RU2775798C1

RU2775798C1 - Method for identifying cyclic fuel supply in a diesel engine and apparatus for implementation thereof

Info

Publication number: RU2775798C1
Application number: RU2021109036A
Authority: RU
Inventors: Иван Петрович Добролюбов; Виктор Валентинович Альт; Олег Федорович Савченко
Filing date: 2021-04-01
Publication date: 2022-07-11

Abstract

FIELD: engines.

SUBSTANCE: invention relates to the technology for diagnosing diesel internal combustion engines (ICE). Proposed method for identifying cyclic fuel supply in an ICE is applicable both in testing and in verification of the technical condition of the ICE in operating conditions and consists in the fact that in the free acceleration mode and in the steady-state full load mode of the ICE, cyclic fuel supply through the sections of the injection pump is identified by the difference of temperatures measured by temperature sensors 7 on the outer surface of the high-pressure fuel line 6 before and after the heater 9 installed on the outer surface of the high-pressure fuel line 6, at constant or variable heating power 9. Also proposed is an apparatus for implementing the described method, containing, connected in series, a reference measurement frequency identifier 3, an electronic key 4, a thermal flow meter 1, an identifier 2 of cyclic fuel supply through the sections of the fuel pump and the engine, and a constant setter 5 connected with the second input of the identifier 2 of cyclic fuel supply through the sections of the fuel pump and the engine.

EFFECT: simplification and reduction of labour intensity of measurement.

6 cl, 4 dwg

Description

Предлагаемое изобретение относится к технике диагностирования дизельных двигателей внутреннего сгорания (ДВС) и может быть использовано для определения цикловой подачи топлива в двигателе топливным насосом высокого давления (ТНВД) как при испытании двигателя, так и при проверке его технического состояния, в том числе в эксплуатационных условиях.The present invention relates to a technique for diagnosing diesel internal combustion engines (ICE) and can be used to determine the cyclic fuel supply in the engine by a high pressure fuel pump (HFP) both when testing the engine and when checking its technical condition, including under operating conditions .

Цикловая подача g_ц топлива является одним из важных параметров, характеризующих техническое состояние дизельного ДВС, в частности состояние ТНВД. Выход указанного параметра за пределы допускаемых значений приводит к ухудшению работы двигателя, закоксовыванию деталей цилиндропоршневой группы, снижению мощности дизеля, увеличению удельного расхода топлива. Поэтому измерение цикловой подачи топлива крайне важно, как при эксплуатации, так и при ремонте дизельного ДВС.The cyclic supply g _c of fuel is one of the important parameters characterizing the technical condition of a diesel internal combustion engine, in particular the condition of the injection pump. Exceeding the specified parameter beyond the limits of permissible values leads to a deterioration in engine operation, coking of parts of the cylinder-piston group, a decrease in diesel power, and an increase in specific fuel consumption. Therefore, the measurement of the cyclic fuel supply is extremely important, both during operation and during the repair of a diesel internal combustion engine.

Известен способ определения цикловой подачи топлива в дизельном двигателе /1/, заключающийся в том, что фазовый сдвиг между началом импульса повышения давления топлива в надплунжерном пространстве топливного насоса двигателя и началом импульса повышения давления топлива в головке топливного насоса определяют на режиме свободного ускорения двигателя при частоте вращения его коленчатого вала, отличающейся не более чем на /1/, от номинального значения частоты вращения, причем режим свободного ускорения создают путем первоначального обеспечения работы двигателя на минимальной устойчивой частоте вращения холостого хода и последующего резкого перемещения органа управления регулятором частоты вращения коленчатого вала двигателя в положение, соответствующее максимальной подаче топлива; причем указанный фазовый сдвиг определяют не ранее чем через 0,8 с после достижения указанным органом управления положения, соответствующего максимальной подаче топлива, и не позднее момента срабатывания указанного регулятора на уменьшение подачи топлива; причем указанный фазовый сдвиг определяют не позднее момента прерывания контакта основного рычага указанного регулятора с головкой болта установки указанной номинальной частоты вращения.A known method for determining the cyclic fuel supply in a diesel engine /1/, which consists in the fact that the phase shift between the start of the fuel pressure increase pulse in the over-plunger space of the fuel pump of the engine and the start of the fuel pressure increase pulse in the fuel pump head is determined in the free engine acceleration mode at a frequency rotation of its crankshaft, which differs by no more than /1/, from the nominal value of the rotational speed, and the free acceleration mode is created by initially ensuring the operation of the engine at a minimum stable idle speed and subsequent sharp movement of the control element of the engine crankshaft speed controller in position corresponding to the maximum fuel supply; moreover, the specified phase shift is determined no earlier than 0.8 s after the specified control reaches the position corresponding to the maximum fuel supply, and no later than the moment of operation of the specified regulator to reduce the fuel supply; moreover, the specified phase shift is determined no later than the moment of interruption of the contact of the main lever of the specified regulator with the head of the bolt for setting the specified nominal speed.

Недостатком известного способа является сложность его применения в условиях эксплуатации и высокая трудоемкость, вызванная необходимостью проведения сборочно-разборочных работ для установки датчиков давления в ТНВД и винтового контакта. Кроме того, с его помощью невозможно определить цикловую подачу топлива по секциям ТНВД.The disadvantage of the known method is the complexity of its application in operating conditions and the high labor intensity caused by the need for assembly and disassembly to install pressure sensors in the injection pump and screw contact. In addition, with its help it is impossible to determine the cyclic fuel supply for the sections of the high-pressure fuel pump.

Известно устройство для определения цикловой подачи топлива в дизельном двигателе по фазовому сдвигу между началом импульса повышения давления топлива в надплунжерном пространстве топливного насоса двигателя и началом импульса повышения давления топлива в головке топливного насоса /1/, содержащее последовательно соединенные датчики давления, усилители и светолучевой осциллограф, схемы задержки и блокирования (запрета) измерений показаний датчиков давлений, винтовой контакт, причем вход схемы задержки измерений показаний датчиков давлений соединен первым электропроводом с винтовым контактом, находящимся в соприкосновении с органом управления регулятором частоты вращения коленчатого вала двигателя при нахождении последнего в положении максимальной подачи топлива, вход схемы блокирования (запрета) измерений соединен вторым электропроводом с головкой болта, осевое расположение которого и регулятор частоты вращения коленчатого вала отрегулированы таким образом, что прерывание контакта основного рычага регулятора частоты вращения коленчатого вала с болтом происходит при достижении номинальной частоты вращения коленчатого вала двигателя, причем выходы схем задержки и блокирования (запрета) измерений показаний датчиков давлений соединены с сигнальным входом светолучевого осциллографа.A device is known for determining the cyclic fuel supply in a diesel engine by the phase shift between the start of the fuel pressure increase pulse in the over-plunger space of the engine fuel pump and the start of the fuel pressure increase pulse in the fuel pump head /1/, containing serially connected pressure sensors, amplifiers and a light beam oscilloscope, circuits for delaying and blocking (prohibiting) measurements of readings from pressure sensors, a screw contact, wherein the input of the circuit for delaying measurements of readings from pressure sensors is connected by the first electrical wire to a screw contact that is in contact with the control element of the engine crankshaft speed controller when the latter is in the position of maximum fuel supply , the input of the measurement blocking (prohibition) circuit is connected by a second electrical wire to the head of the bolt, the axial location of which and the crankshaft speed controller are adjusted in such a way that the interruption of the contact of the mains of the lever of the crankshaft speed controller with a bolt occurs when the rated speed of the engine crankshaft is reached, and the outputs of the delay and blocking (prohibition) circuits for measuring pressure sensor readings are connected to the signal input of the light-beam oscilloscope.

Недостатком известного устройства является сложность его применения в условиях эксплуатации, вызванная необходимостью проведения сборочно-разборочных работ для установки датчиков давления в ТНВД, винтового контакта и соответствующих соединений со схемами этого контакта и болта, контактирующего с основным рычагом регулятора частоты вращения коленчатого вала. Кроме того, с его помощью невозможно определить цикловую подачу топлива по секциям ТНВД, а также цикловую подачу топлива на различных частотах вращения коленчатого вала, значения которой используются для диагностирования топливной системы.The disadvantage of the known device is the complexity of its application in operating conditions, caused by the need for assembly and disassembly to install pressure sensors in the injection pump, screw contact and corresponding connections with the circuits of this contact and the bolt in contact with the main lever of the crankshaft speed controller. In addition, it cannot be used to determine the cyclic fuel supply by sections of the injection pump, as well as the cyclic fuel supply at different crankshaft speeds, the values of which are used to diagnose the fuel system.

