SU1763918A1 - Устройство дл индицировани двигателей внутреннего сгорани - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к измерительной технике и может быть использовано при исследовани х и испытани х двигателей внутреннего сгорани . Цель изобретени  - повышение точности индицировани  двигател  внутреннего сгорани  в независимости от скоростного режима работы двигател . Цель достигаетс  тем, что устройство определ ет момент времени, соответствующий ВМТ в фазе продувки, и в этот момент с периодичностью через один рабочий цикл работы цилиндра производит закорачивание входной масштабной емкости электрометрического усилител . 2 ил.

Description

Изобретение относитс  к измерительной технике, а именно к электрометрическим устройствам дл  индицировани  двигателей внутреннего сгорани .

Известна система согласовани  выхода пьезодатчиков с ЭВМ, котора  содержит пьезоэлектрические датчики давлени , преобразователи зар дов в напр жение, блок св зи, включающий стабилизированные источники питани  и элементы дистанционной установки нулей каналов,

Недостатком известного устройства  вл етс  то, что установка нулей в измерительных каналах осуществл етс  вручную.

Известен микропроцессорный измеритель максимального давлени  сгорани  в цилиндрах дизел , который содержит датчики давлени ,блок усилителей зар да,анало- говый коммутатор, аналого-цифровой преобразователь, микроЭВМ, электромагнитные клапаны. Дл  повышени  надежности датчики давлени  переодически подключаютс  к полости цилиндра на врем  измерени  с помощью электромагнитных клапанов. Дл  исключени  дрейфа нул , характерного дл  пьезодатчиков и усилителей зар да, производитс  периодическое закорачивание цепи обратной св зи (усилитель обнул етс ). Недостатком такого измери- тел   вл етс  то, что обнуление производитс  периодически через несколько рабочих циклов, что снижает достоверность результатов , так как между рабочими циклами может произойти уход нул .

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту  вл етс  устройство, содержащее датчик давлени , масштабную емкость, механический включатель-кнопку, электрометрический , усилитель, электронный осциллограф, усилитель-ограничитель, схему задержки, электронный ключ, который осуществл ет закорачивание контактов механического включател -кнопки и тем самым разр жает масштабную емкость (производит обнуление) после каждого рабочего хода поршн . Недостатком известного устройства  вл етс  невозможность обеспечени  обнулени  без ручной регулировки длительности импульса ждущего

сл

с

XI О

со ю

00

мультивибратора на различных скоростных режимах двигател , что не позвол ет использовать устройство на переходных режимах , а также в широком диапазоне изменени  скоростей вращени . Кроме того , известное устройство не обеспечивает обнуление электрометрического усилител  в процессе статической тарировки пьезок- варцевых датчиков на гидравлических прессах .

Цель изобретени  - повышение точности измерений в независимости от режима работы двигател .

Поставленна  цель достигаетс  тем, что усиленный сигнал пьезоэлектрического преобразовател  давлени  проходит через выделитель экстремума и поступает в логическую схему, где определ етс  середина между двум  экстремумами, что соответствует ВМТ в фазе продувки, и в этот момент с помощью ключа производитс  закорачивание входа электрометрического усилител , т.е. перед проведением измерени  производитс  автоматическа  установка элементов измерительной цепи в исходное состо ние. Дл  этого в устройство индици- ровани  двигател  внутреннего сгорани , включающее пьезоэлектрический преобразователь , масштабную емкость, ключ, снабженный управл ющим входом и включенный параллельно масштабной емкости, электрометрический усилитель и регистрирующий прибор дополнительно введены выделитель экстремума, формирователь уровн , блок управлени , схема Й-НЕ, схема И, генератор , первый и второй счетчики, схема совпадений , делитель частоты и ждущий мультивибратор. Такое выполнение предлагаемого устройства позвол ет независимо от скоростного режима работы двигател  производить путем закорачивани  разр д масштабной емкости до нулевого потенциала в положении ВМТ в фазе продувки, когда давление в цилиндре близко к атмосферному, причем длительность обнуление свести к единицам мс, что позвол ет свести к минимуму погрешность при интегрировании (дифференцировании) индикаторной диаграммы, что особенно существенно при работе на ЭВМ.

На фиг. 1 представлена блок-схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - временные диаграммы преобразовани  измер емого сигнала.

