RU2198388C2

RU2198388C2 - Device determining load of diesel engine

Info

Publication number: RU2198388C2
Application number: RU2001102129A
Authority: RU
Inventors: Н.И. Зубов; С.В. Свиридов; И.И. Беспятов
Original assignee: Кубанский научно-исследовательский институт по испытанию тракторов и сельскохозяйственных машин
Priority date: 2001-01-23
Filing date: 2001-01-23
Publication date: 2003-02-10

Abstract

FIELD: equipment testing operational modes of machine-tractor sets. SUBSTANCE: device includes primary converter, connecting cable, signal converter and indicator. Contact-free pair including shaft of lever of rotational speed controller with built-in permanent magnet and adjustment screw made of diamagnetic with inserted semiconductor magneto- sensitive element demonstrating potential for change of value of output signal is employed in the capacity of transducer. Value of output signal of converter is functionally tied up with degree of loading of diesel engine. EFFECT: development of device for reliable operational control over load of engine. 3 dwg

Description

Изобретение относится к устройствам контроля эксплуатационных режимов работы машинно-тракторных агрегатов, в частности контроля загрузки дизельных двигателей тракторов и самоходных машин. The invention relates to a device for monitoring the operational modes of operation of machine-tractor units, in particular, monitoring the loading of diesel engines of tractors and self-propelled machines.

Устройство может быть использовано при испытании или рядовой эксплуатации машинных агрегатов. The device can be used in testing or ordinary operation of machine units.

Цель изобретения - надежный оперативный контроль загрузки двигателя и подбор оптимальных скоростных и нагрузочных режимов работы трактора или самоходной машины в полевых условиях. The purpose of the invention is reliable operational control of engine load and the selection of optimal speed and load modes of operation of a tractor or self-propelled machine in the field.

Известны устройства - а.с. 2030723, кл. G 01 L 23/22, Амельченко П.А. и др. "Сигнализатор загрузки двигателя", а.с. 2029932, кл. G 01 L 5/00, 23/22, Родичев В.А., Бурдиян М.П. "Эконометр". Known devices - and.with. 2030723, class G 01 L 23/22, Amelchenko P.A. etc. "Engine load warning device", as 2029932, class G 01 L 5/00, 23/22, Rodichev V.A., Burdiyan M.P. Econometrics.

Устройства состоят из датчика, электронного логического блока и светового указателя. Датчиком является контактная группа регулятора топливного насоса, образованная регулировочным винтом (устанавливается на рычаге регулятора вместо болта регулировки номинальной подачи топлива) и валом рычага управления подачей топлива всережимного регулятора частоты вращения. Devices consist of a sensor, an electronic logic unit and a light indicator. The sensor is the contact group of the fuel pump regulator formed by the adjusting screw (mounted on the regulator lever instead of the nominal fuel supply adjustment bolt) and the shaft of the fuel supply control lever of the all-speed speed controller.

Головка регулировочного винта с помощью капроновой (диэлектрической) втулки изолирована от тела винта. К головке припаян провод, соединяющийся с положительной входной клеммой электронного логического блока светового указателя. The head of the adjusting screw with the help of a kapron (dielectric) sleeve is isolated from the body of the screw. A wire is connected to the head, connecting to the positive input terminal of the electronic logical unit of the light indicator.

Отрицательная клемма указателя соединена с корпусом (массой) двигателя, с которым электрически соединен и вал рычага управления подачей топлива регулятора. The negative terminal of the pointer is connected to the body (ground) of the engine, to which the shaft of the regulator fuel supply control lever is electrically connected.

Контактная пара регулировочный винт - вал рычага постоянно разомкнута, а замыкается при загрузке двигателя (по крутящему моменту), соответствующей его максимальной мощности на данном скоростном режиме. Электрический сигнал поступает в логический блок, там анализируется и указатель информирует механизатора о достижении загрузки, близкой к максимальной, максимальной или о перегрузке двигателя. The contact pair is the adjusting screw - the lever shaft is constantly open, and closes when the engine is loaded (in torque), corresponding to its maximum power at a given speed mode. An electrical signal enters the logic unit, there it is analyzed and the pointer informs the operator about the achievement of a load close to the maximum, maximum or engine overload.

Недостатком данного устройства являются:
- узкий диапазон загрузки, при котором вырабатываются сигналы датчиком (только при работе двигателя на переходе с регуляторной на корректорную ветви скоростной характеристики);
- низкая технологическая надежность контактной пары, работающей в картере, заполненном машинным маслом;
- необходимость периодической регулировки элементов датчика из-за электрокоррозийного износа контактов.The disadvantage of this device are:
- a narrow load range at which signals are generated by the sensor (only when the engine is in transition from the regulatory to the corrector branch of the speed characteristic);
- low technological reliability of the contact pair working in the crankcase filled with engine oil;
- the need for periodic adjustment of the sensor elements due to electro-corrosive wear of the contacts.

С целью устранения отмеченных недостатков предлагается бесконтактное устройство для определения загрузки двигателя, работающее в широких пределах изменения загрузки. In order to eliminate the noted drawbacks, a non-contact device for determining engine load, operating over a wide range of load changes, is proposed.

