выдает на одном из двух выходов (d), (d') или (e), (e') единичные сигналы определенной длительности, которые используются для дальнейшей обработки информационных импульсов. Компаратор элемента времени 9, 10 представляет собой известное устройство сравнения n-сигналов, например, содержащий два канала, каждый из которых состоит из последовательного соединения двоично-десятичного счетчика, дешифратора, каждый выход которого соединен соответственно с входами S и R RS-триггера, имеющего прямой и инверсный выходы. В одном компараторе используются два аналогичных канала. Рассмотрим работу одной половины компаратора элемента времени 9, 10. На первый вход (a) и (a') поступают импульсы информационного сигнала в виде единичных и нулевых импульсов, имеющих длительность каждого импульса, которая изменяется во времени. На второй вход (d) и (d') поступают эталонные сигналы единичных и нулевых импульсов, каждый из которых имеет заранее заданную длительность импульсов. Например, если на один канал одновременно поступают два сигнала, один из которых несет в себе переменную информацию в виде различной длительности сигнала "1" и "0" действует на вход (a) или (a'), а второй сигнал несет в себе информацию в виде эталонной (заранее заданной) длительности сигнала "1" и "0" действует на второй вход (d) или (d'), то по истечении времени процесса подсчета импульсов на выходе каждого из двух дешифраторов появляются сигналы "0". Появление сигнала "0" на входе S RS-триггера приводит к появлению информации другого вида. Более подробное описание блок-схемы компаратора элемента времени и его работы выходит за рамки данной заявки. Таким образом, компаратор элемента времени 9, 10 на выходе выдает информацию о временном процессе сравнения временных параметров в реальном масштабе времени, сигналы которого используются для дальнейшей обработки. Элементы 2И 11, 12, 2И-НЕ 3, как и ранее отмеченные в тексте: инвертирующий элемент, двоично-десятичный счетчику, счетчик по основанию два, дешифратор, RS-триггер, представляют собой элементы электронных машин (ЭВМ), выполняющие логические функции преобразования, формирования и запоминания информации, выполненные на основе микросхем совместно или радиально. Индикатор 4, оборудованный звуковым устройством 13, представляет собой устройство, вырабатывающее как сигнал, удобный для восприятия оператором в трехпозиционной системе, т.е. в каждом из режимов индикации появляется звуковой сигнал разного тона, например, режим "недогруз" - звук среднего тона, но приглушен, в режиме "перегруз" - звук высокого тона, в режиме "норма" - звук низкого тона.The engine loading control device comprises an electrical contact sensor 1 for the position of the fuel supply limiter connected to the former 2, element 2I-NOT 3 and indicator 4. The inputs of element 2I-NOT 3 and the first and third inputs of indicator 4 are connected. The output of element 2I-NOT 3 is connected to the second input of indicator 4, the fuel consumption sensor 5, the second driver 6 associated with it, two electronic stopwatch 7, 8, two comparators of the time element 9, 10 and two elements 2I 11, 12. Two outputs ( a), (a ') and (b), (b') of each shaper 2, 6 are connected to two inputs of one of the comparators of the time element 9, 10, the other inputs (d), (e), (d '), ( e ') of each comparator of the time element 9, 10 are connected to the outputs of the corresponding electronic stopwatch 7, 8. The start input (c), (c') of each of the electronic stopwatch 7, 8 is connected to the output of the corresponding driver 2, 6. Indicator 4 is equipped with a sound device 13 and is connected by its first (j) and third (1) inputs through element 2I 11, 12 with outputs (f), (g), (h), (i) comparators of the time element 9, 10. The first output (f), (i) of each comparator of the time element 9, 10 is connected to the first input of one of the elements 2I, 11, 12, the second output (g), (h) of each comparator of the time element 9 , 10 is connected to the second input of the second 12 and, accordingly, the first 11 of the element 2I 11, 12. Shaper 2 of the electrical contact sensor 1 of the all-mode diesel regulator th engine is a block diagram consisting of a voltage divider, to the midpoint of which is connected electric contact position sensor 1 fuel limiter having two outputs (a), (c) and which is connected to an inverting element to the corresponding output (b). The output signal of the electrical contact sensor 1 is a rectangular pulse, the duration of