Устройство для измерения среднего индикаторного давления в цилиндрах поршневых машин

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ(54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СРЕДНЕГО ИНДИКАТОРНОГО ДАВЛЕНИЯ В ЦИЛИНДРАХ ПОРШНЕВЫХ МАШИН по авт,св. 757891,о т л и ч а ю щ е ес я тем, Что, с целью повышения точности измерения и расширения фнкциональных возможностей путем обеспечения .возможности измерения среднего индикаторного давления разделено по рабочим циклам и насосным ходам в нескольких цилиндрах двигателя, в него введены дополнительные преобразователи давления по числу цилиндров, переключатель каналов, сдвоенный переключатель режима работы, пороговый усилитель, второе интегрирующее звено, переключатель измерений, электронный коммутатор, при чем неподвижные контакты переключаЯО 11 8624 .А теля каналов подсоединены к выходампреобразователей давления, а под- "вижный контакт - к подвижному контакту первого направления переключателя режима работы, первый неподвижный контакт этого переключателяподсоединен к входу усилителя сигналов преобразователей давления, второй - к пороговому усилителю, выходкоторого подсоединен к второму неподвижному контакту второго направления переключателя режима работы,первый контакт которого соединенс выходом усилителя сигналов преобразователей давления, а неподвижный -с первым входом вычислительного блока, при этом выход масштаба усилителя через два последовательно включенных замыкающих контакты реле блока управления и электронный коммутатор подключен параллельно к входамдвух интегрирующих звеньев, выходыкоторых подсоединены к неподвижнымконтактам переключателя измерений,подвижный контакт которого соединенс регистрирующим устройством, приэтом управляющий вход электронногокоммутатора соединен с выходом формирователя импульсов, 1138674Изобретение относится к измерительной технике, а именно к устройствам для определения величины среднего индикаторного давления в цилин-. драх поршневых машин.5По основному авт. св. 1 Р 757891 известно устройство для измерения среднего индикаторного давления в цилиндрах поршневых машинр содержащее вычислительный блок, один вход которого подключен к преобразователю угла поворота коленчатого вала. а другой через усилитель подсоединен к преобразователю давления в цилиндре, интегрирующее звено, выход кото рого соединен с регистрирующим устройством, масштабный усилитель и блок управления, состоящий из формирователя импульсов, элемента И, счетчика импульсов, индикатора окончания измерения, триггеров останова и управления с раздельными входами, счетного триггера, реле останова, реле управления, переключателя и шины "Сброс", причем вход масштабного усилителя подключен к выходу вычислительного блока, а выход масштабного усилителя через два последовательно включенных замыкающих контакта реле управления и реле ос 30 танова подсоединен к входу интегрирующего звена, выход которого соединен с входом через размыкающие контакты реле управления, при этом преобразователь угла поворота коленчатого вала выполнен в виде последовательно соединенных синусо-косинусного вращающегося трансформатора и демодулятора, а его выход через размыкающие контакты переключателя подсоединен к .входу формирователя40 импульсов, выход которого соединен с одним входом элемента И, а выход элемента И подключен к входу счетчика импульсов, установочный вход которого соединен с установочным еди ничным входом счетного триггера, с единичными входами триггеров оста- нова и управления и через замыкающие контакты переключателя с шиной "Сброс", причем выход счетчика импульсов подключен к нулевому входу триггера останова, нулевой выход которого подсоединен к индикатору окончания измерений, а единичный выход - к реле останова и к другому входу 55 элемента И, при этом нулевой выход триггера управдения соединен с третьим входом элемента И и с реле управления, а нулевой вход подключенк импульсному выходу счетного триггера, счетный вход которого соединенс выходом формирователя имлулвсов Ц.Недостатком известного устройства является то, что оно предназначено для индицирования в одном режиме работы только одного из цилиндров и измерение величины среднегоиндикаторного давления производит 1 ся без разделения рабочих циклови насосных ходов двигателя, Крометого, точность измерения среднего индикаторного давления с помощью этого устройства зависит от точностиустановки верхней мертвой точкипоршня в цилиндре двигателя, котораяосуществляется с помощью других,более грубых методов.