SU777523A2

SU777523A2 - Device for measuring mean indicated pressure in cylinders of piston machines and compressors

Info

Publication number: SU777523A2
Application number: SU782669273A
Authority: SU
Inventors: Валерий Давидович Карминский; Юрий Александрович Магнитский; Николай Николаевич Чешков
Original assignee: Ростовский-на-Дону институт инженеров железнодорожного транспорта
Priority date: 1978-10-02
Filing date: 1978-10-02
Publication date: 1980-11-07

Description

Изобретение относится к области контрольно-измерительной техники, а именно к устройствам для измерения среднего индикаторного давления в цилиндрах поршневых машин. 5The invention relates to the field of instrumentation, and in particular to devices for measuring the average indicator pressure in the cylinders of reciprocating machines. 5

По основному авт. св. № 678365 известно устройство для измерения среднего индикаторного давления в цилиндрах поршневых двигателей и компрессоров, содержащее датчик давления, соединенный через 10 усилитель с первым входом перемножающего и интегрирующего устройства, лампуосветитель, конденсоры, формирователь угла поворота коленчатого вала, выполненный в виде диска с прорезями и фотодио- 15 да, подключенного к второму входу перемножающего и интегрирующего устройства [1].According to the main author. St. No. 678365 a device is known for measuring the average indicator pressure in the cylinders of reciprocating engines and compressors, comprising a pressure sensor connected via 10 an amplifier to the first input of a multiplying and integrating device, a lamp light, condensers, a crankshaft angle shaper made in the form of a slot with slots and a photo diode - 15 yes, connected to the second input of the multiplying and integrating device [1].

Известное устройство позволяет Измерить среднее индикаторное давление в цилиндре. 20 В то же время при наладке, исследовании и диагностике двигателя или компрессора необходимо измерять эффективное количество тепла, выделяющегося при сжатии газа в цилиндре, что устройство не обеспе- 25 чивает.The known device allows you to measure the average indicator pressure in the cylinder. 20 At the same time, when setting up, examining and diagnosing an engine or compressor, it is necessary to measure the effective amount of heat released during compression of the gas in the cylinder, which the device does not provide 25.

Целью изобретения является обеспечение возможности измерения количества тепла, выделяющегося в цилиндре в такте сжатия. 30The aim of the invention is to provide the ability to measure the amount of heat released in the cylinder in a compression stroke. thirty

Поставленная цель достигается тем, что в измеритель среднего индикаторного давления в цилиндрах поршневых двигателей и компрессоров введены два фотодиода, расположенные напротив двух дополнительных узких прорезей,' выполненных в затеняющем диске на различных радиусах в начале и в конце такта сжатия, два электронных ключа, управляющие входы которых подключены к выходу усилителя и фотодиодам, два импульсных вольтметра и операционный усилитель, причем входы импульсных вольтметров подключены к выходам электронных ключей, а выходы через потенциометры подключены к инвертирующему и неинвертирующему входам суммирующего усилителя, выход которого подключен к регистрирующему прибору, при этом выход перемножающего и интегрирующего устройства через потенциометр подключен к неинвертирующему входу усилителя.This goal is achieved by the fact that two photodiodes are placed in the meter of the average indicator pressure in the cylinders of piston engines and compressors, located opposite two additional narrow slots, made in the shading disk at different radii at the beginning and at the end of the compression stroke, two electronic keys, control inputs which are connected to the output of the amplifier and photodiodes, two pulse voltmeters and an operational amplifier, the inputs of the pulse voltmeters connected to the outputs of the electronic keys, and the outputs through p the otentiometers are connected to the inverting and non-inverting inputs of the summing amplifier, the output of which is connected to the recording device, while the output of the multiplying and integrating device is connected via a potentiometer to the non-inverting input of the amplifier.

На чертеже изображён предлагаемый из_гмеритель.The drawing depicts the proposed _g of the measurer.