Устройство дл  индицировани  двигателей внутреннего сгорани  содержит электрометрический усилитель 4, вход которого соединен с пьезоэлектрическим преобразователем 1 и масштабной емкостью 2, парал- лельно которой подсоединен ключ 3,

снабженный управл ющим входом, а выход - с регистрирующим прибором 5 и входом блока выделени  экстремума 6, выход которого подключен к формирователю уровн  7

и входу блока управлени  8, снабженного трем  выходами, выход формировател  уровн  соединен с первым входом схемы И-НЕ 9, второй вход которой подключен к первому выходу блока управлени  8; гене0 ратор 4, выход которого соединен с входом первого счетчика 12 и с вторым входом схемы И 10, первый вход которой подключен к второму выходу блока управлени  8, третий выход последнего соединен с входом

5 уст.О первого счетчика 12; выход схемы И 10 через делитель 15 соединен с счетным входом второго счетчика 16, установочный вход которого подключен к выходу схемы И-НЕ 9; выходы первого 12 и вто0 рого 16 счетчика подключены соответственно к первому и второму входу схему совпадени  13, выход которой св зан со входом ждущего мультивибратора 14, выход последнего подключен к входу управлени 

5 ключа 3. Ключ представл ет собой магнито- управл емый контакт, выполненный в стекл нном корпусе, что обеспечиваетс  сопротивлением изол ции в обесточенном состо нии 10 - 1C15 Ом, Управление осу0 ществл етс  подачей тока на обмотку.

Устройство работает следующим образом .

Электрический зар д, возникающий на преобразователе давлени  1, приводит к по5  влению на масштабной емкости 2, а следовательно , и на входе электрометрического усилител  4 электрического сигнала (эпюра А, фиг. 2), пропорционального давлению в камере сгорани  двигател . Усиленный

0 электрометрическим усилителем 4 сигнал поступает на регистрирующий прибор 5 и на выделитель экстремума б. Выделитель экстремума 6 при достижении максимума давлени  вырабатывает короткий импульсный

5 сигнал (эпюра Б, фиг. 2). Этот сигнал проходит на формирователь уровн  7, на выходе которого по вл етс  напр жение соответствующее логической 1 (эпюра В фиг. 2), которое снижаетс , где г- посто нна  вре0 мени падени  напр жени  выбираетс  из расчета обеспечени  нормальной работы схемы И-НЕ на самых низкооборотных режимах дизел . Одновременно импульсный сигнал с выделител  экстремума 6 поступа5 ет на вход блока управлени  8, в котором на первом потенциальном выходе формируютс  через экстремумы короткие импульсы логического О (эпюра Г, фиг. 2), на втором выходе формируютс  пр моугольные им- пульсы (эпюра Д, фиг. 2), на третьем выходе

короткие импульсы предварительной установки первого счетчика (эпюра Е, фиг. 2). Сигнал логической 1 с выхода 3 блока управлени  8 производит установку первом счетчике 12. Сигнал установки О во втором счетчике 16 вырабатываетс  схемой И-НЕ9.

Генератор 11 начинает работать одновременно с включением прибора. Пр моугольные импульсы с частотой fa поступают в первый счетчик и на вход схемы И 10 - (эпюра Ж, фиг. 2). Таким образом, в первом счетчике 12 счет импульсов происходит каждый рабочий цикл заново, т.к. с каждым сигналом экстремума в счетчик поступает импульс установки 0 (эпюра И, фиг. 2).

Одновременно с этим через схему I/I 10 с периодичностью через один рабочий цикл проходит счетные импульсы с генератора 11 на второй счетчик 16, предварительно де- ленные на 2 в делителе 15. така  периодичность обусловлена тем, что дл  прохождени  импульсов через схему 10 необходим также разрешающий сигнал с второго выхода блока управлени  8 (эпюра К, фиг. 2). Таким образом, во второй счетчик через каждый рабочий цикл поступает и запоминаетс  количество импульсов в два раза меньше, чем в то же врем  в первый счетчик (эпюра Л, фиг. 2). Сброс информа- ции во втором счетчике осуществл етс  через цикл, Информаци  с первого и второго счетчика поступает в схему совпадени  13, котора  выдает сигнал на ждущий мультивибратор 14 при условии равенства инфор- мации в обоих счетчиках. Из графиков фиг. 2 видно, что услови  равенства информации в счетчиках возникает дважды: в начальный момент счета, когда в счетчиках отсутствует информаци  и в середине между двум  экс- тремумами через один рабочий цикл. Чтобы исключить ложный сигнал со схемы совпадени  в первом случае во второй счетчик при установке О ввод т число 2 т.е. в момент ti в первом счетчике после установ- ки О произойдет сброс всей информации, а во втором установитс  2. За период Ti в первом счетчике наберетс  число импульсов равное NT f2T2, а во втором наберетс 