Цель изобретения - повышение точности измерения среднего индикаторного давления в цилиндрах поршневыхмашин и расширение функциональныхвозможностей устройства путем обеспечения возможности измерения среднего индикаторного давления раздельно по рабочим циклам и насосным ходам в нескольких цилиндрах двигателя,гПоставленная цель достигается тем, что в устройство для измерения среднего индикаторного давления в цилиндрах поршневых машин введены дополнительные преобразователи давления по числу цилиндров, переключатель каналов, сдвоенный переключатель режима работы, пороговый усилитель, второе интегрирующее звено, переключатель измерений, электронный коммутатор, причем неподвижные контакты переключателя каналов подсоединены к выходам преобразователей давления, а подвижный контакт - к подвижному контакту первого направления переключателя режима работы, первый неподвижный контакт этого переключателя подсоединен к входу усилителя сигналов преобразователей давления, а второй - к пороговому усилителя, выход которого подсоединен к второму неподвижному контакту второго направления переключателя режима работы, первый контакт которого соединен с выходом усилителя сигналов преобразователей давления, а неподвижный - с первым входом вычислительного блока, при этом выход масштабного усилителя через1138 л)р 2О, . ( соз с 1+ 1.соф+М Ф 4 С ) где 7 - действующий объем цилийдрМ. двигателя,- диаметр цилиндра двигателя,5 1 - радиус крнвошипа,М - угол поворота коленчатоговала;3 - длина шатуна- угол отклонения оси шатуна20 от оси цилиндра;С - объем камеры сжатия,и производит вычисления функцииф МЛ,-Р - )25 где Р - действующее давление вцилиндре двигателя два последовательно включенных замыкающих контакта реле блока управления и электронный коммутатор подключен параллельно к входам двух интегрирующих звеньев, выходы которых подсоединены к неподвижным контактам переключателя измерений, подвижный контакт которого соединен с регистрирующим устройством, при этом управляющий вход электронного коммутатора соединен с выходом формирователя импульсов.На чертеже представлена функциональная схема устройства.Устройство содержит преобразователидавления в цилиндрах двигателей (каналах) в электрический сигнал, усилитель 2, преобразователь 3 .угла поворота коленчатого вала, вь- полненный в виде последовательно соединенных синусо-косинусного вращающегося трансформатора 4 и демодулятора 5, вычислительный блок 6, масштабный усилитель 7, два интегрирующих звена 8, регистрирующее устройство 9, блок управления, включающий в себя формирователь О импульсов, элемент И 1, счетчик 12 . импульсов, триггер 13 останова с раздельными входами, индикатор 14 окончания измерения, реле 15 оста- нова с замыкающими контактами 6, реле 17 управления с замыкающими 18 и размыкающими 19 контактами, триг-. гер 20 управления с раздельными входами, счетный триггер 21, переклю чатель 22, шину "Сброс" 23, переключатель 24 информации с цилиндров (каналов), двунаправленный переключатель 25 А, 25 Б режима работы и пороговый усилитель 26, предназначен ные для обеспечения режима установки верхней мертвой точки поршня, электронный коммутатор 27, выполненный по ключевой схеме и предназначенный для подключения того или 45 другого интегрирующего звена в соответствии с тактом работы двигателя, переключатель 28 измерений.Устройство работает следующим образом. ОВ положении ) переключателя 25 А, 25 Б режима работы на один нз входов вычислительного блока 6 поступает электрический сигнал, пропорциональный давлению в том цилиндре 55 двигателя,к преобразователю давлениякоторого переключателем 24 каналовподключен усилитель 2, а на другой 674 4,вход вычислительного блока 6 посту пает электрический сигнал, пропор" циональный углу поворота коленчато 1 го вала двигателя,Вычислительный блок 6 вычисляет нелинейную зависимость между объе" мом цилиндра двигателя и углом поворота коленчатого вала С ц".лью повышения точности изме" рения среднего индикаторного давле" ния оно усредняет за П тактов работу двигателя, для чего выход вычис. лительного блока 6 подключен к мас" штабному усилителю 7 с коэффициентом передачи /п.Выходной сигнал интегрирующих звеньев 8 равен среднему индикаторному давлению за й тактов работы двигателяРРИгде 1 - рабочий объем цилиндра.Сигнал, соответствующий значению Р;, подается через переключатель измерений 28 на регистрирующее устройство 9.Для синхронного. начала работы интегрирующих звеньев и начала подсчетта тактов работы двигателя, для прекращения поступления электрического сигнала на вход интегрирующего звена через и тактов работы двигателя, для разделения рабочих циклов и насосных ходов устройство снабжено блоком управления,Блокуправления работает следующим образом.