Устройство для определения положения верхней мертвой точки поршня дизеля
Похожие патенты | МПК / Метки | Текст | Заявка | Код ссылки
Номер патента: 1283584
Авторы: Борисенко, Зайончковский, Заславский, Неважский, Ремпель, Соболь
Текст
СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК12835 00 Е ИЗ ПИ ОБРЕТЕНЛЬСТВУ ТОРСНОМУ СВИ В.Н. Соболь,Е.Г. Заславский Ремпель 88,8) тельство СССР М 15/00, 1983, ухиии СЛ СУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(54) УСТРОЙ 0- ЛОЖЕНИЯ ВЕР ШНЯ ДИЗЕЛЯ(57) Изобретение относится к области диагностирования технического состояния двигателей внутреннего сгорания. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей устройства и повышение точности и произ. водительности диагностирования. Устройство содержит сдвоенный переключатель с тремя неподвижными контактами, усилитель напряжения с инвертирующим выходом, усилитель-ограничитель, схему регистрации максимума, конденсатор, три токопроводящие плас. тины, являющиеся обкладками переменСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ П ХНЕЙ МЕРТВОЙ ТОЧКИ ПОР ных конденсаторов, и четыре резистора. Устройство обеспечивает определение положения верхней мертвойточки (ВМТ) каждого поршня в дизеляхс противоположно движущимися поршнями и ВМТ, общую для обоих поршней,когда объем камеры сгорания минимален. Для диагностирования двигателя,в цилиндрах которого имеется по одному поршню, переключатель необходи-,мо установить в такое положение, прикотором его подвижные контакты соединены с той пластиной, которая ближе остальных расположена к поршню.Импульс на выходе вырабатывается приминимальном расстоянии между пластинами 3 и 4 и нижним или верхним пор нем цилиндра в случае установки пе" реключателя 1 в верхнее или среднее положение, т.е. при фактическом рас положении соответствующего поршня в ВМТ. При переводе переключателя 1 в нижнее положение на выходе устройст ва появляется импульс в момент достижения минимума расстояния между верхним и нижним поршнями, т.еког да поршни находятся в общей ВМТ. 1 илИзобретение относится к диагностированию технического состояния двигателей внутреннего сгорания, в частности дизелей, и может быть использовано для определения положения верхнеймертвой точки в поршневых двигателях,Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства и повышение точности и произво-. дительности диагностирования.На чертеже представлена блок-схема предлагаемого устройства применительно к дизелю с противоположно движущимися поршнями.Устройство содержит сдвоенный переключатель 1, второй и третий не- подвижные контакты которого соединены между собой и с первой неподвижно установленной в камере сгорания и изолированной от цилиндра 2 токо- проводящей пластиной 3, Первый и третий неподвижные контакты переключателя 1 соединены между собой и со второй неподвижно установленной в камере сгорания и изолированной от цилиндра 2 токопроводящей пластиной 4. Третья токопроводящая пластина 5 неподвижно установлена между пластинами 3 и 4, изолирована от них диэлектриком 6 и подключена к цилиндру 2. Подвижные контакты переключателя 1 соединены между собой, с вычитающим входом блока 7 вычитания и первым зажимом первого резистора 8. Выход блока 7 вычитания подключен к входу усилителя-ограничителя 9, а выход последнего соединен с вторым зажимом первого резистора 8, входом одновибратора 10 и через второй резистор 1 1 связан с вычитающим входом блока 7 вычитания и первым зажимом третьего резистора 12. Выход одновибратора 10 через четвертый резистор 13 связан с первой обкладкой конденсатора 14 и входом усилителя 15 напряжения. Вторая обкладка конденсатора 14 соединена с вторым зажимом резистора 12 и цилиндром 2 дизеля. Инверсный выход усилителя 15 напряжения подключен к входу схемы 16 регистрации максимума, выход которой объединен с выходом устройства. Токопроводящие пластины 3, 4 и 5 могут быть выполнены из металла, например стали, меди, латуни, бронзы и т.д. Б качестве диэлектрика 6 может быть использован фторопласт, слюда, керамика и др,10 15 20 гз 30 35 40 45 зо 55 Переключатель 1 может быть галетного типа на три положения или трехклавиш. ный типа П 2-К. Резисторы 8, 11, 12 и 13 могут быть любого типа, например МЛТ, УЛИ, УЛМ и др, В качестве конденсатора 14 может быть взят конденсатор типа МБМ, БМ, МБГП, КСГ и т.д. Блок 7 вычитания, усилитель-ограничитель 9, одновибратор 10, усилитель 15 напряжения и схема 16 регистрации максимума могут быть реализованы на микросхемах К 140 УД 6, К 140 УД 12, 153 УД 1, 153 УД 5, 553 УД 1 и др. или транзисторах серий КТ или ГТ.Переключатель 1 служит для переключения режима работы устройства: при установке его в верхнее (по схеме) положение устройство определяет положение ВМТ (верхней мертвой точки) нижнего поршня; при установке. в среднее положение - ВМТ верхнего поршня, при установке в нижнее положение - общую для обоих поршней ВМТ.