Функциональный преобразователь хода поршня

(51) И. Кл."- Ь 01 1, 23/3 исоединением заявкиосударственныи квинтеСовета Министров СССРво делаи изооретенийи отнрытнй 23) Приоритет43) Опубликовано 05.10.45) Дата опубликования 6.Боллетень ЛЪ 37 описания 15.02. 77 8(088 2) Авто Овчинников, В, В, Овсянников, В, А. Устинов и В, В, Цагин обретении Калининградский технический инститыбной промышленности и хозяйства 71) Заявител 4) Ф ОНАЛЬНЫИ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ХОДА ПОРШНЯ.ттрн)-функция ня от верхней поворота коле тывая, что под близко к един пользуют боле,ОЧ) Б 51 т Теоретическая погрешность упрощения вопределении Рв большинстве случаев непревышает 0,1 + 0,5%. Однако для снижения общей погрешности аппаратурного определения Р следует использовать преобразователи, выходной сигнал когорых позволяет моделировать функцию О(й по болееточной формуле (3),Известно устройство, выходной сигналкоторого моделирует функцию сС ( Ч) в упрощенном виде по формуле (4) 11,Это устройство, представляющее собойпеременный конденсатор, ротор которого жестко связан с коленчатым валом двигателя,требует сложной технологии производства иприменения при эксплуатации специальнойвторичной аппаратуры,бьем цил о 5 - и в нно реобранР 1%) виде н- "1(1 т- радиус кривоши к ие ради где т - отнне шатуна; Изобретение относится к методам контроля режимов работы поршневых машин,преимущественно двигателей внутреннего:горания, и может найти применение в системах и устройствах автоматического контроля, регистрации и регулирования их параметров,При исследовании работы двигателей внутреннего сгорания возникает необходимостьопределения среднего индикаторного давления, Для этого используют следующее уравнение: Я 51 т 1 2 Р,612 ст 5=3 внл ча2 л связывающая смещение поршметровой точки с углом чатого вала двигателя, Учпкоренное выражение очень це, чаще всего для гО (р) псе простую формулуИзвестен также преобразователь хода поршня 2, который состоит из корпуса, панели с ламелями, щетки, делителя напряжения и блока питания. Движение поршня в нем преобразуется в импульсы напряжения, различные по длительности и амплитуде в зависимости от угла поворота коленчатого вала. Однако наличие пар ламель-щетка значительно снижает его долговечность и надежность; отсутствие устройств, обеспечивающих получение аналогового сигнала, сии- жает точность преобразователя и не позволяет применять его в системах аналогового перемножения; наличие устройства дискреч ной установки величины коэффициента Я сужает диапазон применения. б Ф 15 29 Цель изобретения - повышение точности и надежности преобразователя и расширение области его применения. Это достигается тем, что в нем коммутатор выполнен в виде последовательно соединенных магнитоуправляемых ключей, расположенных равномерно по окружности статора, и взаимодействующих с ними электромагнитов, закрепленных на роторе под углом установки кривошипов кривошипно- шатунных механизмов двигателя, а делитель напряжения выполнен в виде параллельно включенных потенциометров, подвижные контакты которых через диоды и сглаживающий фильтр соединены с выходом преобразователя, при этом магнитоуправляемые ключи, число которых соответствует числу потенциометров, подключены к блоку питания через делитель, напряжения, а обмотки электромагнитов - через переключатель. Такое выполнение преобразователя хода чоршня позволяет моделировать функцию,О (Ч) по формуле (3).Величина М устанавливается в делителе напряжения потенциометрами, включенными в цепь соответствующих магнитоуправляемых ключей, Сдвиг выходного напряжения по фазе при исследовании различных цилиндров двигателя осуществляется соответствующим переключением электромагнитов, расположенных в роторе под углом заклинки кривошипов, Включенный на выходе преобразователя сглаживающий фильтр выраэнивает ступенчатое напряжение.На чертеже представлена принципиальная блок-схема преобразователя хода порш ня.