SU1122914A1 - Устройство дл измерени жесткости работы поршневого двигател внутреннего сгорани - Google Patents

Abstract

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ЖЕСТКОСТИ РАБОТЫ ПОРШНЕВОГО ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ, содержащее датчик давлени , усилитель, регистрирующий прибор, элементы пам ти, дискриминатор , датчики импульсов, возбудители и электронный переключатель, выполненный в виде двух электронных ключей , причем, датчик давлени  через усилитель двум  параллельными цеп ми , кажда  из которых содержит электронный ключ и элементы пам ти, св зан с дискриминатором, соединенным с регистрирующим прибором, возбудители св заны с валом двигател , а датчики импульсов установлены у возбудителей и св заны с электронными ключами , отличающеес  тем, что, с целью повышени  точности, устройство дополнительно содержит ключ элементы пам ти выполнены в виде максиметров, возбудители установлены по два у каждого из датчиков импульсов, а св зь одного из максиметров с электронным ключом выпол (Л нена через ключ. to со 4;

Description

Изобретение относитс  к измерительной технике и может быть использовано дл  измерени  жесткости работ поршневой машины, например, двигате л  внутреннего сгорани . Известны устройства дл  измерени  жесткости работы поршневого двигател  внутреннего сгорани , содержащие датчик давлени , усилитель, регистрирующий прибор, элементы пам ти, дискриминатор,,датчики импульсов, возбудители и электронный переключатель , выполненный в виде двух элек ронных ключей, причем, датчик давлени  через усилитель двум  параллель ными цеп ми, кажда  из которых содержит электронный ключ и элементы пам ти, св зан с дискриминатором, сое диненным с регистрирующим прибором, возбудители св заны с валом двигател , а датчики импульсов установлены у возбудителей и св заны с электронными ключами. В этом устройстве в цилиндре двигател  размещен датчик давлени , который соединен с усилителем, подключенным к двум электронным ключам Выходы этих ключей соединены через элементы пам ти с дискриминатором, который своим выходом подключен к регистрирующему прибору. Управл ющие выходы ключей соединены с датчи ками импульсов, которые взаимодейст вуют с возбудителем, жестко укрепленным на коленчатом валу двигател  с помощью диска. Возбудитель фиксируетс  на валу таким образом, чтобы прохождение им датчиков при работе двигател  соответствовало положению,поршн  в районе верхней мертвой точки. При работе двигател  сигнал от датчика давлени  усиливаетс  в усилителе и поступает на входы ключей. Одновременно возбудитель воздёйствует на датчики импульсов, которые посыпают импульсы .на управл ющие входы ключей, вынужда  их замыкатьс  на некоторое врем . Напр жение с усилител  поступает на элементы пам ти. По окончании действи  возбуждающих импульсов ключи размыкают с , и происходит разр д конденсаторов через входы дискриминатора, который вьщел ет разницу напр жений пропорциональную скорости нарастани  давлени  за один цикл. При новом цикле происходит переразр дка конденсаторов, и регистрирующее устройство производит усреднение напр жений по нескольким циклам (jl Недостатком известных устройств  вл етс  невысока  точность замеров давлени  в выбранных точках индикаторной диаграммы, возникающа  вследствие весьма кратковременных и мен юпрхс  по продолжительности в зависимости от частоты вращени  вала двигател  воздействуюпщх импульсов -на электронную схему уст-рсзйс ва . Кроме того, устройства не поз.вол ют производить измерение максимального давлени  сгорани  (цикла). Целью изобретени   вл етс  повышение точности измерени . Поставленна  цель достигаетс  тем, что в устройство, дл  измерени  жесткости работы поршневого двигател  внутреннего сгорани , содержащее датчик давлени , усилитель, регистрирующий прибор, элементы пам ти , дискриминатор, датчики импульсов , возбудители и электронный пе реключатель , вьтолненный в виде двух электронных ключей, причем датчик давлени  через усилитель двум  паргшлельными цеп ми, кажда  из которых содержит электронньй ключ и элементы пам ти, св зан с дискриминатором , соединенным с регистрирующим прибором, возбудители св заны с валом двигател ), а датчики импульсов установлены у возбудителей и св заны с электронными ключами, дополнительно введен ключ, элементы пам ти выполнены в виде максиметров , возбудители установлены по два у каждого из датчиков импульсов, а св зь одного из максиметров с электронным ключом вьтолнена через ключ. На фиг.1 изображена схема устройства; на фиг.2 - то же пример практического вьтолнени  возбудителей и датчиков импульсов устройства; на фиг.З - схема измерени  давлений и разности их в заданном угловом интервале индикаторной диаграммы данным устройством. Устройство (фиг.1) имеет датчик 1 давлени , размещенный в цилиндре 2 двигател , который соединен с-усилителем 3. Выход усилител  3 соединен со входами электронных ключей 4 и 5. Выходы электронных

