SU781625A1

SU781625A1 - Method and apparatus for monitoring charging degree of i.c. engine

Info

Publication number: SU781625A1
Application number: SU721761107A
Authority: SU
Inventors: Геннадий Григорьевич Сумцов; Петр Яковлевич Прицкер; Иван Павлович Ксеневич; Леонид Игнатьевич Гром-Мазничевский; Василий Сергеевич Глушаков
Original assignee: Минский тракторный завод им. В.И. Ленина
Priority date: 1972-03-20
Filing date: 1972-03-20
Publication date: 1980-11-23

Description

(54) CnOCiOB КОНТРОЛЯ СТЕПЕНИ ЗАГРУЗКИ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО (54) CnOCiOB CONTROL DEGREE DOWNLOAD ENGINE INTERNAL COMBUSTION AND DEVICE FOR IT

II

Изобретение относитс к технической диагностике энергетического соС то ни двигателей внутреннего сгорани .This invention relates to the technical diagnostics of energy systems that do not have internal combustion engines.

Известны способы контрол степени загрузки двигател внутреннего сгорани , основанные на измерении числа оборотов двигател и параметров,ха рактеризу щих расход топлива и устройства дл их реализации, содержащее датчик ЧИСЛ9 оборотов двигател и цепь сравнени Ij Methods are known for monitoring the degree of load of an internal combustion engine, based on measuring engine speed and parameters characterizing fuel consumption and devices for their implementation, comprising an NURS9 engine speed sensor and a comparison circuit Ij

Недостатком известных способов контрол степени загрузки двигател , а также устройств дл их реализации вл етс то, что они не обеспечивают достаточной точности измерени .A disadvantage of the known methods of controlling the load of the engine, as well as devices for their implementation, is that they do not provide sufficient measurement accuracy.

Цель изобретени - повьтюние точности измерени .The purpose of the invention is to improve measurement accuracy.

Указанна цель достигаетс тем, что в способе контрол степени загрузки двигател внутреннего сгорани , основанном на измерении числа оборотов двигате4 и параметров, характеризующих расход топлива, замер ют расход топлива в единицу времени и по разности сигналов, соответствукэдих расходу топлива и числу обо ротов,суд т о степени загрузки двига тел . Причем, указанный способ осуОСУЩЕСТВЛЕНИЯ This goal is achieved by the fact that in the method of controlling the load on an internal combustion engine, based on the measurement of engine speed 4 and parameters characterizing fuel consumption, fuel consumption is measured per unit of time and by the difference of signals, corresponding to fuel consumption and speed. about loading degree tel. Moreover, this method of implementation

ществл ют устройством, содержавдим датчик числа оборотов двигател , цепь сравнени и датчик расхода топлива в единицу времени, подключенныйa device containing an engine speed sensor, a reference circuit and a fuel consumption sensor per unit of time, connected

S к цепи сравнени .S to the comparison circuit.

На Аиг. 1 представлена принциписшьна электрическа схема устройст- ва дл контрол степени загрузки;на фиг. 2 - типовые внешн и частич 0 ные характеристики дизельного двигател и кривые напр жени на измерительном приборе при зтих характеристиках; на фиг. 3 - график зависилюсти максимально возможной погрешностиOn Aig. Figure 1 shows the principle electrical circuit diagram of a device for controlling the degree of loading; FIG. 2 — typical external and partial characteristics of a diesel engine and voltage curves on a measuring instrument with these characteristics; in fig. 3 is a plot of the maximum possible error.

15 работы устройства, обусловленной косвенным методом замера, от степени загрузки двигател при характеристиках двигател , представленных на фиг. 2.15, the operation of the device, due to the indirect measurement method, of the engine load degree with the engine characteristics shown in FIG. 2

2020

Устройство дл осуществлени способа контрол степени загрузки двигател внутреннего сгорани включает в себ датчик часового расхода топлива, представл ющий собой генератор 1 линейного перемещени и установленный на топливоподкачивающей помпе, привод которой осуществл етс с помощью эксцентрика 2 приводного валаAn apparatus for carrying out the method for monitoring the degree of load of an internal combustion engine includes a fuel consumption hour sensor, which is a linear displacement generator 1 mounted on a fuel priming pump driven by an eccentric 2 of a drive shaft.

