SU1278633A1 - Device for monitoring internal combustion engine load - Google Patents

Device for monitoring internal combustion engine load Download PDF

Info

Publication number
SU1278633A1
SU1278633A1 SU853951124A SU3951124A SU1278633A1 SU 1278633 A1 SU1278633 A1 SU 1278633A1 SU 853951124 A SU853951124 A SU 853951124A SU 3951124 A SU3951124 A SU 3951124A SU 1278633 A1 SU1278633 A1 SU 1278633A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
signal
output
input
fed
unit
Prior art date
Application number
SU853951124A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Иван Петрович Добролюбов
Владимир Моисеевич Лившиц
Александр Рафаэльевич Голштейн
Александр Кузьмич Гладков
Сергей Васильевич Самойлов
Владимир Федорович Капканец
Владимир Иванович Маракин
Геннадий Борисович Шипилевский
Original Assignee
Сибирский научно-исследовательский институт механизации и электрификации сельского хозяйства
Сибирское Отделение По Автоматизации Машиннотракторных Агрегатов Научно-Производственного Объединения Нати
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Сибирский научно-исследовательский институт механизации и электрификации сельского хозяйства, Сибирское Отделение По Автоматизации Машиннотракторных Агрегатов Научно-Производственного Объединения Нати filed Critical Сибирский научно-исследовательский институт механизации и электрификации сельского хозяйства
Priority to SU853951124A priority Critical patent/SU1278633A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1278633A1 publication Critical patent/SU1278633A1/en

Links

Landscapes

  • Testing Of Engines (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)

Abstract

Изобретение относитс  к измерительной технике и позвол ет повысить точность степени загрузки. Переменный во времени сигнал ьт датчика 1 угловой скорости поступает одновременно на входы блока 10 дифференцировани  и измерител  2 частоты вращени . С выхода последнего сигнал, соответствующий частоте вращени  вала , последовательно проходит через блоки 3 и 4 дифференцировани , на выходе которых вьфабатьшаетс  сигнал, поступающий на нуль - орган 5, сра- батьшающий в момент равенства нулю этого сигнала, т.е. при оптимальном загрузочном режиме работы двигател , С выхода блока 10 дифференцировани  сигнал поступает на вход фильтра 11, на второй вход которого поступает сигнал с выхода измерител  2 частоты вращени . Сигнал ускорени  с фильтра 11 поступает на вход блока 6 пам ти и фиксируетс  в нем в момент наличи  сигнала на блоке 6 пам ти, поступающего с нуль - органа 5. Одновременно этот сигнал поступает на вход блока 8 сравнени . Через задатчик 7 рабочей зоны сигнал подаетс  на блок 8 сравнени , где сравниваетс  с текущим значением ускорени , и выходной сигнал несет информацию о степени загрузки двигател . 2 ил. ГЕ (Л ю vl СХ) О) 00 соThe invention relates to a measurement technique and makes it possible to improve the accuracy of the loading degree. The time variable signal of the angular velocity sensor 1 is supplied simultaneously to the inputs of the differentiation unit 10 and the rotational speed meter 2. From the output of the latter, the signal corresponding to the shaft rotational speed passes successively through the differentiation units 3 and 4, the output of which expresses the signal arriving at zero — organ 5, which is triggered when the signal is zero. at the optimal engine load mode, the output from the differentiation unit 10 is fed to the input of the filter 11, to the second input of which the signal comes from the output of the meter 2 rotational speed. The acceleration signal from filter 11 is fed to the input of memory block 6 and is recorded in it at the moment of presence of the signal on memory block 6 coming from zero-organ 5. At the same time, this signal is fed to the input of block 8 of comparison. Through the setpoint generator 7 of the working zone, the signal is fed to the comparison unit 8, where it is compared with the current acceleration value, and the output signal carries information about the load on the engine. 2 Il. GE (L Yu vl CX) O) 00 co