Устройство состоит из первичного преобразователя, соединительного кабеля, преобразователя сигналов и индикаторного указателя. The device consists of a primary converter, a connecting cable, a signal converter and an indicator pointer.

В качестве первичного преобразователя используется бесконтактная кинематическая пара, включающая специальный регулировочный винт 1, установленный на рычаге регулятора 2, и вал 3 рычага управления подачей топлива 4 всережимного регулятора частоты вращения 5 (см. фиг.1). A non-contact kinematic pair is used as a primary converter, including a special adjusting screw 1 mounted on the control lever 2, and a shaft 3 of the fuel supply control lever 4 of the all-speed speed controller 5 (see Fig. 1).

На валу рычага (см. фиг.2) 3 в месте его соприкосновения с регулировочным винтом 1 высверливается отверстие, в которое вмонтируется постоянный магнит 6 и закрепляется высокопрочным клеем. Поверхность магнита обрабатывается до размеров и конфигурации первоначальной поверхности вала. On the shaft of the lever (see figure 2) 3 in place of its contact with the adjusting screw 1, a hole is drilled into which a permanent magnet 6 is mounted and fixed with high-strength adhesive. The surface of the magnet is machined to the size and configuration of the original shaft surface.

Регулировочный винт изготавливается из диамагнетика - беррилиевой бронзы, а соприкасающаяся торцевая часть покрывается высокопрочным металлом - парамагнетиком (вольфрамом), которые не препятствуют прохождению магнитного поля. The adjusting screw is made of a diamagnet - berrylium bronze, and the contacting end part is coated with a high-strength metal - paramagnet (tungsten), which do not impede the passage of the magnetic field.

В регулировочном винте (см. фиг.3) 1 сверлится осевое отверстие длиной на 2 мм меньше длины винта, в которое вставляется магнитно-управляемый элемент 7, соединенный кабелем 8 с преобразователем сигналов 9. In the adjusting screw (see Fig. 3) 1, an axial hole is drilled 2 mm less than the length of the screw, into which a magnetically controlled element 7 is inserted, connected by a cable 8 to a signal converter 9.

Полупроводниковый элемент (например: датчик Холла) обладает способностью изменять величину выходного сигнала от изменяющегося магнитного поля, вызванного изменением расстояния между валом рычага и регулировочным винтом, которое определяется загрузкой двигателя по крутящему моменту. A semiconductor element (for example: a Hall sensor) has the ability to change the value of the output signal from a changing magnetic field caused by a change in the distance between the lever shaft and the adjusting screw, which is determined by the engine’s torque load.

При этом расстояние между магнитом и чувствительным элементом в регуляторе частоты вращения топливного насоса будут обратно, а величина выходного сигнала прямо - пропорциональны степени загрузки двигателя по крутящему моменту. In this case, the distance between the magnet and the sensing element in the speed controller of the fuel pump will be inversely, and the magnitude of the output signal is directly proportional to the degree of engine load in torque.

Преобразователь сигналов включает электрический фильтр, аналого-цифровой преобразователь, логический блок, блок управления индикатора. Индикаторный указатель 10 помещается на щитке приборов трактора. The signal converter includes an electric filter, an analog-to-digital converter, a logic unit, an indicator control unit. The indicator pointer 10 is placed on the dashboard of the tractor.

Предлагаемое устройство работает следующим образом. The proposed device operates as follows.

Для градуировки индикатора проводятся стендовые испытания двигателя с включенным устройством. To calibrate the indicator, bench tests of the engine with the device turned on are carried out.

В процессе испытаний устанавливается функциональная зависимость между величиной крутящего момента и величиной выходного сигнала преобразователя, подбираются и программируются логические блоки для согласования отображенной на индикаторе загрузки двигателя в процентах и крутящего момента. За полную загрузку принимается крутящий момент, соответствующий соприкосновению регулировочного винта 1 и вала 3 рычага регулятора частоты вращения. During the tests, a functional relationship is established between the magnitude of the torque and the value of the output signal of the converter, logical blocks are selected and programmed to match the percentage of engine load displayed on the engine load indicator and torque. For a full load, the torque corresponding to the contact of the adjusting screw 1 and the shaft 3 of the speed controller lever is taken.

В реальных условиях эксплуатации агрегата оптимальный по топливной экономности режим устанавливается путем переключения передач трактора и установкой рычага управления подачей топлива в такое положение, чтобы обеспечивалась наибольшая загрузка двигателя, и в то же время скорость движения агрегата не превышала допустимую. In actual operating conditions of the unit, the optimum fuel economy mode is established by shifting the tractor’s gears and setting the fuel control lever to such a position that the engine is at its maximum load, and at the same time, the speed of the unit does not exceed the permissible value.

Claims

A device for determining the load of a diesel engine, consisting of a sensor, a connecting cable, a primary signal converter and an indicator pointer, characterized in that a contactless pair is used as a primary converter, including a speed regulator lever shaft with a permanent magnet mounted in it and an adjusting screw made from a diamagnet inside which a magnetically controlled semiconductor sensitive element is inserted, which has the ability to change other output signal from a changing magnetic field caused by a change in the distance between the lever shaft and the adjusting screw, which are determined by the engine loading by torque.