ключей 4 и 5 соединены с максиметрами 6 и 7, причем один из электронных ключей (например, электронный ключ 5 соединен с соответствующим максиметром 7, через ключ 8. Выходы максиметров 6 и 7 соединены со входами дискри-; минатора 9, выход которого соединен с регистрирующим прибором 10. Управл н цие входы электронных ключей 4 и 5 соединены с датчиками 11 и 12 импульсов, размещенными в ппоркости вращени  дисков 13 и 14 собтвётст . венно в непосредственной близости от окружностей этих дисков, которь ё кинематически св заны с валом дви--У гател  так, чтр при работе на двухтактном двигателе число оборотов дисков с возбудител ми равно числу оборотов вала двигател , а при работе на четырехтактном двигателе в два раза меньше. Это может достигатьс  св зью между дисками и валом двигател  с помощью, например , редуктора. На дисках 13 и 14 размещены возбудители 15-18, по два на каждом диске. При этом возбудители 15 и 17 устанавливаютс  так, что момент взаимодействи  их с датчиками 11 и 12 импульсов не соответствовал такту расширени  цикла двигател , в котором давление на определенном участке может быть больше текущей величины давлени  в процесс сгорани  в такте сжати , а возбудители 16 и 18 устанавливаютс  так, чтобы прохождение ими датчиков 11 и 12 импульсов соответствовало положению поршн  в районе верхней мертвойточки. Между возбудител ми 17 и 18 расположены конденсорные линзы 19 и 20.

Устройство работает следующим образом.

Ключ 8 установлен в положении, при котором электронный ключ 5 соединен с максиметром 7.

Сигнал давлени  газов в цилиндре датчиком 1 преобразуетс  в электрический сигнал, пропорциональней величине давлени , который поступает к усилителю 3, где усиливаетс  до необходимой - величины и поступает на входы ключей 4 и 5. Одновременно возбудители 15 и 17 взаимодействуют с датчиками импульсов, соответственно 11 и 12, которые посыпают сигнал на управл к цие входы электронных ключей 4 и 5, заставл   их замыкатьс . Сигнал

давлени  поступает на входы максиметров 6 и 7, где запоминаетс  максимальна  величина электрического сигнала . В момент взаимодействи  возбудителей 16 и 18 с датчиками 11 и 12 импульсов последние посылаютимпульсы на управл ющие входы электронных ключей 4 и 5, вынужда  их размыкатьс . После чего электрические сигналы с максиметров 6 и 7 поступают на входы дискриминатора 9, где выдел етс  их разность, пропорциональна  скорости нарастани  давлени  (жёсткости) на участке измерени , определ ема  по регистрирующему прибору.10.Участок измерени , на котором определ етс  жесткость, определ етс  угловым положением возбудителей 16 и 18 относительно друг друга и относительно вала двигател . Минимальныйугловой сдвиг между возбудител ми 16 и 18 (т.е. минимальный угол поворота вала двигател , на котором измер етс  скорость нарастани  давлени ) целесообразно прин ть равным 1°. Максимальный угловой сдвиг между возбудител ми 16 и 17 можно прин ть, исход  из угловой продолжительности, сгорани  от момента воспламенени  до момента достижени  максимального давлени  цикла, равным 40-50°.

Следует отметить, что увеличение углового сдвига между возбудител ми 16 и 18 более указанной величины (до 180 дл  двухтактных двигателей и до 360°дл  четьфехтактных) не отразитс  на результате измерени . Зна  угловое рассто ние между возбудител ми 16 и 18 (лoil и получив на регистрирующем приборе 10 величину , равную приращению давлени  за этот промежуток (dP/ делением определ етс  величина скорости нарастани  давлени  по углу поворота вала двигател  лР/Лс - , Дл  получени  скорости нарастани  давлени  по времени достаточно заменить Лоб на вьфажение Ai-- 6п, где п - число оборотов вала двигател  в минуту.