which depends on the nature of the external loads acting on the engine as part of the machine-tractor units. If the engine is operating in low load mode, then the fuel rail of the all-mode controller provides low fuel supply, i.e. it leaves the casing of the high-pressure pump and controls through the lever system the electrical contact of sensor 1, which in this case is in a certain time in the open state and which is characterized by experimental data, as the allowed engine operating time in the "underload" mode (τ _week = 5.0 with). If the engine is operating under heavy loads, then the fuel rail of the all-mode controller provides a large fuel supply, i.e. it enters the housing of the high-pressure pump and controls through the lever system the electrical contact of the sensor 1, which in this case is a certain time in the closed state, which is characterized as the allowed engine operating time in the "overload" mode, and is τ _per. = 0.5 s. In this case, at the output (a), (c) of the driver 2 in the "underload" mode, pulse signals "1" appear, and at the output (b) - pulse signals "0" and, accordingly, in the "overload" mode at the output (a) , (c) - "0" and at the output (b) "1", which are used for further processing of this information. Shaper 2 of the electrical contact sensor 1, which uses the contact of the distributor of the carburetor engine chopper, is a device of a binary-decimal counter connected in series, a counter on the base two, an inverting element with an output (b), the input of which has two outputs (a), (c ) The output signal of the electrical contact sensor 1 of the chopper distributor is a certain number of ignition pulses per revolution of the crankshaft, for example, the engine has eight cylinders, which requires eight ignition pulses. This pulses are counted by an n-bit binary decimal counter, for example, for 10 revolutions of the engine crankshaft, that is, 8 • 10 = 80 pulses. Counting a binary-decimal counter of a given number of pulses corresponds to a certain time. After counting, the binary-decimal counter is reset, and, therefore, the counting time is fixed, i.e. the process is repeated. This series of pulses of a certain duration arrives at the input of the counter on the basis of two, which performs the counting of pulses, but with a division factor of two. Thus, at the output of the counter on the basis of two pulses appear "1", and "0" with equal duration. In this case, the duration of single and zero pulses varies and depends on the engine power and its torque. These pulses "1" and "0" go directly to the outputs (a), (c) and through the inverting element to the output (b). In this case, pulses of the negative sequence appear at the inverting output (b), i.e. "0" and "1" with the same duration. It should be noted that if the carburetor engine is lightly loaded, the duration of single and zero pulses from the outputs of the shaper is relatively large. If the engine is in loading mode, then the duration of single and zero pulses from the output of the shaper is much shorter. Thus, single and zero pulses having a certain duration are used for further information processing. The fuel flow sensor 5 is a known device, for example, a turbine-tangential flow meter for a liquid product, the output signal of which is a certain number of pulses per revolution of the tangential impeller. For example, the fuel consumption sensor 5 generates 10 pulses, the duration of which is proportional to the fuel consumption for one revolution of the impeller. Shaper 6 of the fuel consumption sensor 5 is a block diagram that contains a serial circuit consisting of a binary-decimal counter, a counter at the base of two and an inverting element with an output (b ') and the input of which has two outputs (a') and (c '). The input of the shaper 6 receives pulses from the fuel consumption sensor 5, which are counted by an n-bit binary decimal counter and a base counter two, which count a predetermined number of pulses, for example, count 100 pulses and the binary decimal counter is reset, after which again counts pulses, etc. The period of counting a given number of pulses (100 pulses) corresponds to a certain duration of the counting process, which corresponds to a time that is proportional to a certain fuel consumption per unit time. For example, one revolution of the impeller of the fuel consumption sensor 5 corresponds to 0.1 g at 10 pulses. Therefore, at 100 pulses, we have a flow rate of 1.0 