Устройство для регистрации кривой тепловыделения в цилиндре двигателя внутреннего сгорания

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК А 18 9) 5 6 0 Б ЕНИЯ СВИДЕТЕЛЬСТ АВТОР ИСТРАЦИИ В ЦИЛИНГО СГОРАРЕГ НИЯ ЕНН боты, налад- С, позволяет сть видимо- ДВС, Сущвключает в иком давлеилитель 3 к ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕВЕДОМСТВО СССРГОСПАТЕНТ СССР) ИСАНИЕ И(71) Ростовский институт инженеров желенодорожного транспорта(56) Авторское свидетельство СССРМ 1012068, кл. 6 01 М 15/00, 1978.Авторское свидетельство СССРМ 1508123, кл, 6 01 М 15/00, 1988,Авторское свидетельство СССРМ 1420430, кл, 6 01 М 15/00, 1986,(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КРИВОЙ ТЕПЛОВЫДЕЛЕ ДРЕ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТР НИЯ(57) Использование: контроль ра ка и диагностика поршневых ДВ регистрировать продолжительн го сгорания топлива в цилиндре ность изобретения: устройство себя цилиндр двигателя 1 с датч . ния 2, подключенным через ус первому входу первого блока 4 торможения, а через дифференцирующий блок 5 - к первому входу второго блока 6, Ко вторым входам блоков 4 и 6 подключены выходы магнитных барабанов 7 и 9 через переменные резисторы 8 и 10. Выходы блоков 4 и 5 через резисторы 11 и 12 подключены к регистрирующему прибору 13. Детектор минимальных значений относительной скорости тепловыделения 14 связан с ВЯ-триггером 16 и с первым блоком памяти 15. РЯ-триггер 16 связан с датчиком закрытия впускного клапана 18 и вторым блоком памяти 22. Первый блок памяти 15 соединен с третьим блоком памяти 21 и с счетчиком угловых отметок вала 20, который связан с отметчи- о ком угла поворота вала и с датчиком (НМТ ) 17. Счетчик угловых отметок вала 20 связан со вторым блоком памяти 22, а.датчик открытия выпускного клапана 19 - с третьим блоком памяти 21. Выходы второго 22 и третьего 21 блоков памяти связаны с сумматором 23, который подключен к входу регистратора значений продолжительности сгорания 24. 2 ил,Изобретение относится к испытаниям двигателей внутреннего сгорания (ДВС), в частности к устройствам для оценки технического состояния двигателей,и может быть использовано для диагностики и испытаний ДВ С.Целью изобретения является устранеие недостатка.На фиг, 1 представлена схема заявляемого устройства; на фиг. 2-теоретическое обоснование работы устройства,Устройство содержит цилиндр двигателя 1 с датчиком давления 2, подключенным через усилитель 3 к первому входу первого блока 4 перемножения, а через.дифференцирующий блок 5 - к первому входу второго блока б, Ко вторым входам блоков 4 и 6 подключены выходы магнитных барабанов 7 и 9 через переменные резисторы 8 и 10. Выходы блоков 4 и 5 через резисторы 11 и 12 подключены к регистрирующему прибору 13. Детектор минимальных значений относительной скорости тепловыделения 14 связан с ВЯ-триггером 16 и с первым блоком питания 15, ВЯ-триггер 16 связан с датчиком закрытия впускного клапана 18 и вторым блоком памяти 22. Первый блок памяти 15 соединен с третьим блоком памяти 21 и со счетчиком уловых отметок вала 20, который связан с отметчиком угла поворота вала и с датчиком (Н МТ) 17. Счетчик угловых отметок вала 20 связан со вторым блоком памяти 22, а датчик открытия выпускного клапана 19 с третьим блоком памяти 21, Выходы второго 22 и третьего 21 блоков памяти связаны с сумматором 23, который подключен к входу регистратора значений продолжительности сгорания 24.Теоретическое обоснование заявляемого решения раскрывается на фиг, 2, где приведены результаты исследований процесса тепловыделения в цилиндре ДВС. Как показывают расчеты, в точке А 5, соответствующей моменту окончания тепловыделения (конца сгорания), на кривой дх/б р образуется перелом и происходит нарушение плавности зависимости (точка а 5), как и в точке а 1 (соответствующей началу сгорания). Кроме этого между точками А 1 и А 5 имеется ряд точек А 2,АЗ,А, характеризующих волнообразные участки кривой тепловыделения, обусловленные появлением в цилиндре волн давления газа, частота которых зависит от геометрических размеров цилиндра, скоростей поршня и частиц газа. Таким образом, кривая бх/д р пересекает ось абсцисс, уходя в зону отрицательных значений. образует минимумы (а 2, аз, а 4), количество которых равно числу волн давления на индикаторной диаграмме, Следовательно, если ориентироваться на определение начала и конца выделения теплоты по минимумам кривой интенсивности тепловы деления, тогда необходимо выделить первый из них а 1 и последний а 5, игнорируя минимумы а 2, аз, а 4, что позволяет провести автоматическое измерение продолжительности сгорания Л рг."0 