Description

Изобретение относитс  к измерительной технике и может быть исполь зовано дл  контрол  и регулировани  работы двигателей. Целью изобретени   вл етс  повышение точности контрол . Эффективна  мощность двигател  св зана с его крут псим моментом соотношением Ng Месэ (М; - MT-)U , где М; - индикарторный момент, М - момент внутренних потерь ( преимущественно трени ),Н СО - углова  скорость, рад/с. Указанные моменты при неравномер ном вращении св заны с угловым уско рением 6 dw/dt с помощью уравне ни  динамики при моменте нагрузки М„. dlfc V- -1М; - MT - MH., ( dcp где 1д - момент инерции двигател , КГь М . В стационарном режиме работы дв гател  среднее значение ускорени  равно нулю. Индикаторный момент в одном цилиндре может быть записан в виде М;, (tf) ,К (q;)+ P;S (q-) М,,-ь где ( - угол поворота коленчатого вала, рад; объем цилиндра, давление сжати . Па; среднее индикаторное давление . Па; K(q) и . - безразмерные компрессионна  и газова  (индикаторна ) силовые функции; М-, компрессионна  и газова  составл юпще момента М;, . При этом дл  всего множества двига телей функции К((у) и S(qi) дл  различн значений политроп сжати  и расширени могут быть аппроксимированы набором кривых,завис щих только от степени с ти  6с (фиг. 1) . Следовательно, с учето ( 3) и фиг. 1 индикаторньй момент М ; (ц)) по форме повтор ет функции К (t) и S (tp), только значени  эт го момента (как амплитудное, так и 32 среднее) будут определ тьс  величинами Уц, Р и Р,- , не завис щими от угла поворота. Как видно из анализа кривых (фиг. 1), активна  часть занимает участок крут щего момента в пределах от ВМТ до 20-40 после ВМТ (в зависимости от значени  Е ), т.е. ее можно аппроксимировать отрезком синусоиды с периодом, составл ющим 1/3 -1/4 часть оборота с частотой , кратной 3-4-й гармоникам частоты вращени . Согласно (2) при неравномерном вравращении вала угловое ускорение рав- но: J dIA Е --- (М; - К - М 2 dtp м л - М ) .ЦН г н к +f-t ЕТ - где - инерционна  составл юща  крут щего момента: „У dl. 2 dip определенном скоростном и нагрузочном резкимах величины М;, М, М;,, и Мц  вл ютс  неизменными (значит ,6 ,6, ЕИН. и н также неизменны ) и информацию о крут щем моменте и мощности двигател  в соответствии с (1) и (4) несет газова  составл юща  углового ускорени  fр, котора  повтор ет по форме функцию S (Cf) . Следовательно, составл ющ то S также как и функцию S (ц)) , можно аппроксимировать отрезком синусоиды с частотой , кратной 3-й или 4-й гармонике частоты вращени  (в зависимости от степени сжати  S ) , Уравновешенные двигатели имеют инерционную составл ющую, близкую к нулю, а составл ющие трени  6 и нагрузки ц , как правило, имеют более низкочастотный спектр, чем составл ющие 5 и ; . Следовательно, у таких двигателей достаточно измерить ускорение на частоте, кратной 3-4-й гармонике частоты вращени  на холостом ходу (амплитуда Л). Прирост амплитуды указанных гармоник (А - Ар) будет непосредственно характеризовать мощность, развиваемую двигателем (т.е. загрузку), так как зависимость амплитуд ускорений от мощности линейна . При контроле неуравновешенных двигателей из-заThe invention relates to a measurement technique and can be used to control and regulate the operation of engines. The aim of the invention is to improve the accuracy of the control. The effective power of the engine is related to its cool torque by the ratio Ng Mese (M; - MT-) U, where M; - indicative moment, M - moment of internal losses (mainly friction), N WITH - angular velocity, rad / s. The indicated moments at non-uniform rotation are connected with the angular acceleration 6 dw / dt using the equation of dynamics at the load moment Mn. dlfc V- -1M; - MT - MH., (Dcp where 1e is the moment of inertia of the engine, KG M. In steady-state operation of the engine, the mean acceleration value is zero. The indicator moment in one cylinder can be written as M ;, (tf), K (q ;) + P; S (q-) M ,, - ь where (- crankshaft angle, rad; cylinder volume, compression pressure. Pa; average indicator pressure. Pa; K (q) and. - dimensionless compression and gas (indicator) power functions; M-, compression and gas components of the moment M ;, while for the whole set of engines the functions K ((y) and S (qi) for different values of polit The compression and expansion rods can be approximated by a set of curves depending only on the degree from 6 to 6c (Fig. 1). Consequently, taking into account (3) and Fig. 1, the indicator moment M; (c)) repeats the form of the function K ( t) and S (tp), only the values of this moment (both the amplitude and 32 mean) will be determined by the values of Uz, P, and P, - not dependent on the angle of rotation. As can be seen from the analysis of the curves (Fig. 1 ), the active part occupies a section of torque in the range from TDC to 20-40 after TDC (depending on the value of E), i.e. it can be approximated by a sinusoid segment with a period of 1/3 -1/4 of a revolution with a frequency that is a multiple of the 3-4th harmonic of the rotation frequency. According to (2), with an uneven shaft rotation, the angular acceleration is: J dIA Е --- (М; - К - М 2 dtp м л - М). ЦН г н к + ft ЕТ - where is the inertial component of the torque of the moment: “At dl. 2 dip specific speed and load cutting values of M; M, M ;, and Mz are unchanged (meaning 6, 6, EIN. And N are also unchanged) and information about torque and engine power in accordance with (1 and (4) carries the gas component of the angular acceleration fp, which repeats in form the function S (Cf). Therefore, the component S as well as the function S (c)) can be approximated by a sinusoidal segment with a frequency multiple of the 3rd or 4th harmonic of the rotation frequency (depending on the compression ratio S). Balanced engines have an inertial component close to zero, and the components of friction 6 and loads m, as a rule, have a lower frequency spectrum than components 5 and; . Therefore, in such engines it is sufficient to measure the acceleration at a frequency that is a multiple of the 3-4th harmonic of the idling speed (amplitude L). The increase in the amplitude of these harmonics (A - Ap) will directly characterize the power developed by the engine (ie, load), since the dependence of the amplitudes of the accelerations on the power is linear. When monitoring unbalanced engines due to