g, and the duration of the counting period of a hundred pulses of single and zero pulses from the output of the counter is two. In this case, if the engine is operating in light load mode, then at the output of the shaper 6 there are single and zero pulses with equal duration and, accordingly, if the engine is working in loaded mode, similar pulses appear at the output, but with a shorter duration. Thus, single and zero pulses having a certain duration proportional to fuel consumption are used for further processing of the received information. The electronic stopwatch 7, 8 is a known device, for example, a fragment of an electronic clock containing an NAND element, an RS trigger, whose inputs R and S are connected through an inverting element (NAND), and its direct and inverting outputs are connected to the first inputs of each frequency divider, one of which has a division factor of 0.1 s, and the other - 1.0 s, the output of a crystal oscillator is connected to the second inputs of each divider. The input of the electronic stopwatch 7, 8 receives single and zero pulses from the shaper 2, 6 with a certain duration. For example, when a single impulse is received from the shaper 2, 6 (output c, c '), the latter is converted through the inverting element to the signal "0", which switches the RS-trigger to the position at which the pulse signal "0" appears on its return output , which includes in operation a frequency divider with a division coefficient K = 1.0 s. And at its output appear single pulses with a duration of 1.0 s. When a pulse zero signal is received at the input of the electronic stopwatch 7, 8, the latter acts on the R-input of the RC trigger and switches it, that is, a signal "0" appears on its direct output, which turns on another frequency divider with a division factor K = 0.1 s and single pulses of 0.1 s duration appear at its output. Thus, the electronic stopwatch 7, 8 produces on one of the two outputs (d), (d ') or (e), (e') single signals of a certain duration, which are used for further processing of information pulses. The comparator of the time element 9, 10 is a known device for comparing n-signals, for example, containing two channels, each of which consists of a serial connection of a binary-decimal counter, a decoder, each output of which is connected respectively to the inputs S and R of the RS-trigger having direct and inverse outputs. One comparator uses two similar channels. Consider the operation of one half of the comparator of the time element 9, 10. The first input (a) and (a ') receives pulses of the information signal in the form of single and zero pulses having the duration of each pulse, which varies in time. The second input (d) and (d ') receives the reference signals of single and zero pulses, each of which has a predetermined pulse duration. For example, if two signals simultaneously arrive on one channel, one of which carries variable information in the form of different signal durations “1” and “0” acts on the input (a) or (a '), and the second signal carries information in the form of a reference (predetermined) signal duration "1" and "0" acts on the second input (d) or (d '), then after the time of the pulse counting process, the signals "0" appear at the output of each of the two decoders. The appearance of the signal "0" at the input S of the RS-trigger leads to the appearance of information of a different kind. A more detailed description of the block diagram of the comparator of the time element and its operation is beyond the scope of this application. Thus, the comparator of the time element 9, 10 outputs information about the time process of comparing time parameters in real time, whose signals are used for further processing. Elements 2I 11, 12, 2I-NOT 3, as previously noted in the text: inverting element, binary decimal counter, two base counter, decoder, RS-trigger, are elements of electronic machines (computers) that perform logical conversion functions , the formation and storage of information made on the basis of microcircuits jointly or radially. The indicator 4, equipped with an audio device 13, is a device that generates as a signal convenient for the operator to perceive in a three-position system, i.e. in each of the display modes, a sound signal of a different tone appears, for example, the “underload” mode is a mid-tone sound, but is muffled, in the “overload” mode - a high-pitched sound, in the “normal” mode - a low-pitched sound.