Известен способ определения цикловой подачи топлива в дизельном двигателе /2/, выбранный прототипом предлагаемого способа, по фазовому сдвигу между импульсами, характеризующими состояние топливоподачи, отличающийся тем, что в режиме свободного ускорения двигателя определяют цикловую подачу топлива в дизельном двигателе путем определения ее по секциям топливного насоса по фазовому сдвигу между импульсами, характеризующими перемещение корпуса топливопровода высокого давления известной длины и поперечного сечения на выходе топливного насоса и перед форсункой, причем фазовый сдвиг определяют по максимуму взаимной корреляционной функции или по наклону фазочастотной характеристики взаимного энергетического спектра указанных импульсов, полученных по множеству циклов, с последующим суммированием цикловых подач топлива по всем секциям топливного насоса при частоте вращения коленчатого вала двигателя, отличающейся не более чем на 1% от заданного, в том числе номинального, значения частоты вращения. В режиме свободного ускорения двигателя определяют фазовый сдвиг между импульсами, характеризующими перемещение корпуса топливопровода высокого давления на выходе топливного насоса и перед форсункой по моменту перехода через ноль с положительного на отрицательное значения взаимной корреляционной функции импульса на выходе топливного насоса и скоростью импульса перемещения топливопровода перед форсункой, полученных по множеству циклов, с последующим суммированием цикловых подач топлива по всем секциям топливного насоса при частоте вращения коленчатого вала двигателя, отличающейся не более чем на 1% от заданного, в том числе номинального, значения частоты вращения. В режиме свободного ускорения двигателя определяют цикловую подачу топлива в дизельном двигателе путем определения ее по секциям топливного насоса по фазовому сдвигу между импульсами, характеризующими перемещение корпусов соседних по диаграмме распределения вспышек по цилиндрам топливопроводов высокого давления известной длины и поперечного сечения на выходах топливного насоса или перед форсунками, причем фазовый сдвиг определяют по максимуму взаимной корреляционной функции или по наклону фазочастотной характеристики взаимного энергетического спектра указанных импульсов, или по моменту перехода через ноль с положительного на отрицательное значения взаимной корреляционной функции импульса перемещения топливопровода первой секции и скоростью импульса перемещения топливопровода соседней по диаграмме распределения вспышек по цилиндрам секции, полученных по множеству циклов, с предварительным определением фазового сдвига одним из указанных способов между импульсами, характеризующими перемещение корпусов в конце первого и начале второго соседних по диаграмме распределения вспышек по цилиндрам топливопроводов высокого давления с последующим вычитанием этого сдвига из фазового сдвига между импульсами, характеризующими перемещение корпусов соседних по диаграмме распределения вспышек по цилиндрам топливопроводов высокого давления, с последующим суммированием цикловых подач топлива по всем секциям топливного насоса при частоте вращения коленчатого вала двигателя, отличающейся не более чем на 1% от заданного, в том числе номинального, значения частоты вращения. В стационарном режиме полной нагрузки двигателя определяют цикловую подачу топлива в дизельном двигателе путем определения ее по секциям топливного насоса по фазовому сдвигу между импульсами, характеризующими перемещение корпуса топливопровода высокого давления известной длины и поперечного сечения на выходе топливного насоса и перед форсункой, или по фазовому сдвигу между импульсами, характеризующими перемещение корпусов соседних по диаграмме распределения вспышек по цилиндрам топливопроводов высокого давления на выходах топливного насоса или перед форсунками, а также с предварительным определением фазового сдвига между импульсами, характеризующими перемещение корпусов в конце первого и начале второго соседних по диаграмме распределения вспышек по цилиндрам топливопроводов высокого давления с последующим вычитанием этого сдвига из фазового сдвига между импульсами, характеризующими перемещение корпусов соседних по диаграмме распределения вспышек по цилиндрам топливопроводов высокого давления, с последующим суммированием цикловых подач топлива по всем секциям топливного насоса при частоте вращения коленчатого вала двигателя, отличающейся не более чем на 1% от заданного, в том числе номинального, значения частоты вращения, причем фазовый сдвиг между этими импульсами определяют по максимумам взаимной корреляционной функции или по наклону фазочастотной характеристики взаимного энергетического спектра указанных импульсов, или по моменту перехода через ноль с положительного на отрицательное значения взаимной корреляционной функции первого из указанных импульсов и скоростью второго импульса перемещения топливопровода, полученных по множеству циклов. В дизельном двигателе предварительно определяют неизвестное поперечное сечение топливопровода по соотношению фазовых сдвигов между импульсами, характеризующими перемещение корпуса топливопровода высокого давления на выходе топливного насоса и перед форсункой, полученных при установке датчиков с одной стороны и с разных сторон топливопровода высокого давления, причем фазовые сдвиги между импульсами определяются по максимуму взаимной корреляционной функции или по наклону фазочастотной характеристики взаимного энергетического спектра указанных импульсов, или по моменту перехода через ноль с положительного на отрицательное значения взаимной корреляционной функции первого из указанных импульсов и скоростью второго импульса перемещения топливопровода, полученных по множеству циклов, причем цикловую подачу топлива по секциям и дизельного двигателя определяют с учетом этого поперечного сечения топливопровода высокого давления.A known method for determining the cyclic fuel supply in a diesel engine /2/, selected by the prototype of the proposed method, according to the phase shift between pulses characterizing the state of the fuel supply, characterized in that in the free acceleration mode of the engine, the cyclic fuel supply in a diesel engine is determined by determining it by sections of the fuel of the pump by the phase shift between pulses characterizing the movement of the high-pressure fuel line body of known length and cross section at the fuel pump outlet and in front of the injector, the phase shift being determined by the maximum of the mutual correlation function or by the slope of the phase-frequency characteristic of the mutual energy spectrum of the indicated pulses obtained over a plurality of cycles , with the subsequent summation of the cyclic fuel supply for all sections of the fuel pump at an engine crankshaft speed that differs by no more than 1% from the specified, including the nominal, speed value and I. In the engine free acceleration mode, a phase shift is determined between pulses characterizing the movement of the high-pressure fuel line housing at the fuel pump outlet and in front of the injector at the moment of transition through zero from positive to negative values of the mutual correlation function of the pulse at the fuel pump outlet and the speed of the fuel line movement pulse ahead of the injector, obtained over a plurality of cycles, followed by summing up the cyclic fuel supply for all sections of the fuel pump at an engine crankshaft speed that differs by no more than 1% from the specified, including the nominal, speed value. In the mode of free acceleration of the engine, the cyclic fuel supply in the diesel engine is determined by determining it by sections of the fuel pump by the phase shift between the pulses characterizing the movement of the bodies of the high-pressure fuel lines of known length and cross-section at the outlets of the fuel pump or in front of the injectors , moreover, the phase shift is determined by the maximum of the mutual correlation function or by the slope of the phase-frequency characteristic of the mutual energy spectrum of the indicated pulses, or by the moment of transition through zero from positive to negative values of the mutual correlation function of the fuel line displacement impulse of the first section and the speed of the fuel line displacement impulse of the next section according to the flash distribution diagram on the cylinders of the section obtained over a plurality of cycles, with a preliminary determination of the phase shift by one of the indicated methods between the pulses characterizing the displacement hulls at the end of the first and the beginning of the second flare distribution diagram adjacent to the cylinders of the high-pressure fuel lines, followed by subtraction of this shift from the phase shift between the pulses characterizing the movement of the hulls of the adjacent flare distribution diagram along the cylinders of the high-pressure fuel lines, followed by the summation of the cyclic fuel supply over all sections of the fuel pump at an engine crankshaft speed that differs by no more than 1% from the specified, including the nominal, speed value. In the stationary mode of the full load of the engine, the cyclic fuel supply in the diesel engine is determined by determining it by sections of the fuel pump by the phase shift between pulses characterizing the movement of the high-pressure fuel line body of known length and cross section at the fuel pump outlet and in front of the injector, or by the phase shift between pulses characterizing the movement of bodies adjacent according to the distribution diagram of flashes along the cylinders of high-pressure fuel lines at the outlets of the fuel pump or in front of the injectors, as well as with a preliminary determination of the phase shift between the pulses characterizing the movement of bodies at the end of the first and the beginning of the second neighboring according to the diagram of the distribution of flashes along the cylinders of the fuel lines high pressure, followed by subtraction of this shift from the phase shift between pulses, characterizing the movement of bodies adjacent according to the diagram of the distribution of flashes along the cylinders of high-pressure fuel lines phenomena, with the subsequent summation of the cyclic fuel supply for all sections of the fuel pump at an engine crankshaft speed that differs by no more than 1% from the specified, including the nominal, speed value, and the phase shift between these pulses is determined by the maxima of the mutual correlation functions either by the slope of the phase-frequency characteristic of the mutual energy spectrum of the indicated pulses, or by the moment of zero crossing from positive to negative values of the mutual correlation function of the first of the indicated pulses and the speed of the second pulse of the fuel line movement obtained over a plurality of cycles. In a diesel engine, an unknown cross-section of the fuel line is preliminarily determined by the ratio of phase shifts between pulses characterizing the movement of the high-pressure fuel line housing at the fuel pump outlet and in front of the nozzle, obtained by installing sensors on one side and on different sides of the high-pressure fuel line, and the phase shifts between the pulses are determined by the maximum of the mutual correlation function or by the slope of the phase-frequency characteristic of the mutual energy spectrum of the indicated pulses, or by the moment of transition through zero from positive to negative values of the mutual correlation function of the first of the indicated pulses and the speed of the second impulse of the fuel line movement obtained over a plurality of cycles, moreover, the cyclic supply fuel section and diesel engine are determined taking into account this cross-section of the high pressure fuel line.

Недостатком известного способа является сложность его применения в условиях эксплуатации, вызванная необходимостью измерения и обработки больших массивов информационных сигналов, снимаемых с датчиков.The disadvantage of this method is the complexity of its application in operating conditions, caused by the need to measure and process large arrays of information signals taken from the sensors.

Задачей предлагаемого технического решения является упрощение, расширение возможностей диагностирования при обеспечении достаточно точного и оперативного определения цикловой подачи топлива в дизельном двигателе, в том числе по секциям топливного насоса высокого давления в условиях эксплуатации с помощью стандартных измерительных устройств, что позволяет повысить точность и достоверность оценки технического состояния топливной системы двигателя.The objective of the proposed technical solution is to simplify, expand the possibilities of diagnosing while ensuring a sufficiently accurate and prompt determination of the cyclic fuel supply in a diesel engine, including sections of the high-pressure fuel pump under operating conditions using standard measuring devices, which makes it possible to increase the accuracy and reliability of the assessment of the technical condition of the engine fuel system.

Поставленная задача в способе решается тем, что в режиме свободного ускорения двигателя определяют цикловую подачу топлива в дизельном двигателе путем определения ее по секциям топливного насоса по разности температур, измеренных на наружной поверхности топливопровода высокого давления после нагревательного элемента, установленного на наружной поверхности топливопровода высокого давления, и до него и постоянной мощности нагревания, причем цикловая подача топлива определяется по множеству циклов, с последующим суммированием цикловых подач топлива по всем секциям топливного насоса при частоте вращения коленчатого вала двигателя, отличающейся не более чем на 1% от заданного, в том числе номинального, значения частоты вращения, причем для исключения влияния внешних тепловых полей участок топливопровода высокого давления, на котором проводится его нагревание и измерение разности температур помещен в теплозащитный разборный корпус.The problem in the method is solved by the fact that in the mode of free acceleration of the engine, the cyclic fuel supply in the diesel engine is determined by determining it by sections of the fuel pump according to the temperature difference measured on the outer surface of the high pressure fuel line after the heating element installed on the outer surface of the high pressure fuel line, and before it and a constant heating power, moreover, the cyclic fuel supply is determined over a plurality of cycles, with subsequent summation of the cyclic fuel supply for all sections of the fuel pump at an engine crankshaft speed that differs by no more than 1% from the specified one, including the nominal one, rotation speed values, and to eliminate the influence of external thermal fields, the section of the high-pressure fuel line, where it is heated and the temperature difference is measured, is placed in a heat-shielding collapsible housing.

В режиме свободного ускорения двигателя определяют цикловую подачу топлива в дизельном двигателе путем определения ее по секциям топливного насоса при изменении мощности нагревания до получения постоянной температуры, измеренной на наружной поверхности топливопровода высокого давления в месте, на котором с противоположной стороны наружной поверхности по диаметру установлен нагревательный элемент, по значению затраченной мощности или энергии нагревания определяют цикловую подачу топлива, причем цикловая подача топлива определяется по множеству циклов, с последующим суммированием цикловых подач топлива по всем секциям топливного насоса при частоте вращения коленчатого вала двигателя, отличающейся не более чем на 1% от заданного, в том числе номинального, значения частоты вращения, причем для исключения влияния внешних тепловых полей участок топливопровода высокого давления, на котором проводится его нагрев и измерение температуры помещен в теплозащитный разборный корпус.In the free acceleration mode of the engine, the cyclic fuel supply in the diesel engine is determined by determining it by sections of the fuel pump when the heating power is changed until a constant temperature is obtained, measured on the outer surface of the high-pressure fuel line in the place where a heating element is installed on the opposite side of the outer surface along the diameter , according to the value of the expended power or heating energy, the cyclic fuel supply is determined, and the cyclic fuel supply is determined over a plurality of cycles, with the subsequent summation of the cyclic fuel supply for all sections of the fuel pump at an engine crankshaft speed that differs by no more than 1% from the specified one, including the nominal value of the speed, and to exclude the influence of external thermal fields, the section of the high-pressure fuel line, where it is heated and the temperature is measured, is placed in a heat-shielding collapsible housing.

В качестве нагревательного элемента наружной поверхности топливопровода высокого давления используют участок трубопровода теплоносителя, а в качестве теплоносителя нагревательного элемента используют внешний теплоноситель с постоянным потоком от источника потока тепловой энергии, по разности температур, измеренных на наружной поверхности топливопровода высокого давления после нагреваемого участка и до него и по разности температур, измеренных на входе и выходе трубопроводов внешнего теплоносителя, определяют цикловую подачу топлива путем определения ее по секциям топливного насоса, причем цикловая подача топлива определяется по множеству циклов, с последующим суммированием цикловых подач топлива по всем секциям топливного насоса при частоте вращения коленчатого вала двигателя, отличающейся не более чем на 1% от заданного, в том числе номинального, значения частоты вращения, причем для исключения влияния внешних тепловых полей участок топливопровода высокого давления, на котором проводится его нагрев и измерение разности температур помещен в теплозащитный разборный корпус.As a heating element of the outer surface of the high-pressure fuel line, a section of the coolant pipeline is used, and as the coolant of the heating element, an external coolant with a constant flow from the source of the heat energy flow is used, according to the temperature difference measured on the outer surface of the high-pressure fuel line after the heated section and before it and according to the temperature difference measured at the inlet and outlet of the external coolant pipelines, the cyclic fuel supply is determined by determining it by sections of the fuel pump, and the cyclic fuel supply is determined by a plurality of cycles, followed by the summation of the cyclic fuel supply for all sections of the fuel pump at the crankshaft speed engine, which differs by no more than 1% from the specified, including the nominal, speed value, and in order to exclude the influence of external thermal fields, the section of the high-pressure fuel line on which its heating and measurement of the temperature difference is placed in a heat-shielding collapsible case.