Измеритель среднего индикаторного давления в цилиндрах двигателей и компрессоров содержит установленный на цилиндре двигателя 1 датчик давления 2, соединенный через усилитель 3 с перемножающим и интегрирующим устройством 4, лам777523 пу-осветитель 5, конденсор 6, формирователь-преобразователь положения поршня, выполненный в виде диска 7 с прорезью 8 и установленный по оптической оси конденсора фотоэлемент 9, подсоединенный к устройству 4, выход которого через потенциометр 10 соединен с суммирующим усилителем 11. К выходу суммирующего усилителя подключен регистратор 12. Выход усилителя 3 соединен также с двумя электронными ключами 13 и 14, которыми управляют фотодиоды 15 и 16, освещаемые через прорези 17 и 18.The meter of average indicator pressure in the cylinders of engines and compressors contains a pressure sensor 2 mounted on the engine cylinder 1, connected through an amplifier 3 to a multiplying and integrating device 4, lam777523 pu-illuminator 5, condenser 6, a shaper of the piston position, made in the form of a disk 7 with a slot 8 and a photocell 9 mounted along the optical axis of the condenser, connected to the device 4, the output of which is connected through a potentiometer 10 to the summing amplifier 11. To the output of the summing amplifier Registrar 12 is connected. The output of amplifier 3 is also connected to two electronic keys 13 and 14, which are controlled by photodiodes 15 and 16, illuminated through slots 17 and 18.

Выход ключа 13 соединен с импульсным вольтметром 19, который через потенциометр 20 подключен к суммирующему усилителю 11. Выход электронного ключа 14 соединен с импульсным вольтметром 21, который через потенциометр 22 подключен к усилителю 11.The output of the key 13 is connected to a pulse voltmeter 19, which is connected through a potentiometer 20 to a summing amplifier 11. The output of the electronic key 14 is connected to a pulse voltmeter 21, which is connected through a potentiometer 22 to an amplifier 11.

Такое конструктивное выполнение устройства позволяет производить измерение эффективного количества тепла, выделяющегося при сжатии газа в цилиндре.Such a constructive implementation of the device allows the measurement of the effective amount of heat released during compression of the gas in the cylinder.

Измеритель работает следующим образом.The meter works as follows.

Согласно уравнению первого закона термоДйнамики количество тепла в процессе ’·' находится по уравнениюAccording to the equation of the first law of thermodynamics, the amount of heat in the process ’· 'is found by the equation

ζ) = Δό7 + Λ где Δ17— изменение внутренней энергии;ζ) = Δό7 + Λ where Δ17 is the change in internal energy;

L — работа.L is work.

Изменение внутренней энергии может быть определено по формулеThe change in internal energy can be determined by the formula

Δ67 = МС - V - 7\) + X X (Ч - Рг ^-)=А(^р ₂ - ^аРЛ>Δ67 = MS - V - 7 \) + XX (H - Pr ^ -) = A ( ^p ₂ - ^aP L>

С—V— массовая изомерная теплоемкость;C — V — mass isomeric heat capacity;

R — газовая постоянная;R is the gas constant;

Т — температура;T is the temperature;

Р — давление;P is the pressure;

V — объем.V is the volume.

Работа газа в цилиндре может быть выражена через среднее индикаторное давлениеThe gas work in the cylinder can be expressed in terms of the average indicator pressure

L = P^V^—V^ — РрВ, где Рг — среднее индикаторное давление, —Vi — разность объемов.L = P ^ V ^ —V ^ —PrV, where Pr is the mean indicator pressure, —Vi is the volume difference.

Тогда тепло в процессе может быть определено по формулеThen the heat in the process can be determined by the formula

Q = A(P₂-aP,) + P_lB.Q = A (P ₂ -aP,) + P _l B.

Применительно к двигателю внутреннего сгорания или компрессору среднее индикаторное давление берется на выбранном участке при изменении объема от величины Ι^ζι до V₂.In relation to an internal combustion engine or compressor, the average indicator pressure is taken in the selected area when the volume changes from величины ^ζ ι to V ₂ .