Устройство контроля загрузки двигателя работает следующим образом (устройство установлено на тяговое средство с дизельным двигателем машинно-тракторного агрегата МТА). При работе двигателя в режиме "недогруз" контакт электроконтактного датчика 1 положения ограничителя подачи топлива всережимного регулятора находится в разомкнутом положении. Время нахождения контакта электроконтактного датчика 1 в данном положении определяется не только действующей нагрузкой на МТА, но и от действий оператора. При этом, формирователь 2 выдает на своих выходах (a) и (c) единичный сигнал, на выходе (b) - нулевой сигнал, длительность которых зависит от внешних факторов. Процесс замыкания и размыкания контакта электроконтактного датчика 1 рассмотрим на примере, в котором допустим, что процесс происходит в определенный момент времени, т. е. при условии замедленной скорости переключения в единичные отрезки времени. При этом, аналогичное допущение распространим и на работу датчика расхода топлива 5, формирователей 2, 6 электронных секундомеров 7, 8 и компараторов элемента времени 9, 10. Одновременно, при работе двигателя, датчик расхода топлива 5 выдает серию прямоугольных импульсов, пропорциональную определенному расходу топлива в единицу времени, которые поступают на схему формирователя 6. Так как двигатель работает в режиме "недогруз", то на выходе (a'), (c') формирователя 6 появляются единичные импульсы, а на выходе (b') - нулевые импульсы. Эти импульсы следуют с равной длительностью. Единичные импульсы с выходов (a), (c) формирователя 2 и с выходов (a'), (c') формирователя 6 поступают соответственно на входы компараторов элемента времени 9, 10 и на вход электронных секундомеров 7, 8. При этом, единичный импульс действует на вход (c), (c') каждого электронного секундомера 7, 8, проходит через инвертирующий элемент и воздействует на S-вход RS-триггера ключевого элемента, и на его обратном выходе появляется нулевой импульс, который включает в работу делитель частот с коэффициентом деления K = 1,0 с, на второй вход которого поступают прямоугольные импульсы от кварцевого генератора. После подсчета определенного количества импульсов, делитель частоты выдает на своем выходе (d), (d') единичные и нулевые импульсы длительностью в 1,0 с. Нулевые импульсы с выхода (b), (b') каждого формирователя 2, 6 соответственно поступают на вход каждого компаратора элемента времени 9, 10 и в режиме "недогруз" не воздействуют на их работу. Таким образом, на входы (a), (a') компараторов элемента времени 9, 10 поступают прямоугольные импульсы от соответствующих формирователей 2, 6, которые по длительности пропорциональны, соответственно, загрузке двигателя и расходу топлива в текущий момент времени, а на входы (d), (d') компараторов элемента времени 9, 10 поступают эталонные прямоугольные единичные и нулевые импульсы заранее заданной длительности. При этом, на вход (a) компаратора элемента времени 9 поступает серия прямоугольных импульсов от формирователя 2, а на его вход (d) поступают прямоугольные импульсы "1" и "0" от электронного секундомера 7, т.е. работает одна измерительная цель компаратора 9. Электронный секундомер 7, при рассмотрении данного допущения, не выдает на своем выходе e эталонные импульсы "1" и "0" и серия прямоугольных импульсов на входе (b) компаратора элемента времени 9 не вызывает срабатывание его второй цепи. При этом, компаратор элемента времени 9 считывает время действия импульсов, поступающих от формирователя 2, и сравнивает их с эталонным, разрешенным временем работы двигателя в режиме "недогруз", что приводит к переключению по S-входу RS-триггера и на выходе (f) компаратора элемента времени 9 появляется нулевой сигнал "0", вместо ранее присутствующего сигнала "1". При этом элемент 2И выдает нулевой импульс, который вызывает срабатывание индикатора 4 и звукового устройства 13, которые информируют оператора о работе двигателя в режиме "недогруз", вызванный низкой степенью загрузки двигателя. Одновременно от формирователя 6 поступают импульсы на вход (a') компаратора элемента времени 10 и на его выходе (h) вместо ранее присутствующего сигнала "1" появляется нулевой сигнал "0", который, проходя через логический элемент 2И 11, подтверждает или вызывает срабатывание индикатора 4 и звукового устройства 13. Вызов срабатывания индикаторов 4 и 13 осуществляется при помощи двух датчиков, один из которых контролирует степень загрузки двигателя, а другой - расход топлива. При работе двигателя в режиме "перегруз" контакт электроконтактного датчика 1 положения ограничителя полдачи топлива всережимного регулятора находится в замкнутом положении кратковременно, ибо двигатель работает в режиме максимально допустимом. Аналогично предыдущему режиму, т. е. режиму работы "недогруз", формирователь 2 элемента времени выдает на выходах (a) и (c) нулевой импульс, т.