Способ контроля степени загрузки двигателя внутреннего сгорания и устройство для его осуществления

Способ контроля степени загрузки двигателя внутреннего сгорания и устройство для его осуществления

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистическнх

Республик ои781625

К АВТОРСКОМУ СВИ RYHlbCfSV (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 200372 (21) 1761107/24-06 с присоединением заявки N9 (23) Приоритет

Опубликовано 23,1180. Бюллетень МР 43

Дата опубликования описания 23.11Р0

РЦМ. Кл.

G 01 L 3/24

F 02 В 17/08

ГосударствеииыА комитет

СССР по дедам изобретеииА и открытиА (53) УДК621. 43-..519(088.8) Г-Г. Сумцов, П.Я. Прицкер, И.П. Kceaesam, Л.И. Гром-Маэнкчевский и В.С. Глуыаков (72) Авторы изобретения

P1) Заявитель

Минский тракторный завод им. В.И. Ленина (54) СПОСОБ КОНТРОЛЯ СТЕПЕНИ ЗАГРУЗКИ. ДВИГАТЕЛЯ

ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО

ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Изобретение относится к техикческой диагностике энергетического сос тояиия двигателей внутреннего сгора- ния.

Известны способы контроля степени загрузки двнгателя внутреннего сгорания, основанные на измерении числа оборотов двигателя к параметров,характеризующих расход топлива и устройства для их реализации, содержа- тЕ щее датчик числа оборотов двигателя и цепь сравнения j1) .

Недостатком известных способов контроля степеки загрузкк двигателя, а также устройств для их реализации 1$ является то, что они не обеспечквают достаточной точности измерения.

Цель изобретения — повыаенке точности измерения.

Указанная цель достигается тем, 20 что в способе контроля степени загрузки двигателя внутреннего сгорания, основанном на иэмеренки числа оборотов двигателя к параметров, характеризующих расход топлива, заме- 2з ряют расход топлива в единицу времени и по разности сигналов, соответствующих расходу топлива к числу оборотов, судят о степени загрузки двигателя. Причем, укаэанный способ осу- 30

2 ществляют устройством, содержащим датчик чксла оборотов двигателя, цепь сравнения н датчик расхода топлива в единицу времени, подключенный к цепи сравнения.

На фиг. 1 представлена принципиальная электрическая схема устройст- ва для кон роля степени загрузки;на фиг. 2 — типовые внешняя и частичные характеристики дизельного двигателя и кривые напряжения на измерительном приборе при этих характеристиках; на фиг. 3 - график зависимости максимально возможной погрешности работы устройства, обусловленной косвенным методом замера, от степени загрузки двигателя при характеристиках двигателя, представленных на фкг. 2.

Устройство для осуществления способа контроля степени загрузки двигателя внутреннего сгорания включает в себя датчик часового расхода гоплива, представляющий собой генератор

1 линейного перемещения и установленный на топливоподкачивающей помпе, привод которой осуществляется с помощью эксцентрика 2 приводного вала

3, связанного с коленчатым валом

781625 двигателя 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.

Питание обмотки 11 возбуждения генератора 1 осуществляется от стабилизатора напряжения, состоящего иэ стабилитрона 12 и гасящего резистора

13. Переменное напряжение вторичной обмотки 14 генератора 1 выпрямляет- ся мостовым выпрямителем на диодах

15-18, сглаживается конденсатором

19 и через делитель на резисторе 20 подается на один вывод измерительного прибора 21.

Двигатель 4 оборудован генераторной установкой, включающей в себя кинематически связанный с валом двигателя 4 генератор 22, переменное напряжение которого выпрямляется выпрямителем 23 и подается для зарядки аккумуляторной батареи 24 и питания потребителей 25. Нормальный зарядный режим аккумуляторной батареи и нормальный режим работы потребителей обеспечивается с помощью ре ле-регулятора 26. В цепь переменного напряжения генератора включен параллельный двухсторонний ограничитель 27, состоящий из резистора 28 .и стабилитрона 29. Напряжение, выпрямленное частотным детектором 30, состоящим из конденсатора 31 и диодов 32 и 33 и сглаженное с помощью конденсатора 34, через делитель на резисторе 35 подается на второй вывод измерительного прибора 21.

Датчик часового расхода топлива работает следующим образом.

При вращении двигателем 4 приводного вала 3 привода топливоподкачивающей помпы поршень 5 совершает возвратно-поступательное движение под действием эксцентрика 2 и пружины 6.

При перемещении поршня 5 от эксцентрика 2 в полости A йомпы создается разрежение. Под действием раэрежения топливо через всасывающий клапан

9 поступает в полость А . Движение поршня 5 в сторону эксцентрика 2 ограничено расходом топлива через нагнетательный клапан 10, т.е. при достижении определенного давления в нагнетательной магистрали йоршень 5 не доходит под действием пружины б до упора в эксцентрик 2. Положение поршня определяется условием равновесия сил давления топлива и усилия, создаваемого пружиной 6. С повышение "давления величина хода нагнетания уменьшается, поршень как бы зависает.