30 3, св занного с коленчатым валом30 3 associated with the crankshaft

двигател 4. Поршень 5 помпы прижат пружиной б через толкатель 7 и поршень 8 к эксцентрику 2. На входе и выходе из полости Л помпы установлены всасывающий 9 и нагнетательный 10 клапаны.engine 4. The piston 5 of the pump is pressed by the spring b through the pusher 7 and the piston 8 to the eccentric 2. At the inlet and outlet of the cavity L of the pump, suction 9 and pressure 10 valves are installed.

Питание обмотки 11 возбуждени генератора 1 осухцествл етс от стабилизатора напр жени , состо щего из стабилитрона 12 и гас щего резистора 13. Переменное напр жение вторичной обмотки 14 генератора 1 выпр мл етс мостовым выпр мителем на диодах 15-18, сглаживаетс конденсатором 19 и через делитель на резисторе 20 подаетс на один вывод измерительного прибора 21.The power supply of the excitation winding 11 of the generator 1 is degraded from a voltage stabilizer consisting of a Zener diode 12 and a damping resistor 13. The alternating voltage of the secondary winding 14 of the generator 1 is rectified by a bridge rectifier on diodes 15-18, smoothed by a capacitor 19 and through a divider resistor 20 is applied to one output of meter 21.

Двигатель 4 оборудован генераторной установкой, включающей в себ кинематически св занный с валом двигател 4 генератор 22, переменное напр жение которого выпр мл етс выпр мителем 23 и подаетс дл зар дки аккумул торной батареи 24 и питани потребителей 25. Нормальный зар дный режим аккумул торной батареи и нормальный режим работы потребителей обеспечиваетс с помощью реле-регул тора 26. В цепь переменного напр жени генератора включен параллельный двухсторонний ограничитель 27, состо щий из резистора 28 . и стабилитрона 29. Напр жение, выпр мленное частотным детектором 30, состо щим из конденсатора 31 и диодов 32 и 33 и сглаженное с помощью конденсатора 34, через делитель на резисторе 35 подаетс на второй вывод измерительного прибора 21.The engine 4 is equipped with a generator set including a generator 22 kinematically connected to the shaft of the engine 4, the alternating voltage of which is rectified by rectifier 23 and supplied to charge battery 24 and power consumers 25. Normal charge mode of the battery and normal operation of the consumers is provided by means of a relay-controller 26. A parallel two-way limiter 27 consisting of a resistor 28 is connected to the alternating voltage circuit of the generator. and a zener diode 29. The voltage rectified by a frequency detector 30 consisting of a capacitor 31 and diodes 32 and 33 and smoothed by a capacitor 34 is fed to a second terminal of the measuring device 21 through a divider on a resistor 35.

Датчик часового расхода топлива работает следующим образом.Sensor hour fuel consumption works as follows.

При вращении двигателем 4 приводного вала 3 привода топливоподкачивающейпомпы поршень 5 совершает возвратно-поступательное движение подWhen the engine 4 rotates the drive shaft 3 of the fuel supply pump drive, the piston 5 reciprocates under

действием эксцентрика 2 и пружины 6 При перемещении поршн 5 от эксцентрика 2 в полости А йомпы сбздйёте разрежение. Под действиём рйэрёжени топливо через всасываннций клапан 9 поступает в полость А . Движение поршн 5 в сторону эксцентрика 2 ограничено расходом топлива через нагнетательный клапан 10, т.е. при достижении определенчого давленна в нагнетательной магистрали поршень 5 He jifoxc lHyf rioд действием пружйньа б до упора в эксцентрик 2. Положение поршн определ етс условием равновеси сил давлени топлива и усили создаваемого пружиной 6. С повышениен давлени величина хода нагнетани уменьшаетс , поршень как бы %ависгает Таким образом, величина хода поршн 5 определ етс расходом топлива за определенное число обо1ротов коленчатого вала двигател 4, а количество ходов пропорционально числу оборотов коленчатого вала двигател 4. Скорость хода прЕ пн 5 вл етс : произведением величины хода поршн на количество ходов в единицу.времени и пропорциональна часовому расходу топлива .the action of the eccentric 2 and the spring 6 When you move the piston 5 from the eccentric 2 in the cavity A of the iomp, you will underpressure. Under the effect of re-fueling, the suction through valve 9 enters cavity A. The movement of the piston 5 in the direction of the eccentric 2 is limited by the fuel consumption through the discharge valve 10, i.e. When a certain piston 5 He jifoxc LHyf piston pressure is reached in the discharge line, it acts by springing it all the way into the eccentric 2. The position of the piston is determined by the equilibrium condition of the pressure forces of the fuel and the force generated by the spring 6. As the pressure rises, the discharge stroke decreases, the piston as if% moves Thus, the stroke of the piston 5 is determined by the fuel consumption for a certain number of revolutions of the crankshaft of the engine 4, and the number of strokes is proportional to the number of revolutions of the crankshaft of the engine 4. The speed Stroke pn 5 is: the product of the piston stroke and the number of strokes per unit time and is proportional to the hourly fuel consumption.