Преобразователь содержит коммутатор со статором 1 с укрепленными в нем равномерно по окружности магнитоуправляемыми ключами 2 и ротором 3, жестко связанным с коленчатым валом двигателя и посредством кривошипно-шатунного механизма 4 с поршнем 5, электромагниты 6, расположенные в роторе 3 строго под углом зеклинки кривошипов, блок питания 7, делитель напряжения 8, состоящий из потенциометров 9 и диодов 10, переключатель 11и сглаживающий фильтр 12,Каждый потенциометр 9 может подключаться к источнику питания 7 с помощьюключей 2, например герконов. Количествопотенциометров 9, а значит и герконов,определяется требуемой точностью воспроизведения функции Ой) согласно формуле(3), Например, при 60 потенциометрах и60 герконах, последние должны располагаться в статоре 1 через 6 , а функцияСИ)будет представлена 60 дискретнымизначениями, Согласно этим значениям выставляются скользящие контакты потенциомеров 9. Чтобы предотвратить шунтирование потенциометров 9 друг другом используются диоды 10.При исследовании различных цилиндровформа выходного напряжения остается постоянной, а его фаза сдвигается на уголзаклинки кривошипов. Это достигается установкой в роторе 3 электромагнитов 6 подуглом заклинки кривошипов, На чертеже уоловно показаны четыре электромагнита 6под Углом 90 о. При таком варианте возможно исследовать двигатели, цилиндры которых работают через 90 (180), Питаниена электромагниты 6 подается с блока питания 7 через переключатель 11, которым можно замыкать цепь питания того или иного электромагнита 6 в зависимости от исследуемого цилиндра, При этом электр магнит 6, находящийся под током, воздействует на ключ 2, который под дей .вием электромагнитной силы замыкается, и соответствующий потенциометр оказывается подключенным к источнику 7.Преобразователь работает следующим образом,При работе двигателя синхронно с коленчатым валом вращается ротор 3, В период исследования какого-либо цилиндра переключателем 11 включается соответствующий электромагнит 6, который заставляет последог.ательно срабатывать ключи 2. В свою очередь ключи 2 замыкают цепь потенциометров 9, скользящий контакт которых настроен на свое конкретное значение в соответствии заранее протабулированной функцией (3), Таким образом, потенциоме трами 9 можно установить требуемый закон выходного напряжения и регулировать величину Л путем перестройки скользящих контактов потенциометров 9.Диоды 10 предотвращают шунтирование потенциометров друг другом, При полном обороте ротора 3 на выходе преобразователя напряжение с блока питания 7 ослаб ляется потенциометрами 9 согласно форму 531050ле 3)фильтр 12 позволяет избавитьсяот ступенчатого выходного напряжения иполучать на выходе сигнал аналоговой формы в точном соответствии с заданным законом 0 М) . При последующем вращениицикл снова повторяется. Переключателем 11можно включать тот или иной электромагнит 6, при этом выходное напряжение сдввгается по фазе, отображая движение поршня 5 соответствующего цилиндра, Наличиемагнитоуправпяемых ключей 2 значительноувеличивает долговечность и надежностьпреобразователя. Наличие в делителе напряжения 8 потенциометров 9 устанавливает требуемую величину Д простымспособом вращением ручки потенциометра 9), что значительно упрощает обслуживание преобразователя и создает возможность установки его на любые типыдвигателей. Формула изобретенияФункциональный преобразователь хода поршня, содержащий коммутатор со статоро ром и ротором связанным с коленчатымЭвалом двигателя, и делитель напряжения,подключенный к блоку питания, о т л и -ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности и надежности преобразователя и расширения области его применения, в нем коммутатор выполнен в видепоследовательно соединенных магнитоуправляемых ключей, расположенных равномернапо окружности статора, и взаимодействуклщих с ними электромагнитов, закрепленныхна роторе под углом установки кривошиповкривошипншатунных механизмов двигателя, а делитель напряжения выполнен в видепараллельно включенных потенциометров,подвижные контакты которых через диодыи сглаживающий фильтр соединены с выходом преобразователя, при этом магнитсуправляемые ключи, число которых соответствует числу потенциометров, подключенык блоку питания через делитель напряжения, а обмотки электромагнитов - черезф переключатель,Источники информации, принятые во внимание при экспертизе;1. Проспект фирмы "Эцио Топьдцсегтпооа 1,2 еХтпаг% ЭЬо,1969, стр,15-17,2. Авторское свидетельство СССРМ 340923, кл. Ь 01 Ъ 23/08, 1970.Составитель О, ПолевРедактор О, Фкляллоаа Текреа м, леакокая Корректорд, лтелькяяеккоЗаказ 8407/148 Ткратк 1029 ПодписноеЬНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская набд. 4/5ч илиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул, Проектная, 4