е. сигнал "0", а на выходе (b) - единичный импульс, т.е. сигнал "1". Одновременно, датчик расхода топлива 5 через формирователь 6 выдает на своих выходах (a'), (c') нулевые импульсы "0" и на выходе (b') - единичные импульсы "1", причем длительность этих импульсов значительно меньше, чем длительность аналогичных импульсов в режиме "недогруз". При этом, единичные импульсы с выхода (b) формирователя 2 и с выхода (b') формирователя 6 поступают на входы компараторов элемента времени 9, 10, а на вход (c), (c') электронных секундомеров 7, 8 поступают нулевые импульсы, которые воздействуют на R-вход RS-триггера и на его прямом выходе появляется нулевой импульс, который включает в работу делитель частоты с коэффициентом деления K = 0,1 с, на второй вход которого поступают прямоугольные импульсы от кварцевого генератора. После подсчета определенного количества импульсов, делитель частоты выдает на своем выходе (e), (e') единичные и нулевые импульсы длительностью в 0,1 с. Нулевые импульсы с выходов (a) (a') каждого формирователя 2, 6 соответственно поступают на вход каждого компаратора элемента времени 9, 10 и в режиме "перегруз" не воздействуют на их работу. Таким образом, на входы (b), (b') компараторов элемента времени 9, 10 поступают прямоугольные импульсы от соответствующих формирователей 2, 6, которые по длительности пропорциональны, соответственно, загрузке двигателя и расходу топлива в текущий момент времени, а на другие входы (e), (e') компараторов элемента времени 9, 10 поступают эталонные прямоугольные импульсы заранее заданной длительности. При этом, компаратор элемента времени 9 считывает время действия импульсов, поступающих от формирователя 2, и сравнивает их с эталонным, разрешенным временем работы двигателя в режиме "перегруз", что приводит к переключению по R-входу RS-триггера и на его выходе (g) появляется нулевой сигнал "0", вместо ранее присутствующего импульсного сигнала "1". Нулевой сигнал "0" действует на элемент 2И 12 и выдает нулевой импульс "0", который вызывает срабатывание индикатора 4 и звукового устройства 13, которые информируют оператора о работе двигателя в режиме "перегруз", вызванный высокой степенью загрузки двигателя. Одновременно, от формирователя 6 поступают импульсы на вход (b') компаратора элемента времени 10 и на его выходе (i), вместо ранее присутствующего сигнала "1" появляется нулевой сигнал "0", который, проходя через элемент 2И 12, подтверждает или вызывает срабатывание по входу (1) индикатора 4 и звукового устройства 13, которые информируют оператора о работе двигателя в режиме "перегруз", т.к. элекроконтактный датчик 1 контролирует степень загрузки двигателя, а датчик расхода топлива 5 контролирует расход топлива. Работа устройства контроля загрузки двигателя, как дизельного, так и карбюраторного, в оптимальном режиме его работы отличается от описанных режимов "недогруз", "перегруз" тем, что длительность импульсных сигналов "1" и "0", поступающих от электроконтактного датчика 1 и датчика расхода топлива 5, меньше длительности импульсных сигналов "0" и "1", поступающих от электронных секундомеров 7 и 8 на входы компаратора элемента времени 9, 10. При этом на выходах (j), (g), (h), (i) компараторов элемента времени 9, 10 присутствует единичный сигнал "1", который, проходя через логический элемент 2И 11, 12, воздействует на входы логического элемента 2И-НЕ 3 и на его выходе появляется сигнал "0", который включит световой индикатор 4, оборудованный звуковым индикатором 13, по его второму входу, который информирует оператора о работе двигателя в оптимальном режиме, т.е. "норма". The engine load control device operates as follows (the device is mounted on a traction device with a diesel engine of the MTA machine-tractor unit). When the engine is in the “underload” mode, the contact of the electrical contact sensor 1 of the fuel limiter position of the all-mode controller is in the open position. The residence time of the contact of the electrical sensor 1 in this position is determined not only by the current load on the MTA, but also from the actions of the operator. At the same time, shaper 2 produces a single signal at its outputs (a) and (c), and a zero signal at output (b), the duration of which depends on external factors. The process of closing and opening the contact of the electrical sensor 1 will be considered using an example in which we assume that the process occurs at a certain point in time, i.e., under the condition of a slower speed of switching into unit time intervals. At the same time, we will extend a similar assumption to the operation of the fuel consumption sensor 5, shapers 