,-У„.кЛН„-п),, -U „.KLN„ -p),

где GT - часовой расход топлива, У(1 - скорость хода поршн , h, - величина хода поршн , п - количество ходов поршн вwhere GT is the hourly fuel consumption, U (1 is the piston stroke speed, h, is the piston stroke value, and n is the number of piston strokes in

единицу времени, К - коэффициент пропорциональности .unit of time, K - coefficient of proportionality.

При возвратно-поступательном перемещении поршн 5 измен етс магнитный зазор между поршнем 5 и керном генератора 1, в св зи с чем измен етс магнитный поток в керне, а во вторичной обмотке 14 генератора 1 возникает переменное напр жение, величина которого пропорциональна скорости изменени магнитного потока, т.е. часовому расходу топлива.During the reciprocating movement of the piston 5, the magnetic gap between the piston 5 and the generator core 1 changes, and therefore the magnetic flux in the core changes, and in the secondary winding 14 of the generator 1, an alternating voltage occurs that is proportional to the rate of change of the magnetic flux. i.e. hourly fuel consumption.

где Urf - напр жение датчика,where Urf is the sensor voltage,

К - коэффициент пропорциональности .K - coefficient of proportionality.

д Это напр жение после выпр млени мостовым выпр мителем на диодах 1518 и сглаживани пульсаций конденсатором 19 через подстроечный делитель на резисторе 20 подаетс на один вывод измерительного прибора 21.D. This voltage, after being rectified by a bridge rectifier on diodes 1518 and smoothing out the pulsations by a capacitor 19, through a trimming divider on a resistor 20, is fed to one output of the measuring device 21.

Датчик числа оборотов двигател 1 работает следун -чш- образом.The engine speed sensor 1 operates in the following way.

Реле-регул тор 26, вход щее в состав генераторной установки, обеспечивает с определенной точностью установленное посезонное (регулировкой реле-регул тора 26) посто нство напр жени на выходе выпр мител 23. . Величина же выходного напр жени генератора 22 измен етс в основном, вThe relay controller 26, which is part of the generator set, provides with a certain accuracy the installed seasonal (by adjusting the relay controller 26) constant voltage at the output of the rectifier 23.. The magnitude of the output voltage of the generator 22 varies mainly in

5 зависимости бт нагрузки (зар дки аккумул торов батареи 24 и питани потребителей 25) в СВЯЗИ с переменной - величиной падени напр жени ;, на выпр мителе 23. Крюме этого, на колеQ бани выходного напр жени генератора 22 вли ют число оборотов двигател 4, ограниченный диапазон регулировки реле-регул тора 26, а также наличие g реле-регул торе 26 посе зонной регулировки. Частота выходного напр жени генератора 22 пропорциональна числу оборотов двигател 4. После параллельного двухстороннего ограничител 27 в св зи с тем,что уровень ограничени выбран ниже самого низкого напр жени генератора 22 возможного при работе, напр жение имеет посто нную амплитуду, а по форме близко к пр моугольнику. Выпр мленное частотным детектором 30,5 dependences of the load bt (battery charging of the battery 24 and the power supply of the consumers 25) in connection with the variable - voltage drop value;, rectifier 23. The hook this, the number of the output voltage of the generator 22, depends on the engine speed 4, limited range of adjustment of the relay-controller 26, as well as the presence of g-relay-controller 26 post-zone adjustment. The frequency of the output voltage of the generator 22 is proportional to the number of revolutions of the engine 4. After the parallel two-way limiter 27 due to the fact that the level of restriction is chosen below the lowest voltage of the generator 22 possible during operation, the voltage has a constant amplitude rectangle. Rectified by frequency detector 30,

5 напр жение пропорционально числу5 voltage is proportional to the number

оборотов двигател 4 и после сглаживани пульсаций конденсатором 34 через подстроечный делитель 35 подаетс на второй вывод измерительного прибора 21. в св зи с тем, что одна пара одноименных полюсов выхода датчика часового расхода топлива и выхода датчика числа оборотов двигател соединена между собой, а втора включена на измерительный прибор 21, показани измерительного прибора 21 соответствуют разности выходных напр жений указанных выше датчиков.engine 4 and after smoothing the pulsations by the capacitor 34 through the trimmer divider 35 is fed to the second output of the measuring device 21. due to the fact that one pair of identical output poles of the fuel consumption sensor and the engine speed sensor output are connected to each other, and the second is on on the measuring device 21, the reading of the measuring device 21 corresponds to the difference of the output voltages of the above sensors.