вли ни  инерционной составл ющей зависимость амплитуд указанных гармоник от мощности нелинейна ,. 3 этом случае дл  каждой марки двигател  необходимо иметь градуировочньм график (св зь эталонных значений ускорений указанных гармоник с мощностью двигател ) ,the effect of the inertial component of the dependence of the amplitudes of these harmonics on the power is nonlinear,. In this case, for each brand of engine, it is necessary to have a calibration curve (the reference of the acceleration reference values of the indicated harmonics with the engine power),

На фиг. 1 представлены безразмерные компрессионна  и газова  силовые функции; на фиг. 2 - блок-схема устройства дл  контрол  загрузки двигател .FIG. 1 shows the dimensionless compression and gas power functions; in fig. 2 is a block diagram of a device for controlling engine loading.

Устройство дл  контрол  загрузки двигател  содержит датчик 1 угловой скорости, измеритель 2 частоты вращени , последовательно соединенные первый блок 3 дифференцировани , второй блок 4 дифференцировани , нуль-орган 5, блок 6 пам ти, задатчик 7 рабочей зоны, блок 8 сравнени  и индикатор 9, а таюке третий блок 10 дифференцировани , вход которого соединен сThe device for monitoring the engine load contains an angular velocity sensor 1, a rotational speed meter 2 connected in series to the first differentiation unit 3, the second differentiation unit 4, the null organ 5, the memory block 6, the setpoint generator 7 of the working zone, the comparison unit 8 and the indicator 9, In addition, the third differentiation unit 10, the input of which is connected to

выходом датчика 1 угловой скорости,the output of the sensor 1 angular velocity,

У Have

который подключен также к входу измерител  2 частоты вращени ,- а выход .третьего блока 10 дифференцировани  соединен с первым входом перестраиваемого резонансного фильтра 11, второй вход которого подключен к выходу измерител  2 частоты вращени , который соединен также с входом первого блока 3 дифференцировани , а выход перестраиваемого резонансного фильтра 11 соединен с вторыми входами блока 6 пам ти и блока 8 сравнени .which is also connected to the input of the rotational frequency meter 2, and the output of the third differentiation unit 10 is connected to the first input of the tunable resonant filter 11, the second input of which is connected to the output of the rotational speed meter 2, which is also connected to the input of the first differentiation unit 3, and the output tunable resonant filter 11 is connected to the second inputs of memory unit 6 and comparison unit 8.

Устройство работает следующим образом .The device works as follows.