Таким образом, величина хода поршня

5 определяется расходом топлива эа определенное число оборотов коленчатого "вала двигателя 4, а количество ходов пропорционально числу оборотов коленчатого вала двигателя 4. Скорость хода поршня 5 является произведением величины хода поршня на количество ходов в единицу. времени и пропорциональна часовому расходу топлива. где G> - часовой расход топлива, Чп — скорость хода поршня, Ь„ — величина хода поршня, n — количество ходов поршня в единицу времени, К - коэффициент пропорциональности.

При возвратно-поступательном перемещении поршня 5 изменяется магнитный зазор между поршнем 5 и керном генератора 1, в связи с чем изменяется магнитный поток в керне, а во вторичной обмотке 14 генератора 1 возникает переменное напряжение, величина которого прогорциональна скорости изменения магнитного потока, т.е. часовому расходу топлива.

1О

2О

Ug =

Это напряжение после выпрямления мостовым выпрямителем на диодах 1518 и сглаживания пульсаций конденсатором 19 через подстроечный делитель на резисторе 20 подается на один вывод измерительного прибора 21.

Датчик числа оборотов двигателя

1 работает следующим образом.

Реле-регулятор 26, входящее в состав генераторной установки, обеспечивает с определенной точностью уста40 новленное посезонное (регулировкой реле-регулятора 26) постоянство напряжения на выходе выпрямителя 23.

Величина же выходного напряжения генератора 22 изменяется в основном, в

4 зависимости бт нагрузки (зарядки аккумуляторов батареи 24 и питания потребителей 25) в связи с переменной

- величиной падения напряжения на выпрямителе 23. Кроме этого, на колебания выходного напряжения генератора 22 влияют число оборотов двигателя 4, ограниченный диапазон регулировки реле-регулятора 26, а также наличие в реле-регуляторе 26 посе зонной регулировки. Частота выходного напряжения генератора 22 пропорциональна числу оборотов двигателя

4. После параллельного двухстороннего ограничителя 27 s связи с тем,что уровень ограничения выбран ниже самого низкого напряжения генератора

22 возможного при работе, напряжение имеет постоянную амплитуду, а по форме близко к прямоугольнику. Выпрямленное частотным детектором 30, 65 напряжение пропорционально числу

781625 оборотов двигателя 4 и после сглаживания пульсаций конденсатором 34 через подстроечный делитель 35 подается на второй вывод измерительно го прибора 21. В связи с тем, что одна пара одноименных полюсов выхода датчика часового расхода топлива и выхода датчика числа оборотов двигателя соединена между собой, а вторая включена на измерительный прибор 21, показания измерительного прибора 21 соответствуют разности выходных напряжений укаэанных выше датчиков.

Подстроечные резисторы 20 и 35 устанавливаются так, чтобы выходные, напряжения датчиков часового расхода топлива и числа оборотов двигателя находятся в соотношении, обеспечивающем постоянство напряжения на измерительном приборе 21 при максимальной степени загрузки двигателя по мощности независимо от его скоростного .режима.

На Фиг. 2 построены кривые напряжения Ооо н. на измерительном приборе 21 при этих характеристиках и при обеспечении указанного выше соотношения выходных напряжений датчика часового расхода топлива и датчика числа оборотов двигателя. Как следует из графика непрямолинейность кривых напряжения Upa „, а также их несовпадение на холостом ходу двигателя незначительны, в связи с чем это напряжение может с достаточной в практике рядовой эксплуатации точностью характеризовать степень за" грузки двигателя в процентах от максимальной мощности, которая получается при любом скоростном режиме работы. Справа от графика О „ приведена шкала индикатора степени загрузки двигателя.

В связи с тем, что измерение загрузки двигателя производится косвенным методом, был произведен анализ вызванных этим погрешностей, результаты которого представлены на фиг 3 при характеристиках двигате ля, представленных на фиг. 2 относительно шкалы, приведенной справа от графика напряжения Upa .. Как видно иэ графика на фиг. 3 максимально воэ можные отклонения показаний индикатора при некоторых режимах работы не превышают "в отдельных точках «+ 8%, причем при 100% загрузке двигателя отклонения равны"нулю, и при 40% за © груэке составляют 0,4% — 2,5%..

Аналогичным образом производится анализ точности измерения загрузки предлагаемым индикатором при работе с карбюраторным двигателем.

Использование предлагаемого опо co6a и устройства для его реализации позволит значительно повысить точность измерения .степени загрузки двигателей внутреннего сгорания.

Формула изобретения

1. Способ контроля степени загруз- ки двигателя внутреннего сгорания, yg основанный на измерении числа оборотов двигателя и параметров, характеризующих расход топлйва, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью повьыения точности измерения, замеряют расход топлива в единицу времени и по разности сигналов, соответствунйцих расходу топлива и числу оборотов судят о степени загрузки двигателя.

2. Устройство для контроля степени загрузки, содержащее датчик числа оборотов двигателя и цепь сравнения, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности изме- рения, в нем усТановлен датчик расЩ хода топлива в единицу времени, под ключенный к цели сравнения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе щ 1. Авторское св щетельство СССР

Р 318839, кл. 6 01 L 3/24, 1971.

Составитель В. Абрамовская

Редактор Т. Киселева Техред И.Табакович, Корректор Е. Папп

Заказ 8116/44 Тираж 1019 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, %-35, Рауаская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4