В стационарном режиме полной нагрузки двигателя определяют цикловую подачу топлива в дизельном двигателе путем определения ее по секциям топливного насоса по разности температур, измеренных на наружной поверхности топливопровода высокого давления после нагревательного элемента, установленного на наружной поверхности топливопровода высокого давления, и до него и постоянной мощности нагревания, дополнительно изменяют мощность нагревания до получения постоянной температуры, измеренной на наружной поверхности топливопровода высокого давления в месте, на котором с противоположной стороны наружной поверхности по диаметру установлен нагревательный элемент, по значению затраченной мощности или энергии нагревания определяют цикловую подачу топлива путем определения ее по секциям топливного насоса, в качестве нагревательного элемента наружной поверхности топливопровода высокого давления используют участок трубопровода теплоносителя, а в качестве теплоносителя нагревательного элемента используют внешний теплоноситель с постоянным потоком от источника потока тепловой энергии, по разности температур, измеренных на наружной поверхности топливопровода высокого давления после нагреваемого участка и до него и по разности температур, измеренных на входе и выходе трубопроводов внешнего теплоносителя, определяют цикловую подачу топлива путем определения ее по секциям топливного насоса, причем цикловая подача топлива определяется по множеству циклов, с последующим суммированием цикловых подач топлива по всем секциям топливного насоса при частоте вращения коленчатого вала двигателя, отличающейся не более чем на 1% от заданного, в том числе номинального, значения частоты вращения, причем для исключения влияния внешних тепловых полей участок топливопровода высокого давления, на котором проводится его нагрев и измерение разности температур помещен в теплозащитный разборный корпус.In the stationary mode of the full load of the engine, the cyclic fuel supply in the diesel engine is determined by determining it by sections of the fuel pump by the temperature difference measured on the outer surface of the high pressure fuel line after and before the heating element installed on the outer surface of the high pressure fuel line and the constant heating power , additionally change the heating power until a constant temperature is obtained, measured on the outer surface of the high-pressure fuel line in the place where the heating element is installed on the opposite side of the outer surface along the diameter, the cyclic fuel supply is determined by the value of the expended power or heating energy by determining it by sections of the fuel pump, as the heating element of the outer surface of the high-pressure fuel line, a section of the coolant pipeline is used, and as the coolant of the heating element, an external coolant with a constant flow from a source of thermal energy flow, by the temperature difference measured on the outer surface of the high-pressure fuel line after the heated section and before it, and by the temperature difference measured at the inlet and outlet of the external coolant pipelines, the cyclic fuel supply is determined by determining it by sections of the fuel pump, and the cyclic fuel supply is determined by a plurality of cycles, with subsequent summation of the cyclic fuel supply for all sections of the fuel pump at an engine crankshaft speed that differs by no more than 1% from the specified, including the nominal, speed value, moreover, to exclude the influence of external thermal fields, the section of the high-pressure fuel line, where it is heated and the temperature difference is measured, is placed in a heat-shielding collapsible housing.

Поставленная задача в устройстве для измерения цикловой подачи топлива в дизельном двигателе решается тем, что оно выполнение с возможностью осуществления способа определения цикловой подачи топлива по любому из предыдущих пунктов, снабженное тепловым расходомером, причем выход теплового расходомера соединен с первым входом определителя цикловой подачи топлива по секциям топливного насоса и двигателя в целом, а вход связан с выходом электронного ключа.The task in the device for measuring the cyclic fuel supply in a diesel engine is solved by the fact that it is capable of implementing the method for determining the cyclic fuel supply according to any of the previous paragraphs, equipped with a thermal flow meter, and the output of the thermal flow meter is connected to the first input of the cyclic fuel supply by sections the fuel pump and the engine as a whole, and the input is connected to the output of the electronic key.

Тепловой расходомер содержит топливопровод высокого давления, с первого по пятый первичные термоизмерительные преобразователи - датчики, первый нагревательный элемент, измеритель разности температур, источник энергии нагрева, измеритель мощности или энергии нагрева, измеритель температуры, первое и второе сравнивающие устройства, задатчик температуры, задатчик мощности нагрева, делитель постоянной мощности на разность температур, делитель мощности на постоянную температуру, первый и второй переключатели, второй нагревательный элемент - участок трубопровода теплоносителя, нагревающего наружную поверхность топливопровода высокого давления, измеритель разности температур внешнего теплоносителя, источник теплового потока энергии, измеритель теплового потока энергии, предварительный определитель цикловой подачи топлива, задатчик констант теплового потока, причем первый и второй первичные термоизмерительные преобразователи соединены с первым и вторым входами измерителя разности температур, первый нагревательный элемент соединен с первым выходом источника энергии нагрева, второй выход которого связан с входом измерителя мощности или энергии нагрева, выход которого соединен с первым входом первого сравнивающего устройства, второй вход которого соединен с задатчиком мощности или энергии нагрева, а выход - с вторым входом делителя постоянной мощности на разность температур, первый вход которого связан с выходом измерителя разности температур, а выход - с входом первого переключателя в первом положении, выход которого является выходом теплового расходомера, третий первичный термоизмерительный преобразователь соединен с измерителем температуры, выход которого связан с первым входом второго сравнивающего устройства, второй вход которого соединен с задатчиком температуры, а первый выход - с первым входом делителя мощности на постоянную температуру, второй вход которого соединен с выходом измерителя мощности или энергии нагрева, а выход - с входом первого переключателя во втором положении, вход источника энергии нагрева соединен через второй переключатель в первом положении с выходом первого сравнивающего устройства, а во втором положении с выходом второго сравнивающего устройства, вход участка трубопровода внешнего теплоносителя, нагревающего наружную поверхность топливопровода высокого давления, соединен с выходом источника теплового потока энергии, четвертый и пятый первичные термоизмерительные преобразователи связаны с первым и вторым входами измерителя разности температур внешнего теплоносителя, выход которого соединен с первым входом предварительного определителя цикловой подачи топлива, второй вход которого соединен с выходом измерителя разности температур, третий вход - с выходом измерителя теплового потока энергии, четвертый вход - с задатчиком констант теплового потока, а выход является выходом теплового расходомера, вход измерителя теплового потока энергии соединен с выходом источника теплового потока энергии.The thermal flow meter contains a high-pressure fuel line, from the first to the fifth primary thermal transducers - sensors, the first heating element, a temperature difference meter, a heating energy source, a heating power or energy meter, a temperature meter, the first and second comparing devices, a temperature setting device, a heating power setting device , a constant power divider by a temperature difference, a power divider by a constant temperature, the first and second switches, the second heating element is a section of the coolant pipeline that heats the outer surface of the high-pressure fuel line, an external coolant temperature difference meter, a heat energy flow source, a heat energy flow meter, preliminary determinant of cyclic fuel supply, heat flux constant generator, wherein the first and second primary thermal transducers are connected to the first and second inputs of the temperature difference meter, n The first heating element is connected to the first output of the heating energy source, the second output of which is connected to the input of the power or heating energy meter, the output of which is connected to the first input of the first comparator, the second input of which is connected to the power or heating energy generator, and the output to the second input constant power divider by temperature difference, the first input of which is connected to the output of the temperature difference meter, and the output - to the input of the first switch in the first position, the output of which is the output of the heat flow meter, the third primary temperature transducer is connected to the temperature meter, the output of which is connected to the first input the second comparing device, the second input of which is connected to the temperature transmitter, and the first output - to the first input of the power divider for a constant temperature, the second input of which is connected to the output of the power or heating energy meter, and the output - to the input of the first switch in the second loop position, the input of the heating energy source is connected through the second switch in the first position to the output of the first comparator, and in the second position to the output of the second comparator, the input of the pipeline section of the external coolant, which heats the outer surface of the high-pressure fuel pipeline, is connected to the output of the source of heat energy flow, the fourth and fifth primary thermal transducers are connected to the first and second inputs of the external coolant temperature difference meter, the output of which is connected to the first input of the preliminary determinant of cyclic fuel supply, the second input of which is connected to the output of the temperature difference meter, the third input - to the output of the heat energy flow meter, the fourth input is with the heat flux constant generator, and the output is the output of the heat flow meter, the input of the heat energy flux meter is connected to the output of the heat flux energy source.

На фиг. 1 приведены схемы измерения цикловой подачи топлива с применением теплового расходомера: а - с постоянной мощностью нагревания при измерении расхода топлива по степени деформации температурного поля наружной поверхности топливопровода высокого давления; 6 - с переменной мощностью нагревания и постоянной температуре нагревания наружной поверхности топливопровода высокого давления; в - с использованием внешнего теплоносителя. На фиг. 1,а…в обозначено: ТВД - топливопровод высокого давления; измеритель G_м - измеритель массового потока G_м, расхода топлива; Т₀ и Т_к - температуры в начале и в конце топливопровода высокого давления. На фиг. 1,а обозначено: ПТП-ПН и ПТП-ДН - первичные термоизмерительные преобразователи, непосредственно измеряющие температуру на наружной поверхности топливопровода высокого давления после нагревательного элемента - Т₂, установленного на наружной поверхности топливопровода высокого давления, и до него - Т₁, НЭ - нагревательный элемент; ИЭН - источник энергии нагрева; R_н - сопротивление нагревательного элемента НЭ. На фиг. 1,б обозначено: ПТП-ПД первичный термоизмерительный преобразователь, непосредственно измеряющий температуру на наружной поверхности топливопровода высокого давления, с противоположной стороны которого по диаметру установлен нагревательный элемент НЭ; измеритель W_H - измеритель мощности нагревания W_Н; R_н и R_T - сопротивления нагревательного элемента НЭ и первичного термоизмерительного преобразователя ПТП-ПД. На фиг. 1,в обозначено: ПТП-ПН и ПТП-ДН - первичные термоизмерительные преобразователи, непосредственно измеряющие температуру на наружной поверхности топливопровода высокого давления после нагревательного элемента - Т₂, установленного на наружной поверхности топливопровода высокого давления, и до него - Т₁; ПТП-КУ и ПТП-НУ - первичные термоизмерительные преобразователи, непосредственно измеряющие температуру внешнего теплоносителя в конце Т_2в и в начале Т_1вучастка трубопровода внешнего теплоносителя, непосредственно нагревающего участок наружной поверхности топливопровода высокого давления; НЭ-У - нагревательный элемент: участок трубопровода внешнего теплоносителя с постоянным потоком тепловой энергии, непосредственно нагревающего участок наружной поверхности топливопровода высокого давления; ИПТЭ - источник потока тепловой энергии; G_в - тепловой поток внешнего теплоносителя, создаваемый источником потока тепловой энергии ИПТЭ. На фиг. 2 приведены структурная схема устройства для измерения цикловой подачи топлива в дизельном двигателе (а) и функциональные схемы тепловых расходомеров с постоянной мощностью нагревания при измерении расхода по степени деформации температурного поля наружной поверхности топливопровода высокого давления и с переменной мощностью нагревания этой поверхности (б). На фиг. 3 приведена функциональная схема теплового расходомера с использованием внешнего теплоносителя, а на фиг. 4 - определителя опорной частоты измерения.In FIG. Figure 1 shows schemes for measuring cyclic fuel supply using a thermal flow meter: a - with a constant heating power when measuring fuel consumption by the degree of deformation of the temperature field of the outer surface of the high-pressure fuel line; 6 - with variable heating power and constant heating temperature of the outer surface of the high pressure fuel line; c - using an external coolant. In FIG. 1, a ... in it is indicated: TVD - high-pressure fuel line; meter G _m - mass flow meter G _m , fuel consumption; T ₀ and T _k - temperatures at the beginning and at the end of the high pressure fuel line. In FIG. 1,a it is marked: PTP-PN and PTP-DN - primary thermal transducers that directly measure the temperature on the outer surface of the high pressure fuel line after the heating element - T ₂ installed on the outer surface of the high pressure fuel line, and before it - T ₁ , NE - heating element; IEN - heating energy source; R _n - resistance of the heating element NO. In FIG. 1b it is marked: PTP-PD is a primary temperature measuring transducer that directly measures the temperature on the outer surface of the high-pressure fuel line, on the opposite side of which a heating element NE is installed along the diameter; meter W _H - heating power meter W _H ; R _n and R _T - resistance of the heating element NE and the primary temperature transducer PTP-PD. In FIG. 1, c is marked: PTP-PN and PTP-DN - primary thermal transducers that directly measure the temperature on the outer surface of the high pressure fuel line after the heating element - T ₂ installed on the outer surface of the high pressure fuel line, and before it - T ₁ ; PTP-KU and PTP-NU - primary temperature transducers that directly measure the temperature of the external coolant at the end of T _2v and at the beginning of T _1v of the section of the external coolant pipeline that directly heats the section of the outer surface of the high-pressure fuel line; NE-U - heating element: a section of an external coolant pipeline with a constant flow of thermal energy, directly heating a section of the outer surface of the high-pressure fuel line; IPTE - source of thermal energy flow; G _in - the heat flow of the external coolant, created by the source of the flow of thermal energy IPTE. In FIG. Figure 2 shows a block diagram of a device for measuring the cyclic fuel supply in a diesel engine (a) and functional diagrams of thermal flow meters with a constant heating power when measuring flow according to the degree of deformation of the temperature field of the outer surface of the high-pressure fuel line and with a variable heating power of this surface (b). In FIG. 3 shows a functional diagram of a heat flow meter using an external coolant, and Fig. 4 - the determinant of the reference frequency of measurement.