2, 6 of the electronic stopwatch 7, 8 and time element comparators 9, 10. At the same time, when the engine is running, the fuel consumption sensor 5 generates a series of rectangular pulses proportional to the specific fuel consumption per unit time, which are supplied to the shaper circuit 6. Since the engine operates in the "underload" mode, single pulses appear at the output (a '), (c') of the shaper 6, and zero pulses appear at the output (b '). These pulses follow with equal duration. Single pulses from the outputs (a), (c) of the driver 2 and from the outputs (a '), (c') of the driver 6 are respectively supplied to the inputs of the comparators of the time element 9, 10 and to the input of the electronic stopwatch 7, 8. Moreover, a single the pulse acts on the input (c), (c ') of each electronic stopwatch 7, 8, passes through the inverting element and acts on the S-input of the RS-trigger of the key element, and a zero pulse appears on its return output, which includes a frequency divider with a division ratio K = 1.0 s, the second input of which receives a rectangular pulses from a crystal oscillator. After counting a certain number of pulses, the frequency divider produces at its output (d), (d ') single and zero pulses with a duration of 1.0 s. Zero pulses from the output (b), (b ') of each shaper 2, 6, respectively, enter the input of each comparator of the time element 9, 10 and in the "underload" mode do not affect their operation. Thus, rectangular pulses from the corresponding shapers 2, 6 are received at the inputs (a), (a ') of the comparators of the time element 9, 10, which are proportional in duration to, respectively, the engine load and fuel consumption at the current time, and the inputs ( d), (d ') comparators of the time element 9, 10, reference rectangular unit and zero pulses of a predetermined duration are received. At the same time, a series of rectangular pulses from shaper 2 are received at the input (a) of the comparator of time element 9, and rectangular pulses "1" and "0" from the electronic stopwatch 7 are received at its input (d) one measuring target of comparator 9 works. The electronic stopwatch 7, when considering this assumption, does not give out its output e reference pulses "1" and "0" and a series of square pulses at the input (b) of the comparator of time element 9 does not cause its second circuit to trip . At the same time, the comparator of the time element 9 reads the operating time of the pulses coming from the shaper 2 and compares them with the reference allowed time of the engine in the "underload" mode, which leads to switching on the S-input of the RS-trigger and at the output (f) the comparator of the time element 9 appears a zero signal "0", instead of the previously present signal "1". In this case, the element 2I produces a zero impulse, which causes the indicator 4 and the sound device 13 to operate, which inform the operator about the engine in the "underload" mode, caused by a low degree of engine load. At the same time, pulses are sent from the former 6 to the input (a ') of the comparator of the time element 10 and, at its output (h), instead of the previously present signal "1", a zero signal "0" appears, which, passing through the logic element 2I 11, confirms or triggers indicator 4 and sound device 13. The triggering of indicators 4 and 13 is carried out using two sensors, one of which controls the degree of engine load, and the other - fuel consumption. When the engine is in the "overload" mode, the contact of the electrical contact sensor 1 of the fuel delivery limiter of the all-mode controller is in the closed position for a short time, because the engine operates in the maximum permissible mode. Similarly to the previous mode, that is, the “underload” operating mode, the shaper 2 of the time element generates a zero pulse at the outputs (a) and (c), i.e. signal "0", and at the output (b) - a single impulse, i.e. signal "1". At the same time, the fuel consumption sensor 5 through the former 6 generates zero pulses "0" at its outputs (a '), (c') and single pulses "1" at the output (b '), and the duration of these pulses is much less than the duration similar pulses in the "underload" mode. In this case, single pulses from the output (b) of the shaper 2 and from the output (b ') of the shaper 6 are fed to the inputs of the comparators of the time element 9, 10, and zero pulses are fed to the input (c), (c') of the electronic stopwatch 7, 8 which act on the R-input of the RS-flip-flop and a zero pulse appears on its direct output, which includes a frequency divider with a division coefficient K = 0.1 s, the second input of which receives rectangular