При отключении максиметра 7 от электронного ключа 5 ключом 8 и положении датчика 12 импульсов в районе угла максимального давлени  цикла oip (с точностью, равной угловому рассто нию между возбудителем 17, и возбудитеjieM 18) регистрирующий прибор 10 буде фиксировать максимальное давление цик ла. С валом двигател  кинематически св заны диски 13 и 14 с возбудител ми 15 и 16 в виде прорезей, В качестве датчиков 11 и 12 импульсов использова ны пары фотодиодов с возбудител ми 17 и 18 в виде осветителей (источника ми света) с установленными между ними конденсорными; линзами 19 и 20, Оптические оси фотодиод-конденсор-осветитёль проход т через прорези соответст вующих дисков. При прохождении начала прорезей в дисках 13 и 14 оптических осей датчик 11 - линза 19 - возбудитель 17 и датчик 12 - линза 20 - возбудитель 18 соответственно, свет от осветителей попада  на фотодиоды, вызывает импульс в управл ющих входах электронньк ключей 4 и 5, что вызывает .их замыкание. При прохождении КОНЦОВ, прорезей в дисках 13 и 14 опти ческих осей соответствующих фотодиодов , осветителей и конденсаторов прекращаетс  воздействие света на датчики 11 и 12 импульсов в виде фото диодов - импульс на управл ющих входах электронных ключей 4 и 5 отсутствует , следовательно, ключи размыкаютс  . Функции возбудителей выполн ют начала и концы прорезей в светонепроницаемых дисках. Точка А на индикаторной диаграмме (фиг.З) соответствует замыканию элекТ ройных ключей (в данном случае, дл  простоты, они замыкаютс  одновременно что необ зательно) . Тсучки В и Всоответствуют размыканию одного и второго электронных ключей соответственно. Один из элементов пам ти запоминает значение величины давлени  в точке В - (PgJ а второй в точке в-(Р|) Продолжительность замкнутого состо ни  электронных ключей изображена отрезками АВ и АВ на ининдикаторной диаграмме (соответственно кривые 1 и 2). Разностьизмеренных давлений составит 4р Р Углова  разность между моментами paз ыкaни  одного электронного ключа от другого (или замерами давлений Р„, и Pg ) составит чИз данной схемы видно, что скорость нарастани  давлени  пропорцио Л нальна  величине otj-ot На фиг.З также показаны, максимальное давление цикла Р2 и угол достижени  максимального давлени  цикла otp. Измерени  каждым элементом пам ти (максиметром) производ тс  на угловой прот женности, равной угловому рассто нию между возбудител ми, расположенными на соответствзшщих дисках, и, следовательно, величина измер емого сигнала за этот период измен етс  плавно (в соответствии с изменением давлени  в цилиндре), что снижает абсолютную величину погрешности измерени  каждым элементом пам ти (максиметром), котора  при нелинейном характере изменени  давлени  в далиндре двигател  бу дет разной дл  каждого элемента пам ти (максиметра), а следовательно не может быть устранена корректировкой регистрирующего прибора, если измерени  провод тс  на различных частотах вращени  вала, а также вследствие неравномерности его вращени  в течение цикла. Снижаетс  также в силу указанного и величина погрешности измерени , вызываема  ограничением быстродействи  прибора. Ожидаемый от использовани  устройства технико-экономический эффект заключаетс  в ускорении процессов доводки новых образцов двигателей на заводах, в совершенствовании процессов наладки эксплуатируемых две, так как использование устройства ведет к повьшению точности измерени  и расширению функциональных возможностей вследствие измерени  максимального давлени  цикла. Изобретение позвол ет не только повьюить точность определени  искомой величины, но и существенно сократить врем  измерени , а возможность непосредственного измерени  максимального давлени  цикла - существенно увеличить информативную ценность устройства.

Claims (1)

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ЖЕСТКОСТИ РАБОТЫ ПОРШНЕВОГО ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ, содержащее датчик, давления, усилитель, регистрирующий прибор, элементы памяти, дискриминатор, датчики импульсов, возбудители и электронный переключатель, выполненный в виде двух электронных ключей, причем, датчик давления через усилитель двумя параллельными цепями, каждая из которых содержит электронный ключ и элементы памяти, связан с дискриминатором, соединенным с регистрирующим прибором, возбудители связаны с валом двигателя, а датчики импульсов установлены у возбудителей и связаны с электронными ключами, отличающееся тем, что, с целью повышения точности, устройство дополнительно содержит ключ, элементы памяти выполнены в виде максиметров, возбудители установлены по два у каждого из датчиков импульсов, а связь одного из макси- ! метров с электронным ключом выполнена через ключ.

   <А«.1

   SU „„ 1122914

   - 1 1122914 2