В тепловых расходомерах, построенных на использовании эффекта деформации температурного поля нагретой поверхности топливопровода высокого давления, измерение массового расхода топлива осуществляется в функции количества тепла, протекающего по поверхности топливопровода. Разность температур поверхности топливопровода до и после нагревания потока зависит от интенсивности теплообмена между нагретой поверхностью топливопровода высокого давления и пограничным слоем потока. При исследовании температурных полей поверхности топливопровода вдоль ее образующей при постоянной мощности W_Н нагревания установлено, что массовый поток расхода топлива G_м:In thermal flow meters based on the effect of deformation of the temperature field of the heated surface of the high-pressure fuel line, the measurement of fuel mass flow is carried out as a function of the amount of heat flowing over the surface of the fuel line. The temperature difference between the surface of the fuel line before and after heating the flow depends on the intensity of heat exchange between the heated surface of the high pressure fuel line and the boundary layer of the flow. When studying the temperature fields of the fuel line surface along its generatrix at a constant heating power W _H , it was found that the mass flow of fuel consumption G _m :

где W_Н - мощность нагревания; с_р - удельная теплоемкость поверхности топливопровода высокого давления (находится из справочников: например, для стали с_р=0,46 кДж/кг⋅К); ΔТ=Т_к-Т₀≈Т₂-Т₁ - разность температур первичных термоизмерительных преобразователей, установленных после источника тепловой энергии и до него (фиг. 1, а).where W _N - heating power; c _p - specific heat capacity of the surface of the high-pressure fuel line (found from reference books: for example, for steel with _p = 0.46 kJ / kg⋅K); ΔT=T _to -T ₀ ≈T ₂ -T ₁ - the temperature difference of the primary thermal transducers installed after the source of thermal energy and before it (Fig. 1, a).

В тепловых расходомерах с переменной мощностью нагревания W_н и постоянной температурой нагревания поверхности топливопровода T=const измерение массового расхода топлива G_м осуществляется в функции изменения среднего коэффициента теплоотдачи в конкретной точке или на определенном участке теплового взаимодействия потока и термоизмерительного преобразователя:In thermal flow meters with variable heating power W _n and constant heating temperature of the fuel line surface T=const, the measurement of fuel mass flow G _m is carried out as a function of changing the average heat transfer coefficient at a specific point or in a certain section of the thermal interaction of the flow and the thermal transducer:

При этом можно применить счетчики энергии W_нt, идущей на нагрев, так как эта энергия будет пропорциональна G_м (фиг. 1, б).In this case, it is possible to use energy meters W _n t, which goes to heating, since this energy will be proportional to G _m (Fig. 1, b).

В тепловых расходомерах в качестве источника тепловой энергии может использоваться внешний теплоноситель с массовым внешним тепловым потоком G_в. В результате теплообмена между двумя потоками с различной температурой соотношение приращений их теплосодержания будет являться функцией расхода основного потока массового расхода топлива G_м (фиг. 1, в):In thermal flowmeters, an external coolant with a mass external heat flux G _in can be used as a source of thermal energy. As a result of heat exchange between two flows with different temperatures, the ratio of increments of their heat content will be a function of the flow rate of the main flow of mass fuel flow G _m (Fig. 1, c):

где с_рв и ΔТ_в=Т_2в-Т_1в - удельная теплоемкость и средняя по теплосодержанию разность температур массового внешнего теплового потока G_в.where c _r and ΔT _in =T _2v -T _1v is the specific heat capacity and the average heat content temperature difference of the mass external heat flux G _in .

Измерение расхода топлива по секциям топливного насоса осуществляется следующим образом. В условиях эксплуатации устанавливают на трубопровод высокого давления (ТВД) определенного цилиндра первичные термоизмерительные преобразователи и нагревательные элементы, которые вместе с участком ТВД закрываются теплозащитным корпусом, состоящим из двух половин, накладываемых на поверхность ТВД с последующим их зажиманием.Measurement of fuel consumption by sections of the fuel pump is carried out as follows. Under operating conditions, primary thermal measuring transducers and heating elements are installed on the high-pressure pipeline (HPT) of a certain cylinder, which, together with the HPT section, are closed with a heat-shielding housing consisting of two halves superimposed on the HPT surface with their subsequent clamping.

В режиме свободного ускорения двигателя определяют цикловую подачу топлива в дизельном двигателе путем определения ее по секциям топливного насоса g_ц1 по одной из формул (1)…(3) способа, полученных по множеству циклов, с последующим суммированием цикловых подач топлива по всем секциям топливного насоса при достижении двигателем частоты вращения коленчатого вала, отличающейся не более чем на 1% от заданного, в том числе номинального, значения. В стационарном режиме полной нагрузки двигателя аналогично определяют цикловую подачу топлива в дизельном двигателе путем определения ее по секциям топливного насоса g_4l по одной из формул (1)…(3) способа, полученных по множеству циклов, с последующим суммированием цикловых подач топлива по всем секциям топливного насоса при достижении двигателем частоты вращения коленчатого вала, отличающейся не более чем на 1% от заданного, в том числе номинального, значения.In the free acceleration mode of the engine, the cyclic fuel supply in the diesel engine is determined by determining it by sections of the fuel pump g _c1 according to one of the formulas (1) ... (3) of the method obtained from a plurality of cycles, followed by summing the cyclic fuel supply for all sections of the fuel pump when the engine reaches the crankshaft speed, which differs by no more than 1% from the set value, including the nominal one. In the stationary mode of full load of the engine, the cyclic fuel supply in a diesel engine is similarly determined by determining it by sections of the fuel pump g _4l according to one of the formulas (1) ... (3) of the method obtained from a plurality of cycles, followed by summing the cyclic fuel supply for all sections fuel pump when the engine reaches the crankshaft speed, which differs by no more than 1% from the set value, including the nominal one.

Устройство содержит тепловой расходомер 1, определитель 2 цикловой подачи топлива по секциям топливного насоса и двигателя в целом, определитель 3 опорной частоты измерения цикловой подачи топлива, электронный ключ 4, задатчик констант 5.The device contains a thermal flow meter 1, a determinant 2 of the cyclic fuel supply for sections of the fuel pump and the engine as a whole, a determinant 3 of the reference frequency for measuring the cyclic fuel supply, an electronic key 4, a constant setter 5.

Тепловой расходомер 1 содержит топливопровод высокого давления 6, первый и второй первичные термоизмерительные преобразователи (датчики) 7, измеритель разности температур 8, первый нагревательный элемент 9, источник энергии нагрева 10, измеритель мощности или энергии нагрева 11, первое сравнивающее устройство 12, задатчик мощности нагрева 13, делитель постоянной мощности на разность температур 14, первый переключатель 15, третий первичный термоизмерительный преобразователь (датчик) 16, измеритель температуры 17, второе сравнивающее устройство 18, задатчик температуры 19, делитель мощности на постоянную температуру 20, второй переключатель 21, второй нагревательный элемент 22 - участок трубопровода теплоносителя, нагревающего наружную поверхность топливопровода высокого давления, источник теплового потока энергии 23, четвертый и пятый первичные термоизмерительные преобразователи (датчики) 24, измеритель разности температур внешнего теплоносителя 25, предварительный определитель цикловой подачи топлива 26, измеритель теплового потока энергии 27, задатчик констант теплового потока 28.The thermal flow meter 1 contains a high-pressure fuel line 6, the first and second primary thermal transducers (sensors) 7, a temperature difference meter 8, the first heating element 9, a heating energy source 10, a heating power or energy meter 11, the first comparing device 12, a heating power setting device 13, constant power divider by temperature difference 14, first switch 15, third primary thermal transducer (sensor) 16, temperature meter 17, second comparator 18, temperature setpoint 19, constant temperature power divider 20, second switch 21, second heating element 22 - section of the coolant pipeline that heats the outer surface of the high-pressure fuel line, the source of heat energy flow 23, the fourth and fifth primary thermal transducers (sensors) 24, the temperature difference meter of the external coolant 25, the preliminary determinant of the cycle fuel supply 26, heat energy flow meter 27, heat flow constant generator 28.