При этом на фиг. 2 используются следующие обозначения:Ох - теплота. выделившаяся в цилиндре;Он - располагаемая теплота, которая 15 может быть получена при сжигании топлива;Од - теплота, поглощенная стенками,относительная доля выделившейся теплоты;худ = Ою/Он - то же, для теплоты, поглощенной стенками;х = х - хну - то же, для теплоты, идущейна изменение работы и внутренней энергии рабочего тепла в цилиндре;Ох/д р - относительная скорость выделения теплоты в цилиндре;бх/д р - относительная скорость видимого (индикаторного) тепловыделения;дхщ/б р - относительная скорость теплоотдачи от газов к стенкам цилиндра;Ь р г - продолжительность видимогосгорания топлива, в град;Устройство работает следующим образом.Импульс от датчика закрытия впускногоклапана 18 устанавливает ЯЯ-триггер 16 в состояние "1", и происходит последовательная запись информации о угле поворота вала вторым блоком памяти 22.Как следует из фиг. 2, в точке а 1, соот ветствующей первому минимуму бх/б рпроисходит обратное переключение ЯЯ- триггера 16 из состояния "1" в состояние "0", В этот момент, по заднему фронту импульса (на выходе триггера) запись информации за канчивается, таким образом второй блок памяти окончательно запоминает положение вала, соответствующее первому минимуму кривой бх/б р . В свою очередь первым блоком памяти 15 осуществляется последовательная запись информации о положении вала при минимумах 4 х/б р (а 1, а 2, аз, а 4, а 5), Наконец третий блок памяти 21 окончательно запоминает последний минимум а 5 по импульсу с датчика открытия выпускного клапана 19. Необходимо отметить, что счетчик угловых отметок вала 20 пропускает информацию о положении вала, начиная с нуля от НМТ (датчик положения НМТ 17), 1815607Информация по положениях вала ДВСпри первом а 1) и последнем (аб) минимумаххранится во втором 22 и третьем 21 блокахпамяти в двоичном коде. Затем она поступает на вход сумматора 23, который осуществляет вычитание из большего числа,соответствующего положениювала при а,меньшего (при а 1) . Регистратор 24, осуществляя преобразование из двоичного кода вдесятичный, индицирует величину Ь р г, 10соответствующую продолжительности видимого сгорания топлива в цилиндре ДВС,Использование устройства позволяетожидать технико-экономический эффект,заключающийся в ускорении процессов доводки новых образцов двигателей на заводах, в совершенствовании процессовналадки эксплуатируемых ДВС, так как ис- "пользование устройства по сравнению спрототипом позволяет определять важные 20фазовые характеристики процесса тепловыделения, а следовательно, и проводить более достоверный контроль состояния иэкономичности. Конкретный зкономический эффект подлежит дальнейшему уточнению,Формула изобретенияУстройство для регистрации кривой тепловыделения в цилиндре двигателя внут реннего сгорания, содержащее датчик давления, установленный в цилиндре и подключенный через усилитель к первому входу первого блока перемножения, а через дифференцирующий блок - к первому входу 35 второго блока перемножения, к вторым входам блоков перемножения через переменные резисторы подключены выходы первого и второго магнитных барабанов. а выходы блоков перемножения через резисторы подключены к регистрирующему прибору, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, оно снабжено детектором минимальных значений относительной скорости тепловыделения, счетчиком угловых отметок вала, датчиками нижней мертвой точки, открытия выпускного клапана и закрытия впускного клапана, ВЯ-триггером, тремя блоками памяти, сумматором и регистратором значений продолжительности сгорания, причем выход детектора минимальных значений связан с одним входом КЗ-триггера и с входом записи первого блока памяти. другой вход КЯ- триггера связан с датчиком закрытия впускного клапана, а его выход - с входом записи второго блока памяти, выход первого блока памяти соединен с информационным входом третьего блока памяти, информационные входы первого и второго блоков памяти соединены между собой и с выходом счетчика отметок вала, один вход которого связан с одним из магнитных барабанов, а другой - с датчиком нижней мертвой точки, причем датчик открытия выпускного клапана соединен с входом записи третьего блока памяти, выходы второго и третьего блоков памяти связаны с входами сумматора, выход которого подключен к входу регистратора значений продолжительности видимого сгорания,1815607 ра 3 пмЕ Заказ 1634 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4(5 ственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул,Гагарина, 10 Про Составитель Ю,Ма гнактор Н.Соколова Техред М.Моргентал ий Корректор П.Гереши