Датчик давления 2 подает на вход усилителя 3 сигнал, пропорциональный давле4 нию газа в цилиндре двигателя, который поступает на прибор 4.The pressure sensor 2 supplies a signal proportional to the gas pressure in the engine cylinder, which is supplied to the device 4, to the input of amplifier 3.

Диск 7, закрепленный на валу двигателя, ориентирован так, что при положении поршня в верхней мертвой точке против нити лампы 5 и щели (на чертеже не показана) находится отметка ВМ.Т, вынесенная на диск 7. Свет лампы — осветителя через щель и прорезь 8 попадает на конденсор 6 и фокусируется на фотоэлементе 9. Вырабатываемый электрический сигнал поступает на вход устройства 4, напряжение на выходе которого пропорционально величине среднего индикаторного давления сжатия газа в цилиндре. С выхода перемножающего и интегрирующего устройства напряжение, пропорциональное среднему индикаторному давлению сжатия газа в цилиндре, поступает через потенциометр 10, служащий для введения коэффициента В, на неинвертирующий вход суммирующего усилителя 11. В начале такта сжатия через узкую прорезь 18 освещается фотодиод 16 и кратковременно открывает электронный ключ 14. Импульсный вольтметр 21 запоминает электрический сигнал, пропорциональный давлению Р^. С выхода вольтметра 21 этот сигнал через потенциометр 22, который служит для введения коэффициента А, подается на инвертирующий вход усилителя 11.The disk 7, mounted on the motor shaft, is oriented so that when the piston is at top dead center against the filament of the lamp 5 and the slit (not shown in the drawing) there is a mark VM.T placed on the disk 7. The light of the lamp - illuminator through the slot and slot 8 enters the condenser 6 and focuses on the photocell 9. The generated electrical signal is fed to the input of the device 4, the output voltage of which is proportional to the value of the average indicator pressure of gas compression in the cylinder. From the output of the multiplying and integrating device, a voltage proportional to the average indicator pressure of gas compression in the cylinder is supplied through a potentiometer 10, which serves to introduce coefficient B, to the non-inverting input of the summing amplifier 11. At the beginning of the compression cycle, the photodiode 16 is illuminated through a narrow slot 18 and briefly opens the electronic key 14. A pulse voltmeter 21 remembers an electrical signal proportional to the pressure P ^. From the output of the voltmeter 21, this signal through the potentiometer 22, which serves to introduce the coefficient A, is fed to the inverting input of the amplifier 11.

В конце такта сжатия через узкую прорезь 17 освещается фотодиод 15 и кратковременно открывается ключ 13. Импульсный вольтметр 19 запоминает электрический сигнал, пропорциональный давлению Р₂. С выхода вольтметра 19 этот сигнал через потенциометр 20, служащий для введения коэффициента А, поступает на неинвертирующий вход усилителя 11. В результате регистратор 12 показывает величину, пропорциональную Q=A (Р₂—ajPj) +Рг-В, т. е. количеству тепла, выделившемуся при сжатии газа в цилиндре поршневой машины.At the end of the compression stroke through a narrow slot 17, the photodiode 15 is illuminated and the key 13 is briefly opened. The pulse voltmeter 19 remembers an electrical signal proportional to the pressure P ₂ . From the output of the voltmeter 19, this signal through the potentiometer 20, which serves to introduce the coefficient A, is fed to the non-inverting input of the amplifier 11. As a result, the recorder 12 shows a value proportional to Q = A (P ₂ —ajPj) + Pr-B, i.e. heat released during gas compression in the cylinder of the piston machine.

Использование изобретения повышает качество и оперативность контроля, наладки и диагностики двигателей внутреннего сгорания и компрессоров, что ведет к повышению моторесурса и снижению расходов топлива, чем достигается технико-экономический эффект.The use of the invention improves the quality and efficiency of monitoring, commissioning and diagnostics of internal combustion engines and compressors, which leads to increased motor resources and lower fuel consumption, thereby achieving a technical and economic effect.

Claims

1. USSR author's certificate No. 678365, cl. G OIL 23/08, 1977.