Первый и второй первичные термоизмерительные преобразователи 7 соединены с первым и вторым входами измерителя разности температур 8, первый нагревательный элемент 9 соединен с первым выходом источника энергии нагрева 10, второй выход которого связан с входом измерителя мощности или энергии нагрева 11, выход которого соединен с первым входом первого сравнивающего устройства 12, второй вход которого соединен с задатчиком мощности или энергии нагрева 13, а выход - с вторым входом делителя постоянной мощности на разность температур 14, первый вход которого связан с выходом измерителя разности температур 8, а выход - с входом первого переключателя 15 в первом положении, выход которого является выходом теплового расходомера, третий первичный термоизмерительный преобразователь 16 соединен с измерителем температуры 17, выход которого связан с первым входом второго сравнивающего устройства 18, второй вход которого соединен с задатчиком температуры 19, а первый выход - с первым входом делителя мощности на постоянную температуру 20, второй вход которого соединен с выходом измерителя мощности или энергии нагрева 11, а выход - с входом первого переключателя 15 во втором положении, вход источника энергии нагрева 10 соединен через второй переключатель 21 в первом положении с выходом первого сравнивающего устройства 12, а во втором положении с выходом второго сравнивающего устройства 18, вход участка трубопровода внешнего теплоносителя 22, нагревающего наружную поверхность топливопровода высокого давления, соединен с выходом источника теплового потока энергии 23, четвертый и пятый первичные термоизмерительные преобразователи 24 связаны с первым и вторым входами измерителя разности температур внешнего теплоносителя 25, выход которого соединен с первым входом предварительного определителя цикловой подачи топлива 26, второй вход которого соединен с выходом измерителя разности температур 8, третий вход - с выходом измерителя теплового потока энергии 27, четвертый вход - с задатчиком констант теплового потока 28, а выход является выходом теплового расходомера, вход измерителя теплового потока энергии 27 соединен с выходом источника теплового потока энергии 23.The first and second primary temperature transducers 7 are connected to the first and second inputs of the temperature difference meter 8, the first heating element 9 is connected to the first output of the heating energy source 10, the second output of which is connected to the input of the power or heating energy meter 11, the output of which is connected to the first input the first comparing device 12, the second input of which is connected to the power or heating energy generator 13, and the output is connected to the second input of the constant power divider by the temperature difference 14, the first input of which is connected to the output of the temperature difference meter 8, and the output is connected to the input of the first switch 15 in the first position, the output of which is the output of the heat flow meter, the third primary thermal transducer 16 is connected to the temperature meter 17, the output of which is connected to the first input of the second comparator 18, the second input of which is connected to the temperature transmitter 19, and the first output is connected to the first input of the divider m power at a constant temperature 20, the second input of which is connected to the output of the power or heating energy meter 11, and the output is connected to the input of the first switch 15 in the second position, the input of the heating energy source 10 is connected through the second switch 21 in the first position to the output of the first comparing device 12 , and in the second position with the output of the second comparing device 18, the input of the section of the pipeline of the external coolant 22, which heats the outer surface of the high-pressure fuel line, is connected to the output of the source of heat energy flow 23, the fourth and fifth primary thermal transducers 24 are connected to the first and second inputs of the difference meter temperature of the external coolant 25, the output of which is connected to the first input of the preliminary determinant of the cyclic fuel supply 26, the second input of which is connected to the output of the temperature difference meter 8, the third input is connected to the output of the heat energy flow meter 27, the fourth input is connected to the generator heat flow instant 28, and the output is the output of the heat flow meter, the input of the heat energy flow meter 27 is connected to the output of the heat energy flow source 23.

Определитель 3 опорной частоты измерения, в том числе номинальной, цикловой подачи топлива построен аналогично прототипу и содержит датчик частоты вращения 29, преобразователь временного интервала в код 30, блок регистров сигнала 31, блок 32 вычисления среднего значения частоты вращения, селектор уровня 33, датчик синхронизации 34, блок 35 формирования начала отсчета угловых меток, блок 36 синхронизации начала отсчета угловых меток, счетчик угловых меток цикла 37, блок 38 формирования угловых меток контролируемого цилиндра, формирователь строба цилиндра 39, генератор тактовых импульсов 40, задатчик 41 частоты измерения цикловой подачи топлива, задатчик 42 угловых меток цикла, задатчик 43 номеров угловых меток цилиндров, устройство управления 44, ключ угловых меток контролируемого цилиндра 45, переключатель на два положения 46.The determinant 3 of the reference measurement frequency, including the nominal, cyclic fuel supply is built similarly to the prototype and contains a speed sensor 29, a time interval converter into a code 30, a block of signal registers 31, a block 32 for calculating the average speed value, a level selector 33, a synchronization sensor 34, unit 35 for forming the origin of the angle marks, block 36 for synchronizing the origin of the angle marks, the counter of the angle marks of the cycle 37, the unit 38 for forming the angle marks of the controlled cylinder, the shaper of the gate of the cylinder 39, the generator of clock pulses 40, the setter 41 of the frequency of measuring the cyclic fuel supply, setter 42 of the angular marks of the cycle, setter 43 of the numbers of the angular marks of the cylinders, control device 44, key of the angular marks of the controlled cylinder 45, two-position switch 46.

В определителе 3 опорной, в том числе номинальной, частоты измерения цикловой подачи топлива датчик частоты вращения 29 через переключатель 46 на два положения в первом положении связан с первым сигнальным входом преобразователя 30 временного интервала в код, первый информационный и второй управляющий выходы которого соединены соответственно с первым информационным и вторым управляющим входами блока 31 регистров сигнала, выход которого через блок 32 вычисления среднего значения частоты вращения связан с первым входом селектора уровня 33. Датчик синхронизации 34 через последовательно соединенные блок 35 формирования начала отсчета угловых меток и блок 36 синхронизации начала отсчета угловых меток связан с третьим входом и вторым входом счетчика угловых меток цикла 37, первый вход которого соединен с выходом датчика частоты вращения 29, первый выход - с пятым управляющим входом блока 31 регистров сигнала, а второй выход через блок 38 формирования угловых меток контролируемого цилиндра -с формирователем строба цилиндра 39. Генератор тактовых импульсов 40 соединен с вторым входом преобразователя 30 временного интервала в код, задатчик частоты измерения цикловой подачи топлива 41 - с вторым входом селектора уровня 33, задатчик угловых меток цикла 42 - с третьим входом счетчика угловых меток 37, а задатчик номеров угловых меток цилиндров 43 - с вторым входом блока 38 формирования угловых меток контролируемого цилиндра. Первый вход ключа 45 угловых меток контролируемого цилиндра соединен с выходом счетчика угловых меток 37, второй вход - с выходом формирователя строба цилиндра 30, а выход через переключатель 46 на два положения во втором положении - с первым сигнальным входом преобразователя 30 временного интервала в код. Устройство управления 44 соединено с вторыми управляющими входами блока 32 вычисления среднего значения частоты вращения и блока 36 синхронизации начала отсчета угловых меток, а также с четвертым управляющим входом блока 31 регистров сигнала. Выход селектора уровня 33 является первым, а выход формирователя строба цилиндра 39 - вторым выходом определителя 3 опорной, в том числе номинальной, частоты измерения цикловой подачи топлива.In the determinant 3 of the reference, including the nominal, frequency of measuring the cyclic fuel supply, the speed sensor 29 through the switch 46 to two positions in the first position is connected to the first signal input of the converter 30 of the time interval to the code, the first information and second control outputs of which are connected, respectively, with the first information and second control inputs of the block 31 of the signal registers, the output of which is connected through the block 32 for calculating the average value of the speed of rotation to the first input of the level selector 33. The synchronization sensor 34 through the series-connected block 35 of the formation of the origin of the angular marks and the block 36 of the synchronization of the origin of the angular marks connected with the third input and the second input of the counter of the angular marks of the cycle 37, the first input of which is connected to the output of the speed sensor 29, the first output - with the fifth control input of the block 31 of the signal registers, and the second output through the block 38 of the formation of the angular marks of the controlled cylinder -c generator strobe cylinder 39. Clock generator 40 is connected to the second input of the converter 30 of the time interval to the code, the frequency generator for measuring the cyclic fuel supply 41 - with the second input of the level selector 33, the generator of the angular marks of the cycle 42 - with the third input of the counter of the angular marks 37, and the setter of numbers of angular marks of cylinders 43 - with the second input of the block 38 of formation of angular marks of the controlled cylinder. The first input of the key 45 of the angle marks of the controlled cylinder is connected to the output of the counter of the angle marks 37, the second input is connected to the output of the shaper of the gate of the cylinder 30, and the output through the switch 46 to two positions in the second position is connected to the first signal input of the converter 30 of the time interval to the code. The control device 44 is connected to the second control inputs of the block 32 for calculating the average value of the rotational speed and the block 36 for synchronizing the origin of the angular marks, as well as with the fourth control input of the block 31 of the signal registers. The output of the level selector 33 is the first, and the output of the cylinder strobe shaper 39 is the second output of the determinant 3 of the reference, including the nominal, frequency for measuring the cyclic fuel supply.

Измерение температуры и разности температур проводится с помощью широко распространенных стандартных приборов и контроллеров. Например, в качестве первичных термоизмерительных преобразователей (датчиков) 7, 16, 24 могут применяться терморезисторы. В этом случае терморезисторы 7₁ и 7₂ (24₁ и 24₂) включаются в противоположные диагонали измерительного моста сопротивлений в измерителе разности температур 8 (в измерителе разности температур внешнего теплоносителя 25) или в диагональ такого же моста, в противоположную диагональ которого включается резистор - задатчик температуры 19 в измерителе температуры 17. Если в качестве первичных термоизмерительных преобразователей (датчиков) 7, 16, 24 применить термопары, то каждый датчик включается на вход согласующего усилителя напряжения, с последующим измерением разности или абсолютного значения. В качестве нагревательного элемента 9 могут быть применены нихромовые спирали или ТЭНы. Источник энергии нагрева 10 - бортовой аккумулятор или источник сетевого напряжения. Измеритель мощности или энергии нагрева 11 -стандартный измеритель электрической мощности или энергии, используемой для нагрева источником 10. В качестве сравнивающих устройств 12 и 18 могут быть применены операционные усилители, на входы которых подаются сравниваемые напряжения, поступающие с измерителя 11 и задатчика мощности нагрева 13 (или с измерителя 17 и задатчика температуры 19). Задатчик мощности нагрева 13 - регулируемый источник постоянного напряжения. Если в качестве первичных термоизмерительных преобразователей (датчиков) 7, 16, 24 применить термопары, то задатчик температуры - регулируемый источник постоянного напряжения. Делитель мощности на постоянную температуру 20 может быть выполнен на аналоговой схеме умножителя с инвертированием одного сигнала, или на микропроцессорном спецвычислителе (контроллере). В последнем случае на его входах должны находиться аналого-цифровые преобразователи и запоминающие устройства (регистры). Второй нагревательный элемент 22 - участок трубопровода теплоносителя, нагревающего наружную поверхность топливопровода высокого давления, может быть выполнен из эффективных теплоизлучающих сплавов. Источник теплового потока энергии 23 может быть любого типа (например, калорифер). Предварительный определитель цикловой подачи топлива 26 может быть выполнен в виде последовательного соединения трех аналоговых умножителей, один из которых обеспечивает умножение сигналов с выходов измерителя разности температур 8 и измерителя разности температур внешнего теплоносителя 25, второй - с выходов измерителя теплового потока энергии 27 и задатчика констант теплового потока 28, третий - умножение предыдущих двух величин. В этом случае задатчик констант теплового потока 28 - регулируемый источник постоянного напряжения. При применении микропроцессорного спецвычислителя (контроллера) в качестве предварительного определителя цикловой подачи топлива 26 на его входах должны находиться аналого-цифровые преобразователи и запоминающие устройства (регистры). При этом задатчик констант теплового потока 28 состоит из набора декадных переключателей, с помощью которых выставляется требуемое при измерении значение удельной теплоемкости внешнего теплоносителя, дешифратора и регистра, формирующего на выходе код. Измеритель теплового потока энергии 27 может быть выполнен по любой схеме измерения потока газов или жидкостей, например, с применением термоэлектрического измерителя давлений.Measurement of temperature and temperature difference is carried out using widely used standard instruments and controllers. For example, thermistors can be used as primary temperature transducers (sensors) 7, 16, 24. In this case, thermistors 7 ₁ and 7 ₂ (24 ₁ and 24 ₂ ) are included in the opposite diagonals of the resistance measuring bridge in the temperature difference meter 8 (in the temperature difference meter of the external coolant 25) or in the diagonal of the same bridge, in the opposite diagonal of which the resistor is connected - temperature setpoint 19 in the temperature meter 17. If thermocouples are used as primary thermal transducers (sensors) 7, 16, 24, then each sensor is connected to the input of a matching voltage amplifier, followed by measurement of the difference or absolute value. As a heating element 9, nichrome coils or heating elements can be used. The heating energy source 10 is an on-board battery or a mains voltage source. Heating power or energy meter 11 is a standard meter of electric power or energy used for heating by source 10. Operational amplifiers can be used as comparing devices 12 and 18, the inputs of which are supplied with compared voltages coming from meter 11 and heating power generator 13 ( or from the meter 17 and the temperature controller 19). The heating power generator 13 is an adjustable constant voltage source. If thermocouples are used as primary thermal transducers (sensors) 7, 16, 24, then the temperature setpoint is an adjustable DC voltage source. The constant temperature power divider 20 can be made on an analog multiplier circuit with one signal inverted, or on a special microprocessor computer (controller). In the latter case, its inputs must contain analog-to-digital converters and storage devices (registers). The second heating element 22 is a section of the coolant pipeline that heats the outer surface of the high-pressure fuel line, and can be made of effective heat-radiating alloys. The source of heat energy flow 23 can be of any type (for example, a heater). The preliminary determinant of the cyclic fuel supply 26 can be made in the form of a series connection of three analog multipliers, one of which provides multiplication of signals from the outputs of the temperature difference meter 8 and the temperature difference meter of the external coolant 25, the second - from the outputs of the heat energy flow meter 27 and the heat constant setter flow 28, the third - the multiplication of the previous two values. In this case, the heat flux constant generator 28 is an adjustable constant voltage source. When using a microprocessor special calculator (controller) as a preliminary determinant of the cyclic fuel supply 26, its inputs must contain analog-to-digital converters and memory devices (registers). In this case, the setter of heat flux constants 28 consists of a set of ten-day switches, with the help of which the value of the specific heat of the external coolant required during measurement is set, a decoder and a register that generates a code at the output. The heat energy flow meter 27 can be made according to any scheme for measuring the flow of gases or liquids, for example, using a thermoelectric pressure meter.