и запомнитс  N2 :

f2 -Ti

-2.

Во второй период Т2 цикл набора информации в первом счетчике повторитс , а во второй информаци  не поступает, а сохран етс  набранна  в первом периоде,

f2 Ti

т.е.

- 2 (эпюра М, фиг. 2). Это позвол ет получать равенство информации в двух счетчиках через один рабочий цикл в сере5

0 5

0 5 0 5 0 5

0

5

дине между экстремумами с точностью 2-3 счетных импульсов, т.е. в ВМТ в фазе продувки (эпюра Н, фиг. 2). При этом надо иметь ввиду, что частота генератора на 2-3 пор дка выше частоты основного процесса.

Схема совпадений при равенстве информации первого и второго счетчика выдает сигнал на срабатывание ждущего мультивибратора 14, который с помощью ключа 3 производит кратковременное закорачивание (обнуление) масштабной емкости 2 (эпюра 0, фиг. 2).

Кратковременное закорачивание измерительной схемы в фазе продувки не оказывает какого-либо вли ни  на погрешность измерений, так как этот процесс занимает около 3 град, поворота коленвала при давлении в камере сгорани  1-2 кг.

При статической тарировке производимой оператором на гидравлическом прессе нет необходимости в автоматическом обнулении, поэтому схему обнулени  отключают.

Устройство позвол ет повысить точность измерений на любом режиме работы двигател , уменьшить число повторных измерений , снизить затраты времени на обработку индикаторных диаграмм, а в сочетании с электрическим усилителем позвол ет создать преобразователь давлени  дл  измерительно-вычислительных комплексов , предназначенных дл  комплексной автоматизации испытаний ДВС.

Claims (1)

1. Формула изобретение

   Устройство дл  индицировани  двигателей внутреннего сгорани , содержащее пьезоэлектрический преобразователь с масштабной емкостью, электрометрический усилитель, ключ, снабженный управл ющим входом, регистрирующий прибор, отличающеес  тем, что, с целью повышени  точности измерений и независимости от режима работы двигател  в устройство введены дополнительно выделить экстремума, блок управлени , формирователь уровн , схема И-НЕ, схема И, генератор, первый счетчик импульсов, делитель числа импульсов , второй счетчик импульсов, схема совпадений , ждущий мультивибратор, при этом выход электрометрического усилител  сое-} динен с входом выделител  экстремума, выход которого подключен к формирователю уровн  и входу блока управлени , снабженного трем  выходами, выход формировател  уровн  соединен с первым и входом схемы И-НЕ, второй вход которой подключен к первому выходу блока управлени , генератор, выход которого соединен с входом первого счетчика и вторым входом схемы И, первым входом которой подключен к

   второму выходу блока управлени , третий выход последнего соединени  с входом Установка 0 первого счетчика, выход схемы И через делитель соединен с счетным входом второго счетчика, установочный вход которого подключен к выходу схемы И-НЕ, выходы первого и второго счетчиков подключены соответственно к первому и второму входам схемы совпадени , выход которой св зан с входом ждущего мультивибратора, выход последнего подключен к входу управлени  ключа.

   Фиг.1

   и Ц усилител 

   б U Выдер. ЭКЛ1Ц

   8 Осрормир урйВн 

   2 0, блока упрабл.

   д с/ Злака упрадл.

   6 U3 йлока упраВл.

   Ж d генератора

   /2

   „ U схема И-НЕ (элемент 9)

   ц Цсчетчика-1

   к U схемы И л (элемент Ю)

   л U схемы двлитвл 

   М исчетчцка

   Н U схемы совпадени 

   О Uж.д нуль- muS