Измеритель среднего индикаторного давления в цилиндрах поршневых двигателей и компрессоров

(11) 77752 3 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву 678365 (22) Заявлено 02.10.78 (21) 2669273/18-10 Союз Советских Сациалистических Республик(51) М. Кл,6 011. 23/08 ем заявкиисоедин Государственный кемите СССР(43) Опубликовано 07,11,80. Бюллетень41 (45) Дата опубликования описания 07.11.80 531.787 (088.8) по делам изобрете и открыти(71) Заявитель Д. Карминский, Ю, А. Магнитский и Новский-на-Дону институт инженеров жетранспорта Н, Чешковнодорожного(54) ИЗМЕРИТЕЛЪ СРЕДНЕГО ИНДИКАТОРНОГО ВЛЕНИЯ В ЦИЛИНДРАХ ПОРШНЕВЫХ ДВИГАТЕЛЕ И КОМПРЕССОРОВИзобретение относится к области контрольно-измерительной техники, а именно к устройствам для измерения среднего индикаторного давления в цилиндрах поршневых машин.По основному авт, св.68365 известно устройство для измерения среднего индикаторного давления в цилиндрах поршневых двигателей и компрессоров, содержащее датчик давления, соединенный через усилитель с первым входом перемножаю- щего и интегрирующего устройства, лампу- осветитель, конденсоры, формирователь угла поворота коленчатого вала, выполненный в виде диска с прорезями и фотодиода, подключенного к второму входу перемножающего и интегрирующего устройства 11.Известное устройство позволяет измерить среднее индикаторное давление в цилиндре, 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 обеспечивает.Целью изобретения является обеспечение возможности измерения количества тепла, выделяющегося в цилиндре в такте сжатия,Поставленная цель достигается тем, чтов измеритель среднего индикаторного давления в цилиндрах поршневых двигателей и компрессоров введены два фотодиода, 5 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 кото рых подключены к выходу усилителя ифотодиодам, два импульсных вольтметра и операционный усилитель, причем входы импульсных вольтметров подключены к выходам электронных клЮчей, а выходы че рез потенциометры подключены к инвертирующему и неинвертирующему входам суммирующего усилителя, выход которого подключен к регистрирующему прибору, при этом выход перемножающего и интегриру ющего устройства через потенциометр подключен к неинвертирующему входу усилителя.На чертеже изображен предлагаемый измеритель.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, ламгде А=а=С - У3 55 60 65 пу-осветитель 5; конденсор 6, формирователь-преобразователь положения поршня,выполненный в виде диска 7 с прорезью 8и 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. Выходусилителя 3 соединен также с двумя электронными ключами 13 и 14, которыми управляют фотодиоды 15 и 16, освещаемыечерез прорези 17 и 18.Выход ключа 13 соединен с импульснымвольтметром 19, который через потенциометр 20 подключен к суммирующему усилителю 11. Выход электронного ключа 14соединен с импульсным вольтметром 21,который через потенциометр 22 подключенк усилителю 11.Такое конструктивное выполнение устройства позволяет производить измерениеэффективного количества тепла, выделяющегося при сжатии газа в цилиндре.Измеритель работает следующим образом.Согласно уравнению первого закона тер., модинамики количество тепла в процессенаходится по уравнениюЯ = ЬУ+Е,где ЬУ - изменение внутренней энергии;1. - рабога,Изменение внутренней энергии можетбыть определено по формулеЬУ=М С - У(T, - ,Т,)+Г,Х Х(Р, - Р,=А(Р, - аР,),С - Р - массовая изомерная теплоемкость;Р - газовая постоянная;Т - температура;Р в давлен;- объем.Работа газа в цилиндре может быть выражена через среднее индикаторное давление= Р, (1, - ,) = Р,.В,где Р; - среднее индикаторное давление, В= У - 1, - разность объемов. Тогда тепло в процессе может быть определено по формуле Я=А(Р, - аР,)+Р, В,Применительно к двигателю внутреннего сгорания или компрессору среднее индикаторное давление берется на выбранном участке при изменении объема от величины 11 до Р 2Датчик давления 2 подает на вход усилителя 3 сигнал, пропорциональный давле 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 нию газа в цилиндре двигателя, который поступает на прибор 4.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 ВМТ, 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.В конце такта сжатия через узкую прорезь 17 освещается фотодиод 15 и кратковременно открывается ключ 13. Импульсный вольтметр 19 запоминает электрический сигнал, пропорциональный давлению Р 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 Ц=А(Р, - а,Р,)+Р; В, т. е. количеству тепла, выделившемуся при сжатии газа в цилиндре поршневой машины.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. Формула изобретенияИзмеритель среднего индикаторного давления в цилиндрах поршневых двигателей и компрессоров по авт. св.678365, отличающийся тем, что, с целью обеспечения возможности измерения количества тепла, выделяющегося в цилиндре в такте сжатия, в него введены два дополнительных фотодиода, расположенные напротив двух дополнительных прорезей, выполненных в затеняющем диске на различных раоставит Корректор А. Галахо Филиппо Редактор хр аказ 2725/7 Изд.533 Тираж 1033 Подписно1 ПО Поиск Государственного комитета СССР по делам изобретений и открыти113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Типография, пр. Сапунов диусах в местах, соответствующих началу и концу такта сжатия, два электронных ключа, управляющие входы которых подключены к выходу усилителя и дополнительным фотодиодам, два импульсных вольтметра и суммирующий усилитель, причем входы импульсных вольтметров подключены к выходам электронных ключей, а выходы - к инвертирующему и неинвертирующему входам суммирующего усилителя, выход которого подключен к дополнительному регистрирующему прибору, при этом выход перемножающего и интегрирующего устройства подключен к неинверти рующему входу суммирующего усилителя,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР10678365, кл. Ст 011. 23/08, 1977,