В качестве датчика 29 частоты вращения может быть применен индукционный первичный преобразователь, устанавливаемый в корпусе напротив зубчатого венца маховика, с последующим включением триггера Шмитта и ждущего мультивибратора, формирующих импульсы стандартизированной длительности и амплитуды, или фотоэлектрический преобразователь углового перемещения коленчатого вала с большим числом угловых меток, устанавливаемый на испытательном стенде ДВС. Преобразователь 30 временного интервала в код построен по типовой схеме при заполнении временных интервалов импульсами, поступающими с генератора тактовых импульсов 40. Разрядность преобразователя 30 и регистров блока 31 определяется требуемой погрешностью преобразования временного интервала. Блок 32 вычисления среднего значения частоты вращения представляет собой арифметическое устройство (микропроцессорный спецвычислитель), осуществляющее операцию нахождения среднего арифметического значения чисел, поступающих с блока 31 регистров сигнала, а также добавление последующего и вьгчитание первого числа, если n<n_оп.Центральный процессор блока 32 осуществляет: суммирование 2z чисел, поступающих с блока 31 регистров (z - число угловых меток или число временных интервалов между соседними угловыми метками); перевод полученного числа, соответствующего временному интервалу поворота коленчатого вала на 720°, в обороты/мин по известной формуле; нахождение среднего значения частоты вращения за два оборота; передачу полученного числа на селектор уровня 33 (схема сравнения кодов чисел). В качестве датчика 34 синхронизации используется виброакустический датчик перемещения корпуса ТВД, устанавливаемый на ТВД у головки ТНВД первой секции. Блок 35 формирования начала отсчета угловых меток включает в себя последовательно соединенные пиковый инерционный детектор, аналоговый дифференциатор и формирователь импульсов (триггер Шмитта). Блок 36 синхронизации начала отсчета угловых меток представляет собой статический RS-триггер, на один из входов которого подаются импульсы с блока 34, а на второй - сигналы "0" или импульсный "1", которые подаются с устройства управления 44 по команде или с помощью кнопки. Задатчик 41 частоты измерения состоит из набора декадных переключателей (четыре переключателя), с помощью которых выставляется требуемая при измерении частота вращения, дешифратора и регистра, формирующего на выходе код, соответствующий этой частоте. Задатчик 42 угловых меток цикла состоит из одного или более (в зависимости от числа марок контролируемых двигателей) декадных переключателей, при каждом положении которого задается счетчику 37 число 2z подсчитываемых угловых меток. Задатчик 43 номеров угловых меток цилиндров состоит из дешифратора, соединенного своими выходами с блоком 38 формирования угловых меток контролируемого цилиндра, десятичного счетчика числа цилиндров, соединенного своими выходами с управляющими входами дешифратора; переключателя марки двигателя, соединенного своими выходами с информационными входами дешифратора. Блока 38 формирования угловых меток контролируемого цилиндра - счетчик импульсов. Формирователь строба цилиндра 39 - статический RS-триггер, на выходе которого формируется строб, длительность которого определяется длительностью рабочего такта контролируемого цилиндра, т.е. поступающими со счетчика 37 импульсами установки и сброса (первым и последним импульсами).As a speed sensor 29, an induction primary converter can be used, installed in the housing opposite the flywheel ring gear, followed by switching on the Schmitt trigger and the waiting multivibrator, which generate pulses of standardized duration and amplitude, or a photoelectric converter of the crankshaft angular displacement with a large number of angular marks, installed on the ICE test stand. The time interval to code converter 30 is built according to a typical scheme when filling the time intervals with pulses coming from the clock generator 40. The capacity of the converter 30 and the registers of block 31 is determined by the required time interval conversion error. Block 32 for calculating the average value of the rotational speed is an arithmetic device (microprocessor special calculator) that performs the operation of finding the arithmetic average of the numbers coming from the block 31 of the signal registers, as well as adding the next and subtracting the first number if n<n _op. The central processor block 32 performs: the summation of 2z numbers coming from the register block 31 (z is the number of corner marks or the number of time intervals between adjacent corner marks); converting the resulting number corresponding to the time interval of rotation of the crankshaft by 720° into revolutions/min according to a known formula; finding the average value of the speed for two revolutions; transfer of the received number to the level 33 selector (number code comparison scheme). As a synchronization sensor 34, a vibroacoustic displacement sensor of the HPT body is used, which is installed on the HPT near the injection pump head of the first section. The block 35 for forming the origin of the angular marks includes a peak inertial detector, an analog differentiator and a pulse shaper (Schmitt trigger) connected in series. The block 36 for synchronization of the reference point of the corner marks is a static RS-trigger, one of the inputs of which receives pulses from the block 34, and the second - signals "0" or a pulse "1", which are supplied from the control device 44 on command or with the help of buttons. The measuring frequency setter 41 consists of a set of ten-day switches (four switches), with the help of which the required rotational speed is set during the measurement, a decoder and a register that generates a code corresponding to this frequency at the output. The setter 42 of the angular marks of the cycle consists of one or more (depending on the number of brands of controlled engines) decade switches, at each position of which the counter 37 is assigned the number 2z of counted angular marks. The setter 43 of the numbers of the angular marks of the cylinders consists of a decoder connected by its outputs to the block 38 for forming the angular marks of the controlled cylinder, a decimal counter of the number of cylinders connected by its outputs to the control inputs of the decoder; engine brand switch, connected by its outputs to the information inputs of the decoder. Unit 38 for forming angular marks of the controlled cylinder is a pulse counter. The cylinder strobe shaper 39 is a static RS flip-flop, at the output of which a strobe is formed, the duration of which is determined by the duration of the working cycle of the controlled cylinder, i.e. set and reset pulses coming from the counter 37 (first and last pulses).

Устройство для измерения цикловой подачи топлива в дизельном двигателе с применением теплового расходомера работает следующим образом. Предварительно устанавливаются значения: с помощью задатчика констант 5 -коэффициента с_р, с помощью задатчика мощности нагрева 13 - мощности нагрева топливопровода высокого давления с помощью задатчика температуры 19 -температуры нагрева поверхности топливопровода высокого давления, с помощью задатчика констант теплового потока 28 - коэффициента с_рн. Предварительно в тепловом расходомере 1 устанавливают переключатели на два положения 15 и 21 в первое положение.A device for measuring the cyclic fuel supply in a diesel engine using a thermal flow meter operates as follows. The following values are preliminarily set: using the constant setter 5 - coefficient c _p , using the heating power setter 13 - the heating power of the high-pressure fuel line using the temperature setter 19 - the heating temperature of the surface of the high-pressure fuel line, using the heat flow constant setter 28 - coefficient c _pH . Previously, in the heat flow meter 1, the switches are set to two positions 15 and 21 in the first position.

Предварительно в определителе 3 опорной, в том числе номинальной, частоты измерения цикловой подачи топлива с помощью задатчика частоты измерения цикловой подачи топлива 41 в селекторе уровня 33 устанавливается частота вращения коленчатого вала, при которой предполагается измерить цикловую подачу топлива; с помощью задатчика угловых меток цикла 42 в счетчик угловых меток цикла 37 вводится число угловых меток, поступающих с датчика частоты вращения 29; с помощью задатчика 43 номеров угловых меток цилиндров в блоке 38 формирования угловых меток контролируемого цилиндра устанавливаются угловые метки начала и конца рабочего такта. При установке вибродатчиков одновременно на ТВД всех цилиндров устанавливаются угловые метки начала и конца каждого из цилиндров. При подготовке устройства к работе с помощью устройства управления 44 осуществляется сброс информации, хранящейся в регистре сигналов 31, блоке 32 вычисления среднего значения частоты, а также осуществляется подготовка к работе блока 36 синхронизации.Previously, in the determinant 3 of the reference, including the nominal, frequency of measuring the cyclic fuel supply using the frequency selector for measuring the cyclic fuel supply 41 in the level selector 33, the crankshaft speed is set at which it is supposed to measure the cyclic fuel supply; using the setter of angular marks of the cycle 42, the number of angular marks coming from the speed sensor 29 is entered into the counter of the angular marks of the cycle 37; using the setter 43 of the numbers of the angular marks of the cylinders in the block 38 of the formation of the angular marks of the controlled cylinder, the angular marks of the beginning and end of the working cycle are set. When vibration sensors are installed simultaneously on the TVD of all cylinders, angular marks of the beginning and end of each of the cylinders are set. When preparing the device for operation using the control device 44 resets the information stored in the signal register 31, the block 32 for calculating the average frequency value, and is also preparing for the operation of the block 36 synchronization.