Подстроечные резисторы 20 и 35 устанавливаютс так, чтобы выходные напр жени датчиков часового расхода топлив а и ч йсла оборотов дв игател наход тс в соотношении, обеспечивающем посто нство напр жени на измерительном приборе 21 при максимальной степени загрузки двигател по мощности независимо от его скоростного .{зежимаНа фиг. 2 построены кривые напр жени Орозн. на измерительном прибо ре 21 при этих характеристиках и при обеспечении указанного выше соотношени выходных напр жений датчика часового расхода топлива и датчика числа оборотов двигател . Как следует из графика непр молинейность кривых напр жени . , а также их несовпадение на холостом ходу двигател незначительны, в св зи с чем это напр жение может с достаточной в практике р довой эксплуатации точностью характеризовать степень загрузки двигател в процентах от максимальной мощности, котора получаетс при любом скоростном режиме работы . Справа от графика Upoon. приведена шкала индикатора степени загрузки двигател .Trimmer resistors 20 and 35 are set so that the output voltages of the hourly fuel consumption sensors and engine speeds are in a ratio that ensures the constant voltage on the measuring device 21 at the maximum load on the engine regardless of its speed. { The hoggle FIG. 2, Orozn stress curves are plotted. on the measuring device 21 with these characteristics and with ensuring the above ratio of output voltages of the fuel consumption sensor and engine speed sensor. As the graph shows, the linearity of the stress curves is not. as well as their discrepancy at idling of the engine is insignificant, and therefore this voltage can, with sufficient accuracy in practical operation, characterize the degree of engine load as a percentage of the maximum power that is obtained in any speed mode of operation. To the right of the Upoon plot. The scale of the engine load indicator is shown.

В св зи с тем, что измерение загрузки двигател производитс косвенным методом, был произведен анализ вызванных этим погрешностей, результаты которого представлены наDue to the fact that the measurement of engine load is carried out indirectly, an analysis was made of the errors caused by this, the results of which are presented in

фиг. 3 при характеристиках двигател , представленных на фиг. 2 относительно шкалы, приведенной справа от графика напр жени Орагн. Как видно из графика на фиг. 3 максимально возможные отклонени показаний индикатора при некоторых режшиах работы не превышаю в Отдельных Ьчках 18%, причем при 100% загрузке двигател отклонени рйвны нулю, и при 40% загрузке составл ют о,4% - 2,5%.FIG. 3 with the engine characteristics shown in FIG. 2 relative to the scale on the right of the Oragn voltage graph. As can be seen from the graph in FIG. 3, the maximum possible deviations of the indicator readings in some work rests do not exceed 18% in Individuals, and with a 100% engine load, the deviations are zero, and at 40% the load is about 4% - 2.5%.

Аналогичным образом производитс анализ точности измерени загрузки предлагаемым индикатором при работе с карбюраторным двигателем.Similarly, an analysis is performed of the measurement accuracy of the load by the proposed indicator when working with a carburetor engine.

Использование предлагаемого спо5 соба и устройства дл его реализации позволит значительно повысить точность измерени степени загрузки двигателей внутреннего сгорани .The use of the proposed method and device for its implementation will significantly improve the accuracy of measuring the load of internal combustion engines.

2020

Claims

1. Method of controlling the load on the internal combustion engine,

based on the measurement of engine speed and steam of 1 meter, characterized by fuel consumption, 6 tons per hour, and so that, in order to improve the measurement accuracy, the fuel consumption per unit of time and by the difference of signals is measured, corresponding to dyh fuel consumption and revolutions are judged on the degree of engine load.

2. A device for monitoring the load level, comprising an engine speed sensor and a comparison circuit, characterized in that, in order to improve the measurement accuracy, it has a fuel consumption sensor per unit of time connected to the comparison circuit.

Sources of information accepted by you during the examination 1 USSR Author's Certificate No. 318839, cl. G 01 L 3/24, 1971.