Перед началом измерений, установив переключатель 22 в положение "Сброс", оператор подает сигнал35 Поступая ца управляющий вход ком мутатора 27, сигналы формирователя 10 импульсов, соответствующие рабочим циклам и насосным ходам, подключают вход коммутатора 27 то к одному, то к другому интегрирующему 55 звену 8. Таким образом ца одном из интегрирующих звеньев 8 в процессе измерений накапливается информация,с шины "Сброс" 23 на соответствующиевходы триггеров 13, 20, 21 и разряды счетчика 12, приводя их в исход-ное состояние. После этого с триггера 13 останова поступает сигнална Реле 15 останова и оно срабатывает, замыкая замыкающие контакты 16 и тем самым подготавливаяпоступление электрического сигналана входы интегрирующих звеньев 8. ООновременнно сигнал с триггера 1,3поступает на вход элемента И 11,подготавливая его к прохождениюимпульсов с формирователя 10.Интегрирующие звенья 8 в это время находятся в заблокированном состоянии, так как обратная связь накоротко замкнута контактами 19, вследствие чего сигнал поступающийна регистрирующее устройство 9, равен нулю. При подаче сигнала "Сброс"устройство находится в исходном состоянии,Начиная измерение Р , оператор1устанавливает переключатель 22 в положение "Пуск" и сигналы преобразователя угла поворота коленчатого вала3, преобразованные формирователем1 О в импульсы, соответствующие повороту коленчатого вала от 0 до 180Опоступают на вход схемы И 11, насчетный вход триггера 21 и ца управляющий вход коммутатора 27. Послеприхода очередного импульса с формирователя 10 счетный триггер 21выдает сигнал "Перенос", которыйопрокидывает триггер 20 управленияи на реле 17 управления поступаетсигнал. Реле 17 срабатывает, замыкая контакты 18 и размыкая контак 40ты 19, после чего электрический сигнал с вычислительного блока 6 черезмасштабный усилитель 7 и коммтутор27 поступает на вход разблокировацных интегрирующих звеньев 8.Одновременно сигнал с триггера 2045приходит ца элемент И 11, разрешаяпрохождение импульсов с формирователя 10 на вход счетчика 2,соответствующая рабочим циклам двигателя, а на другом - информация, соответствующая его насосным ходам. Количество разрядов счетчика 12 импульсов определяется числом тактовработы двигателя, эа которое иэмеряется Р После прихода на счетчик 12 П-го импульса, он выдает сиг-нал "Переполнение" и опрокидывает триггер 13 останова. Реле 15 останова обесточивается и контакты 6 размыкаются, прекращая дальнейшее поступление электрического сигнала на входы интегрирующих звеньев 8. Одновременно исчезает один из сигналов на входе элемента И 11, прекращая поступление импульсов на вход счетчика 12,Кроме того, срабатывает индикатор 14 окончания измерения, сигнализируя о возможности снятия показаний. Подключая регистрирующее устройство 9 через переключатель 28 измерений к выходам интегрирующих звеньев 8, оператор снимает показания, соответствующие величине среднего индикаторного давления рабочих циклов и насосных ходов двигателя.После окончания снятия показаний оператор устанавливает переключатель 22 в положение "Сброс", подавая сигнал "Сброс" на соответствующие элементы устройства и приводит его в исходное состояние.11 ри необходимости произвести точную установку верхней мертвой точки двигателя, переключатель режима работы 25 А, 25 Б ставится в положение а и сигнал, пропорциональный давлению в том цилиндре двигателя, в который прекращена подача топлива, поступает на вход порогового усилителя 26, выход которого в этом слу чае подсоединяется к входу вычислительного блока 6, Работа с устройством производится аналогично описанному выше. Изменяя положение статора синус- но-косинусцого трансформатора 4 относительно его ротора во время работы двигателя, оператор добивается нулевого значения Р рабочих циклов. В этом случае верхняя мертвая точка считается выставленнойправильно, Пороговый усилитель,26 обеспе" чивает получение ца своем выходе сигнала симметрично относительно правильно выставленной верхцей мертвой точки двигателя.7 .1138 б 74. 8Применение в устройстве порогово-. точки поршня в цилиндре работающего усилителя и электронного комму- го двигателя и измерение среднего татора в совокупности с переключа- индикаторного давления, телями режима работы и измерений поз редалагаемое устройство обеспеволяет с помощью одного и того же 5 чивает уменьшение погрешности изме- устройства производить достаточно рения среднего индикаторного давлеточную установку верхней мертвой ния примерно вдвое. Заказ 10677/3 Тираж 897 Подписное тент , г. 11город,ул.Проектная, 4