В свободном разгоне и в стационарном режиме полной нагрузки в тепловом расходомере 1 на нагревательный элемент 9, установленный на топливопровод высокого давления 6, с источника энергии нагрева 10 непрерывно поступает напряжение. Измеритель разности температур 8 измеряет разность температур, поступающих с первого 7₁ и второго 7₂ первичных термоизмерительных преобразователей (датчиков). Напряжение, соответствующее этой разности, подается на первый вход делителя постоянной мощности на разность температур 14. Напряжение, соответствующее мощности (или энергии) нагрева, создаваемой источником энергии нагрева 10 и измеренное измерителем мощности нагрева 11, подается на первый вход первого сравнивающего устройства 12, на второй вход которого поступает напряжение с задатчика мощности нагрева 13. При равенстве этих напряжений (достижении заданной мощности нагрева) с выхода первого сравнивающего устройства 12 через переключатель 21 в первом положении на управляющий вход первого источника энергии нагрева 10 подается напряжение, отключающее этот источник. Одновременно напряжение с выхода первого сравнивающего устройства 12, соответствующее напряжению задатчика мощности нагрева 13, подается на второй вход делителя постоянной мощности на разность температур 14. Результат деления в виде напряжения через переключатель 15 в первом положении поступает с выхода делителя постоянной мощности на разность температур 14 на выход теплового расходомера 1.In free acceleration and in stationary full load mode in the thermal flowmeter 1, the heating element 9 installed on the high-pressure fuel line 6 is continuously supplied with voltage from the heating energy source 10. The temperature difference meter 8 measures the temperature difference coming from the first 7 ₁ and second 7 ₂ primary thermal transducers (sensors). The voltage corresponding to this difference is supplied to the first input of the constant power divider by the temperature difference 14. The voltage corresponding to the heating power (or energy) generated by the heating energy source 10 and measured by the heating power meter 11 is supplied to the first input of the first comparing device 12, to the second input of which receives voltage from the heating power generator 13. When these voltages are equal (reaching the specified heating power), the voltage is applied from the output of the first comparing device 12 through the switch 21 in the first position to the control input of the first heating energy source 10, which turns off this source. At the same time, the voltage from the output of the first comparing device 12, corresponding to the voltage of the heating power generator 13, is supplied to the second input of the constant power divider by the temperature difference 14. The result of division in the form of voltage through the switch 15 in the first position comes from the output of the constant power divider by the temperature difference 14 by heat flow meter output 1.

Дополнительно предварительно в тепловом- расходомере 1 устанавливают переключатели на два положения 15 и 21 во второе положение. В свободном разгоне и в стационарном режиме полной нагрузки в тепловом расходомере 1 на нагревательный элемент 9, установленный на топливопровод высокого давления 6, с источника энергии нагрева 10 непрерывно поступает напряжение. Сигнал с третьего первичного термоизмерительного преобразователя (датчика) 16, установленного на топливопровод высокого давления 6 с противоположной стороны по диаметру от нагревательного элемента 9 поступает на измеритель температуры 17. Напряжение с выхода измерителя температуры 17 подается на первый вход второго сравнивающего устройства 18, на второй вход которого поступает напряжение с задатчика температуры 19. При равенстве этих напряжений (достижении заданной температуры нагрева) с выхода второго сравнивающего устройства 18 через переключатель 21 во втором положении на управляющий вход источника энергии нагрева 10 подается напряжение, отключающее этот источник. Одновременно напряжение с выхода второго сравнивающего устройства 18, соответствующее напряжению задатчика температуры 19, подается на второй вход делителя мощности на постоянную температуру 20, на первый вход которого поступает напряжение с выхода измерителя мощности нагрева 11. Результат деления в виде напряжения через переключатель 15 во втором положении поступает с выхода делителя мощности на постоянную температуру 20 на выход теплового расходомера 1.Additionally, beforehand, in the heat flow meter 1, the switches for two positions 15 and 21 are set to the second position. In free acceleration and in stationary full load mode in the thermal flowmeter 1, the heating element 9 installed on the high-pressure fuel line 6 is continuously supplied with voltage from the heating energy source 10. The signal from the third primary thermal transducer (sensor) 16, installed on the high-pressure fuel line 6 on the opposite side in diameter from the heating element 9, is fed to the temperature meter 17. The voltage from the output of the temperature meter 17 is supplied to the first input of the second comparing device 18, to the second input which receives voltage from the temperature sensor 19. If these voltages are equal (reaching the predetermined heating temperature), a voltage is applied from the output of the second comparing device 18 through the switch 21 in the second position to the control input of the heating energy source 10, which turns off this source. At the same time, the voltage from the output of the second comparing device 18, corresponding to the voltage of the temperature sensor 19, is supplied to the second input of the power divider for a constant temperature 20, the first input of which receives the voltage from the output of the heating power meter 11. The result of division in the form of voltage through the switch 15 in the second position comes from the output of the power divider at a constant temperature of 20 to the output of the heat flow meter 1.

При использовании внешнего теплоносителя от источника теплового потока энергии 23 теплоноситель подается на второй нагревательный элемент 22 - участок трубопровода теплоносителя, нагревающего участок наружной поверхности топливопровода высокого давления 6. Напряжение с выхода измерителя разности температур 8 подается на второй вход предварительного определителя цикловой подачи топлива 26, на первый вход которого поступает напряжение с выхода измерителя разности температур внешнего теплоносителя 25, измеряющего эту разность по сигналам четвертого и пятого первичных термоизмерительных преобразователей (датчиков) 24₁ и 24₂. На третий вход предварительного определителя цикловой подачи топлива 26 подается напряжение с выхода измерителя теплового потока энергии 27, а на четвертый вход - с задатчика констант теплового потока 28. Результат вычисления в предварительном определителе цикловой подачи топлива 26 в виде напряжения подается на выход теплового расходомера 1.When using an external coolant from a source of heat energy flow 23, the coolant is supplied to the second heating element 22 - a section of the coolant pipeline that heats a section of the outer surface of the high-pressure fuel line 6. The voltage from the output of the temperature difference meter 8 is supplied to the second input of the preliminary determiner of the cyclic fuel supply 26, to the first input of which receives voltage from the output of the temperature difference meter of the external coolant 25, which measures this difference according to the signals of the fourth and fifth primary thermal transducers (sensors) 24 ₁ and 24 ₂ . The third input of the preliminary determinant of the cyclic fuel supply 26 is supplied with voltage from the output of the heat energy flow meter 27, and the fourth input is supplied from the heat flux constant generator 28. The result of the calculation in the preliminary determinant of the cyclic fuel supply 26 in the form of a voltage is supplied to the output of the heat flow meter 1.

Устройство и принцип действия определителя 3 опорной, в том числе номинальной, частоты измерения цикловой подачи топлива аналогичны прототипу. Датчик 29 частоты вращения формирует стандартные импульсы, частота появления которых пропорциональна угловой скорости вращения вала ϕ, а количество N_ϕ углу поворота ϕ коленчатого вала двигателя. Последовательность этих импульсов преобразуется в преобразователе 30 временного интервала в код в последовательность чисел (кодов), которые через переключатель 46 на два положения в первом положении последовательно поступают на информационный вход блока 31 регистров сигнала. Датчик синхронизации 34 формирует один импульс за цикл работы двигателя (для четырехтактного ДВС - за 720°), Момент появления импульса синхронизации соответствует определенному моменту цикла. Блок 35 формирования начала отсчета угловых меток выделяет передний фронт импульса датчика синхронизации 34. Если на управляющем входе блока 36 синхронизации начала отсчета угловых меток стоит сигнал "0", с его выхода на третий управляющий вход блока 31 регистров сигнала поступает сигнал, запрещающий запись информации в регистры. Если на управляющий вход блока 36 поступил импульсный сигнал "1", то с приходом первого импульса с блока 35 триггер блока 36 устанавливается в другое устойчивое состояние. При этом блокируется первый вход блока 36, с выхода блока 36 сигнал поступает на третий вход блока 31 регистров сигнала, который разрешает запись в этот блок кода числа, следующего с преобразователя 30 временного интервала в код. Таким образом, первый временной интервал, записанный в блок 31 регистров сигнала, соответствует одной и той же угловой метке, следующей непосредственно за началом впрыска топлива в цилиндр, на котором установлен датчик синхронизации 34. Так как вход блока 36 заблокирован, то в блоке 31 хранятся отсчеты, начиная с первой угловой метки. Далее указанная угловая метка служит опорной и определяет нумерацию отсчетов, хранящихся в блоке 31. Погрешность, вносимая несовпадением опорного импульса с импульсом впрыска не превышает интервала между соседними угловыми метками и при достаточно большом их числе (больше ста) вносимая погрешность ничтожна.The device and principle of operation of the determinant 3 reference, including the nominal, the frequency of measurement of the cyclic fuel supply are similar to the prototype. The speed sensor 29 generates standard pulses, the frequency of which is proportional to the angular speed of rotation of the shaft ϕ, and the number N _ϕ to the angle of rotation ϕ of the engine crankshaft. The sequence of these pulses is converted in the converter 30 of the time interval into a code into a sequence of numbers (codes), which through the switch 46 into two positions in the first position are sequentially fed to the information input of the block 31 of the signal registers. Synchronization sensor 34 generates one pulse per engine cycle (for a four-stroke internal combustion engine - over 720°). The moment of occurrence of the synchronization pulse corresponds to a certain moment of the cycle. The block 35 for the formation of the reference point of the corner marks selects the leading edge of the pulse of the synchronization sensor 34. If the signal "0" is on the control input of the block 36 for synchronization of the reference point of the corner marks, a signal is received from its output to the third control input of the block 31 of the signal registers, which prohibits the recording of information in registers. If the control input of block 36 received a pulse signal "1", then with the arrival of the first pulse from block 35 trigger block 36 is set to another stable state. In this case, the first input of block 36 is blocked, from the output of block 36 the signal is fed to the third input of block 31 of signal registers, which allows the entry into this block of the code of the number following from the converter 30 of the time interval to the code. Thus, the first time interval recorded in the block 31 of the signal registers corresponds to the same angular mark immediately following the start of fuel injection into the cylinder on which the synchronization sensor 34 is installed. Since the input of block 36 is blocked, block 31 stores readings starting from the first corner mark. Further, the specified angular mark serves as a reference and determines the numbering of the readings stored in block 31. The error introduced by the mismatch of the reference pulse with the injection pulse does not exceed the interval between adjacent angular marks, and with a sufficiently large number of them (more than one hundred), the introduced error is negligible.

Поступающие затем коды временных интервалов с преобразователя 30 записываются поочередно в блоке 31 регистров сигнала. Количество записанных кодов определяется числом угловых меток за цикл работы двигателя (для четырехтактного ДВС оно равно удвоенному числу z угловых меток на коленчатом валу), т.е. числом регистров, разрешения на запись в которые поступило от задатчика 36 угловых меток цикла, которые подсчитаны счетчиком цикла 37 и при его заполнении подается с первого выхода счетчика 37 сигнал на пятый вход блока 31 регистров сигнал, который запрещает запись в этот блок чисел. Информация, хранящаяся в блоке 31 регистров сигнала поступает в блок 32 вычисления среднего значения частоты вращения. Код числа, соответствующий среднему значению частоты вращения поступает на селектор уровня 33, где сравнивается с кодом, выставленным задатчиком 41 частоты измерения цикловой подачи топлива. Селектор уровня 33 непрерывно следит за изменяющейся в разгоне и в стационарном режиме частотой вращения и фиксирует момент достижения двигателем заданного значения частоты n_оп, при которой требуется определить цикловую подачу топлива двигателя, в том числе по секциям. В случае равенства n=n_оп сигнал с выхода селектора 33 подается на пятый управляющий вход блока 31 регистров, который прекращает дальнейшую запись в него чисел. Если же измеренное n меньше требуемого n<n_оп, то блок 32 вычисления среднего значения частоты вращения производит добавление кода следующего числа: (2z-1)-го или (4z-1)-го и.вычитание кода первого числа. В блоке 31 регистров сигнала хранятся числа, соответствующие 2z (или 4z) временным интервалам между соседними угловыми метками. Из- за случайности процессов впрыскивания и сгорания топлива определение частоты вращения n_оп и цикловой подачи топлива двигателя, в том числе по секциям проводится по множеству (не менее 30) циклов (разгонов), поэтому погрешность определения указанных величин незначительная. Одновременно сигнал с выхода селектора 33 подается через электронный ключ 4 на управляющий вход теплового расходомера 1. При необходимости значения цикловых подач по всем секциям могут суммироваться в определителе 2.Received then the codes of the time intervals from the Converter 30 are recorded in turn in the block 31 of the signal registers. The number of recorded codes is determined by the number of angle marks per engine cycle (for a four-stroke internal combustion engine, it is equal to twice the number z of angle marks on the crankshaft), i.e. the number of registers, permission to write to which came from the generator 36 of the corner marks of the cycle, which are counted by the cycle counter 37 and when it is filled, a signal is sent from the first output of the counter 37 to the fifth input of the register block 31, a signal that prohibits writing to this block of numbers. The information stored in the block 31 of the signal registers is supplied to the block 32 for calculating the average value of the speed. The code of the number corresponding to the average value of the rotational speed is fed to the level selector 33, where it is compared with the code set by the frequency generator 41 for measuring the cyclic fuel supply. The level selector 33 continuously monitors the rotational speed changing during acceleration and in stationary mode and captures the moment the engine reaches the set frequency value n _op , at which it is required to determine the cyclic fuel supply of the engine, including by sections. In the case of equality n=n _op signal from the output of the selector 33 is fed to the fifth control input of the block 31 of the registers, which stops further writing numbers into it. If the measured n is less than the required n<n _op , then the block 32 for calculating the average value of the rotation speed adds the code of the following number: (2z-1)-th or (4z-1)-th and subtracts the code of the first number. In block 31 of the signal registers are stored numbers corresponding to 2z (or 4z) time intervals between adjacent corner marks. Due to the randomness of the processes of injection and combustion of fuel, the determination of the rotational speed n _op and the cyclic supply of engine fuel, including by sections, is carried out over a plurality (at least 30) of cycles (accelerations), therefore, the error in determining these values is insignificant. At the same time, the signal from the output of the selector 33 is fed through the electronic key 4 to the control input of the heat flow meter 1. If necessary, the values of the cyclic feeds for all sections can be summed up in the determinant 2.