Сигнал от датчика 1 угловой скорости вследствие изменени  момента инерции двигател  и чередовани  вспышек по цилиндрам, представл ющий собой паременный во времени сигнал даже при посто нной средней загрузке двигател , поступает одновременно на. входы третьего блока 10 дифференцировани  и измерител  2 частоты вращени . С выхода измерител  2 сигнал, сосоответствующий частоте вращени  вала двигател  (средней угловой скорости за цикл работы двигател ), последовательно проходит через блоки 3 и 4 дифференцировани , на выходе которых вырабатьшаетс  сигнал, пропор-циональный второй производной частоты вращени  вала. Указанный сигнал поступает на вход нуль-органа 5, срабатывающего в момент равенства нулю этого сигнала, что соответствует оптимальному загрузочному режиму работы двигател . С выхода третьего блок 10 дифференцировани  сигнал, пропорциональный мгновенному значению углового ускорени  вала двигател ,поступает на первый вход перестраиваемого резонансного фильтра 11, на второй вход которого поступает сигнал с выхода измерител  2 частоты вращени . Получаемый на выходе фильтра 11 сигнал ускорени , соответствующий третьей или четвертой гармонике частоты вращени , поступает на второй вход блока 6 пам ти и фиксируетс  в нем вмомент наличи  сигнала на первом входе блока 6, поступающего с нуль-органа 5. Одновременно этот сигнал поступает- на второй вход блоков 8 сравнени .The signal from the angular velocity sensor 1, due to a change in the engine inertia and alternating flashes in the cylinders, which is a time-dependent signal, even with a constant average engine load, simultaneously arrives at. the inputs of the third differentiation unit 10 and the rotational speed meter 2. From the output of the meter 2, a signal corresponding to the rotational speed of the engine shaft (average angular velocity per engine operation cycle) passes successively through the differentiation units 3 and 4, the output of which produces a signal proportional to the second derivative of the shaft rotation frequency. The specified signal is fed to the input of the zero-body 5, which is triggered when this signal is equal to zero, which corresponds to the optimal engine load mode. From the output of the third differentiation unit 10, a signal proportional to the instantaneous value of the angular acceleration of the motor shaft is fed to the first input of the tunable resonant filter 11, to the second input of which a signal is output from the meter 2 rotational speed. The acceleration signal obtained at the output of the filter 11, corresponding to the third or fourth harmonic of the rotational frequency, is fed to the second input of the memory block 6 and is recorded therein at the moment when the signal at the first input of the block 6 arrives from the zero-body 5. At the same time this signal is received the second input of blocks 8 of the comparison.

Значение зарегистрированного в блоке 6 пам ти ускорени  соответствует номинальному значению момента двигател  на выбранной характеристик ( внешней или частичной) работы двигател .The value registered in block 6 of the acceleration memory corresponds to the nominal value of the engine torque on the selected characteristics (external or partial) of the engine operation.

Через задатчик 7 рабочей зоны, выполненный в в1-ще порогового устройства на два уровн  граничных значений по моменту, соответствующих взрхfieMy и Н1  кнему пределам оптимальной , и схемы ИЛИ, сигнал подает6  на первый вход блока 8 сравнени , где Сравниваетс  с текущим значением ускорени , соответствующего третьей или четвертой гармонике частоты вращени , и выходной сигнал несет информацию о степени загрузки двигател . Если это значение находитс  за пределами оптимальной зоны загрузки, результат сравнени  подаетс  на индикатор 9 в виде сигнала загрузки ниже оптимальной или выше оптимальной. Если текущие значени  составл ющей ускорени , соответствующие третьей или четвертой гармонике частоты вращени  наход тс  в пределах оптимальной зоны, заданной задатчиком 7 рабочей зоны, то на выходе блока 8 сравнени  сигнал отсутствует.Through the setpoint device 7 of the working zone, made in the 1-th threshold device for two levels of momentum values, corresponding to the maximum and optimal limits, and the OR circuit, the signal supplies 6 to the first input of the comparison unit 8, where It is compared with the current acceleration value corresponding to third or fourth harmonic frequency of rotation, and the output signal carries information about the degree of engine load. If this value is outside the optimal loading area, the comparison result is fed to the indicator 9 as a loading signal below the optimum or above the optimum. If the current values of the acceleration component corresponding to the third or fourth harmonic of the rotation frequency are within the optimum zone defined by the working zone adjuster 7, then there is no signal at the output of the comparison unit 8.

Claims (1)