pulses from a crystal oscillator. After counting a certain number of pulses, the frequency divider produces at its output (e), (e ') single and zero pulses with a duration of 0.1 s. Zero pulses from the outputs (a) (a ') of each shaper 2, 6 respectively go to the input of each comparator of the time element 9, 10 and in the "overload" mode do not affect their operation. Thus, the inputs (b), (b ') of the comparators of the time element 9, 10 receive rectangular pulses from the corresponding shapers 2, 6, which are proportional in duration, respectively, to the engine load and fuel consumption at the current time, and to other inputs (e), (e ') the comparators of the time element 9, 10 receive reference rectangular pulses of a predetermined duration. At the same time, the comparator of the time element 9 reads the operating time of the pulses coming from the shaper 2 and compares them with the reference allowed time of the engine in the "overload" mode, which leads to switching on the R-input of the RS-trigger and at its output (g ) a zero signal "0" appears, instead of the previously present pulse signal "1". The zero signal "0" acts on the element 2I 12 and gives a zero impulse "0", which causes the indicator 4 and the sound device 13, which inform the operator about the engine in the "overload" mode, caused by a high degree of engine load. At the same time, impulses are sent from the shaper 6 to the input (b ') of the comparator of the time element 10 and at its output (i), instead of the previously present signal "1", a zero signal "0" appears, which, passing through the element 2I 12, confirms or causes actuation at the input (1) of indicator 4 and sound device 13, which inform the operator about the operation of the engine in the "overload" mode, because The electrical proximity sensor 1 controls the degree of engine load, and the fuel consumption sensor 5 controls fuel consumption. The operation of the engine load monitoring device, both diesel and carburetor, in its optimal mode of operation differs from the described modes of "underload", "overload" in that the duration of the pulse signals "1" and "0" from the electrical contact sensor 1 and sensor fuel consumption 5, less than the duration of the pulse signals "0" and "1" from the electronic stopwatch 7 and 8 to the inputs of the comparator of the time element 9, 10. Moreover, at the outputs (j), (g), (h), (i ) comparators of the time element 9, 10 there is a single signal "1", which, passing h Through the logic element 2I 11, 12, acts on the inputs of the logic element 2I-NOT 3 and the signal “0” appears on its output, which will turn on the indicator light 4, equipped with an audio indicator 13, at its second input, which informs the operator about the operation of the engine in optimal mode, i.e. "norm".

Предлагаемое устройство контроля загрузки как дизельного, так и карбюраторного двигателя, позволяет повысить точность определения оператором режима загрузки каждого типа двигателя в составе машинно-тракторных агрегатов при выполнении разнообразных работ, связанных с преодолением максимальных тяговых нагрузок. The proposed device for controlling the load of both a diesel and a carburetor engine, allows to increase the accuracy of the operator determining the loading mode of each engine type in the composition of machine-tractor units when performing a variety of activities related to overcoming maximum traction loads.

Claims

An engine load monitoring device comprising an electrical contact sensor for positioning the fuel limiter associated with the driver, element 2I is NOT and an indicator, the first inputs of element 2I are NOT and the first and third inputs of the indicator are connected, and the output of element 2I is NOT connected to the second input of the indicator characterized in that a fuel flow sensor, a second shaper associated with it, two electronic stopwatch, two time element comparators and two 2I elements are introduced into it, while two outputs of each shaper are connected They are connected with two inputs of one of the comparators, the other inputs of each comparator are connected to the outputs of the corresponding electronic stopwatch, the starting input of each of the electronic stopwatch is connected to the third output of the corresponding driver, the indicator is equipped with a sound device and connected through its first and third inputs through 2I elements with the outputs of the comparators, moreover, one output of each comparator is connected to one input of one of the elements 2I, and the other output of each comparator of the time element is connected to the second input ode to the second and, accordingly, the first element 2I.