Для повышения в разгоне точности измерения цикловой подачи топлива секции ТНВД контролируемого цилиндра, а также всего двигателя необходимо, чтобы измерения цикловой подачи топлива всех секций ТНВД осуществлялось при наиболее точном измерении частоты n_оп.В этом случае переключатель 46 на два положения устанавливается во второе положение и задатчиком 41 частоты измерения цикловой подачи топлива устанавливается значение частоты n_оп/i_ц (i_ц - число цилиндров ДВС). На второй управляющий вход ключа 45 угловых меток контролируемого цилиндра поступает с выхода формирователя строба цилиндра 39 разрешающий сигнал для пропускания угловых меток со счетчика 37 в течение рабочего хода цилиндра на преобразователь 30 временного интервала в код. В дальнейшем работа устройства аналогична описанной.In order to increase the accuracy of measuring the cyclic fuel supply of the high-pressure fuel pump section of the controlled cylinder, as well as the entire engine, during acceleration, it is necessary that the measurements of the cyclic fuel supply of all sections of the high-pressure fuel pump be carried out at the most accurate measurement of the frequency n_op.In this case, the two-position switch 46 is set to the second position and the cyclic fuel supply measurement frequency generator 41 sets the frequency value n_op/i_c (i_c - number of engine cylinders). The second control input of the key 45 of the angle marks of the controlled cylinder is supplied from the output of the shaper of the strobe of the cylinder 39, an enabling signal for passing the angle marks from the counter 37 during the working stroke of the cylinder to the converter 30 of the time interval to the code. Further operation of the device is similar to that described.

Предлагаемый способ и устройство для измерения цикловой подачи топлива в дизельном двигателе с применением теплового расходомера, могут использоваться как для исследования рабочего процесса двигателя внутреннего сгорания и автоматизации управления его работой, так и для определения технического состояния ДВС и его составных элементов в производственных и эксплуатационных условиях. Способ и устройство позволяют просто, оперативно и точно получить объективное заключение о цикловой подаче (расходе) топлива, а также существенно облегчить поиск неисправностей топливной системы двигателя.The proposed method and device for measuring the cyclic fuel supply in a diesel engine using a thermal flow meter can be used both to study the working process of an internal combustion engine and automate its operation control, and to determine the technical condition of the internal combustion engine and its components in production and operating conditions. The method and device make it possible to simply, quickly and accurately obtain an objective conclusion about the cyclic supply (consumption) of fuel, as well as significantly facilitate troubleshooting of the engine fuel system.

Источники информацииSources of information

1. Патент №2223413 RU, МПК F02М 65/00, G01М 15/00. Способ определения цикловой подачи топлива в дизельном двигателе Заявл. 30.07,2002. №2002120155/06, опубл. 10.02.2004. Бюл. №1.1. Patent No. 2223413 RU, IPC F02M 65/00, G01M 15/00. A method for determining the cyclic fuel supply in a diesel engine Appl. July 30, 2002. No. 2002120155/06, publ. 02/10/2004. Bull. No. 1.

2. Патент №2665566 RU, МПК F02М 65/00. Способ определения цикловой подачи топлива в дизельном двигателе Заявл. 27.09.2015, №2015146361, опубл. 31.08.2018. Бюл. №25.2. Patent No. 2665566 RU, IPC F02M 65/00. A method for determining the cyclic fuel supply in a diesel engine Appl. 09/27/2015, No. 2015146361, publ. 08/31/2018. Bull. No. 25.

Claims

1. A method for determining the cyclic fuel supply in a diesel engine by shifting the parameters of the high-pressure fuel line housing, characterizing the state of the fuel supply, characterized in that in the free acceleration mode of the engine, the cyclic fuel supply in the diesel engine is determined by determining it by sections of the fuel pump according to the temperature difference measured on the outer surface of the high-pressure fuel line after and before the heating element installed on the outer surface of the high-pressure fuel line, and a constant heating power, moreover, the cyclic fuel supply is determined by a plurality of cycles, followed by the summation of the cyclic fuel supply for all sections of the fuel pump at a crankshaft speed shaft of the engine, which differs by no more than 1% from the specified, including the nominal, speed value, and in order to exclude the influence of external thermal fields, the section of the high-pressure fuel pipeline on which it is carried out heating and measuring the temperature difference, placed in a heat-shielding collapsible housing.

2. The method according to claim 1, characterized in that additionally, in the mode of free acceleration of the engine, the cyclic fuel supply in the diesel engine is determined by determining it by sections of the fuel pump when the heating power changes until a constant temperature is obtained, measured on the outer surface of the high pressure fuel line in the place where the heating element is installed on the opposite side of the outer surface along the diameter, the cyclic fuel supply is determined by the value of the expended power or heating energy, and the cyclic fuel supply is determined by a plurality of cycles, followed by the summation of the cyclic fuel supply for all sections of the fuel pump at a speed of rotation crankshaft of the engine, which differs by no more than 1% from the specified, including the nominal, speed value, and in order to exclude the influence of external thermal fields, the section of the high-pressure fuel line where it is heated and measured temperature, n placed in a heat-shielding collapsible case.

3. The method according to claim 1, characterized in that as the heating element of the outer surface of the high-pressure fuel line, a section of the coolant pipeline is used, and as the coolant of the heating element, an external coolant with a constant flow from the source of the heat energy flow is used, according to the temperature difference measured at the outer surface of the high-pressure fuel line after the heated section and before it, and by the temperature difference measured at the inlet and outlet of the external coolant pipelines, the cyclic fuel supply is determined by determining it by sections of the fuel pump, and the cyclic fuel supply is determined by a plurality of cycles with subsequent summation of the cyclic fuel supply in all sections of the fuel pump at an engine crankshaft speed that differs by no more than 1% from the specified, including the nominal, speed value, and to eliminate the influence of external thermal fields, the fuel line section The high-pressure water, on which it is heated and the temperature difference is measured, is placed in a heat-shielding collapsible housing.

4. The method according to claim 1, characterized in that in the stationary mode of the full load of the engine, the cyclic fuel supply in the diesel engine is determined by determining it in sections of the fuel pump according to the temperature difference measured on the outer surface of the high pressure fuel line after the heating element installed on the outer surface of the high-pressure fuel line, and before it, and constant heating power, additionally change the heating power until a constant temperature is obtained, measured on the outer surface of the high-pressure fuel line in the place where the heating element is installed on the opposite side of the outer surface along the diameter, according to the value of the consumed power or heating energy determine the cyclic supply of fuel by determining it by sections of the fuel pump, a section of the coolant pipeline is used as the heating element of the outer surface of the high-pressure fuel line, and as the heat carrier The heater element uses an external coolant with a constant flow from a source of thermal energy flow, by the temperature difference measured on the outer surface of the high-pressure fuel line after the heated section and before it, and by the temperature difference measured at the inlet and outlet of the external coolant pipelines, the cyclic supply is determined fuel by determining it by sections of the fuel pump, and the cyclic fuel supply is determined by a plurality of cycles, followed by summing up the cyclic fuel supply for all sections of the fuel pump at an engine crankshaft speed that differs by no more than 1% from the specified one, including the nominal one, rotational speed, and to eliminate the influence of external thermal fields, the section of the high-pressure fuel line, where it is heated and the temperature difference is measured, is placed in a heat-shielding collapsible housing.

5. A device for measuring the cyclic fuel supply in a diesel engine, configured to implement the method for determining the cyclic fuel supply according to any of the previous paragraphs, equipped with a thermal flow meter, wherein the output of the thermal flow meter is connected to the first input of the cyclic fuel supply detector in the sections of the fuel pump and engine in in general, and the input is connected with the output of the electronic key.

6. The device according to claim 5, characterized in that the thermal flow meter contains a high-pressure fuel line, from the first to the fifth primary thermal transducers - sensors, the first heating element, a temperature difference meter, a heating energy source, a heating power or energy meter, a temperature meter, the first and second comparing devices, the temperature selector, the heating power selector, the constant power divider by the temperature difference, the power divider by the constant temperature, the first and second switches, the second heating element is a section of the coolant pipeline that heats the outer surface of the high-pressure fuel line, the external temperature difference meter coolant, a source of heat energy flow, a heat flow meter, a preliminary determinant of cyclic fuel supply, a setter of heat flow constants, moreover, the first and second primary thermal transducers are connected to the first and second with eight inputs of the temperature difference meter, the first heating element is connected to the first output of the heating energy source, the second output of which is connected to the input of the power or heating energy meter, the output of which is connected to the first input of the first comparing device, the second input of which is connected to the power or heating energy adjuster, and the output - with the second input of the constant power divider by the temperature difference, the first input of which is connected to the output of the temperature difference meter, and the output - with the input of the first switch in the first position, the output of which is the output of the heat flow meter, the third primary thermal transducer is connected to the temperature meter, the output of which is connected to the first input of the second comparator, the second input of which is connected to the temperature generator, and the first output is connected to the first input of the constant temperature power divider, the second input of which is connected to the output of the power or heating energy meter, and the output - with the input of the first switch in the second position, the input of the heating energy source is connected through the second switch in the first position with the output of the first comparator, and in the second position with the output of the second comparator, the input of the pipeline section of the external coolant that heats the outer surface of the high pressure fuel line is connected with the output of the source of heat energy flow, the fourth and fifth primary thermal transducers are connected to the first and second inputs of the temperature difference meter of the external coolant, the output of which is connected to the first input of the preliminary determinant of the cyclic fuel supply, the second input of which is connected to the output of the temperature difference meter, the third input - with the output of the heat flow energy meter, the fourth input is with the heat flow constant generator, and the output is the output of the heat flow meter, the input of the heat energy flow meter is connected to the output of the heat flow source gee.