Формула изобретени Invention Formula Устройство дл  контрол  загрузки двигател  внутреннего сгорани , содержащее измеритель частоты вращени , к выходу которого последовательно подключены первый блок дифференцировани , второй блок дифференцировани , нуль-орган, блок пам ти, задатчик рабочей зоны, блок сравнени  и индикатор, отличающеес  тем, что, с целью повьшшни  точности контрол  загрузки, в него введены датчик угловой скорости, третий блок дифференцировани  и перестраиваемый резонансный фильтр, при этом выход датчика углово11 скорости соединенA device for controlling the load of the internal combustion engine, comprising a rotational speed meter, to the output of which a first differentiation unit, a second differentiation unit, a null organ, a memory unit, a setpoint controller, a comparison unit and an indicator are connected in series, characterized in that increasing the accuracy of control of loading, an angular velocity sensor, a third differentiation unit and a tunable resonant filter are inserted in it, and the output of the angular velocity sensor is connected со входами измерител  частоты вращени  и третьего блока диф(})еренцировани , к выходу которого подключен первый вход перестраиваемого резонансного фильтра, второй вход которого соединен с выходом измерител  частоты,а выход подключен к вторым входам блока пам ти и блока сравнени .with the inputs of the rotational frequency meter and the third differentiation unit (}), the output of which is connected to the first input of a tunable resonant filter, the second input of which is connected to the output of the frequency meter, and the output connected to the second inputs of the memory unit and the comparison unit. G05-L--0-1G05-L - 0-1 ЖF го во WO (риг.1go in WO (rig.1
SU853951124A 1985-06-17 1985-06-17 Device for monitoring internal combustion engine load SU1278633A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU853951124A SU1278633A1 (en) 1985-06-17 1985-06-17 Device for monitoring internal combustion engine load

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU853951124A SU1278633A1 (en) 1985-06-17 1985-06-17 Device for monitoring internal combustion engine load

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1278633A1 true SU1278633A1 (en) 1986-12-23

Family

ID=21196513

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU853951124A SU1278633A1 (en) 1985-06-17 1985-06-17 Device for monitoring internal combustion engine load

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1278633A1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Авторское свидетельство СССР № 968499, кл. F 02 D 35/00, 1981. Авторское свидетельство СССР № 1091040, кл. G 01 L 3/24, 31.01.83 (54)УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ЗАГРУЗКИ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ (57)Изобретение относитс к измерительной технике и позвол ет повысить точность степени загрузки. Переменный во времени сигнал ьт датчика 1 угловой скорости поступает одновременно на входы блока 10 дифференцировани и измерител 2 частоты вращени . С выхода последнего сигнал, соответствующий частоте вращени вала, последовательно проходит через блоки 3 и 4 дифференцировани , на выходе которых вьфабатьшаетс сигнал, поступающий на нуль - орган 5, срабатьшающий в момент равенства нулю этого сигнала, т.е. при оптимальном загрузочном режиме работы двигател , С выхода блока 10 дифференцировани сигнал поступает на вход фильтра 11, на второй вход которого поступает сигнал с выхода измерител 2 частоты вращени . Сигнал ускорени с фильтра 11 поступает на вход блока 6 пам ти и фиксируетс в нем в момент налич *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR970003681B1 (en) Torque control system for engine performance test machine for internal combustion engines
US4977508A (en) Internal combustion engine equipped with a torque controller
US4922869A (en) Torque controlling apparatus for internal combustion engine
JPH04109062A (en) Abnormal combustion detecting device and torque control device for internal combustion engine
JPS59226846A (en) Method and device for detecting knocking of internal combustion engine
US20080276697A1 (en) Apparatus for Identifying a Non-Uniform Share of Cylinder Power in an Internal Combustion Piston Engine System
JP2003121308A (en) Engine bench system and method for measuring characteristics of engine
JPS63212723A (en) Torque control device of internal combustion engine
US5581022A (en) Engine misfire detector
US4433381A (en) Control system for an internal combustion engine
US4550595A (en) Torque measurement circuit and method
JPH02257032A (en) Pinking detection method and apparatus for internal combustion engine
US4242995A (en) Performance optimizing control system for an internal combustion engine
SE520578C2 (en) Procedure for registration of fault ignition using speed variations
SU1278633A1 (en) Device for monitoring internal combustion engine load
US6158273A (en) Method and device for detecting misfiring of internal combustion engines
US4347571A (en) Integrated closed loop engine control
Kao et al. Model-based engine fault detection using cylinder pressure estimates from nonlinear observers
US5631411A (en) Method and apparatus for engine monitoring
US10047690B2 (en) Signal detection for balancing cylinders in a motor vehicle
CA1127873A (en) Crankshaft damper resonance monitor
JPH08278230A (en) Method for identifying oscillation and vibration of crank shaft
US5752213A (en) Misfire detector with torsional oscillation filtering
KR950003618A (en) Fire detection system of internal combustion engine
RU99108635A (en) METHOD FOR DETERMINING THE TECHNICAL CONDITION OF INTERNAL COMBUSTION ENGINES AND AN EXPERT SYSTEM FOR ITS IMPLEMENTATION