Пластины 3 и 4 являются одними обкладками переменных конденсаторов, другими обкладками которых являются поршни. Пластина 5 служит для устранения влияния положения верхнего (нижнего) поршня на емкость конденсатора, образованного пластиной 4(3) и нижним (верхним) поршнем.Блок 7 вычитания, усилитель-ограничитель 9, первый резистор 8, второй резистор 11, третий резистор 12, связанные между собой, образуют автоколебательный мультивибратор, частота выходных импульсов которого зависит от емкости, включенной между вычитающим входом указанного блока и вторым зажимом третьего резистора 12. Одновибратор 10 предназначен для формирования из выходного сигнала мультивибратора однополярных импульсов (положительных или отрицательных в зависимости от выбранной элементной базы), нормированных длительности и амплитуды. Усилитель 15 напряжения усиливает и инвертирует подаваемый на него сигнал, благодаря чему при положительных приращениях сигнала на его входе выходное напряжение получает усиленные отрицательные приращения, а при отрицательных приращениях - усиленные положительные приращения. Четвертый резистор 13 и конденсатор 14 образуют фильтр нижних частот, который формирует постоянное (по знаку) напряжение,1283584 пропорциональное частоте выходныхимпульсов одновибратора. Схема 16регистрации максимума вырабатываетединичный импульс калиброванных амплитуды и длительности, при достижении сигналом на ее входе максимальЙ 4 - расстояние между пластиной 4 и нижним поршнем,После подстановки формулы (2) вслучае вторая токопроводящая пластина 4 через замкнутые неподвижные иподвижный контакты второй секции указанного переключателя соединена свычитающим входом блока 7 вычитанияи первым зажимом первого резистора 8.При этом между входом блока 7 вычитания и вторым зажимом третьего резистора 12 оказывается подключенным 20конденсатор, образованный пластинами4, 5 и нижним поршнем, Емкость этогоконденсатора увеличивается при уменьшении расстояния между пластиной 4 иуказанным поршнем. Поэтому при расположении нижнего поршня в ВМТ величина указанной емкости максимальна.Мультивибратор, образованный блоком7 вычитания, усилителем-ограничителем 9, первым резистором 8, вторымрезистором 11 и третьим резистором12, генерирует импульсы, частотаследования которых определяется выражением 135 2 КВ С 4 п (1+2 ККц где К - сопротивление резистора 8;С 4 - емкость конденсатора, образованного пластинами 4, 5 и нижним поршнем;Кн - сопротивление резистора 11; К, - сопротивление резистора 12.Поскольку пластины 4 и 5 имеют 45 одинаковые размеры и форму, а площадь их меньше поверхности цилиндра, образующей камеру сгорания, то емкость равна(2) где Е,Е, -абсолютная электрическаяпроницаемость диэлектрика 6;абсолютная электрическаяпроницаемость среды междупластиной 4 и порп 1 нем;расстояние между пластинами4 и 5; д 4,г ного значения.Устройство работает следующимобразом.Пусть переключатель 1 установлен 10в верхнее по схеме положение. В этом 2 КВ Б(Е с 14+ Ггс 141 п(1+2 К,/К,(3) из которого следует, что при минимальном Й 4, т.е. при расположении нижнего поршня в ВМТ, частота импульсов на выходе усилителя-ограничителя 9 минимальна, а при расположении этого поршня в нижней мертвой точке - максимальна. В соответствии с этим частота выходных импупьсов одновибратора 10 и величина постоянной составляющей на конденсаторе 14 минимальны при расположении поршня в ВМТ и максимальны - при расположении его в НМТ, На инвертирующем выходе усилителя 15 напряжения в связи с этим сигнал максимален при расположении нижнего поршня в ВМТ и минимален при расположении нижнего поршня в НМТ. При действии максимального сигнала на выходе усилителя 15 напряжения схема 16 регистрации максимума вырабатывает единичный импульс, который соответствует моменту захода нижнего поршня в ВМТ. Следовательно, при установке переключателя 1 в верх. нее (по схеме) положение устройство обеспечивает определение положения ВМТ нижнего поршня.Пусть переключатель 1 установлен в средее (по схеме) положениеПри этом первая токопроводящая пластина 3 через замкнутую первую секцию этого переключателя оказывается подключенной к вычитающему входу блока 7 вычитания и первому зажиму первого резистора 8, благодаря чему между этим зажимом и вторым зажимом третьего резистора 12 включается конденсатор, образованный пластинами 3 и 5 и верхним поршнем. Так как пластины 3 и .5 имеют одинаковые размеры и форму, а площадь их меньше поверхности верхнего цилиндра, образующей камеру сгорания, то емкость указанного конденсатора равнаС =+, (4)3, Эгде с - абсолютная электрическая3проницаемость среды между(5) пластиной 3 и верхним поршнем;Й - расстояние между пластинамиЗи 5;Й - расстояние между пластинойз3 и верхним поршнем.Благодаря изменению емкости С в зависимости от расстояния изменяется частота импульсов, генерируемых мультивибратором, образованным блоком 7 вычитания, усилителем-ограничи- телем 9, резисторами 8, 11 и 12, Для получения аналитического выражения этой частоты подставляют выражение (4) в формулу (1) 2 К 8 Е, с 1 +Я д ) 01+2 К, /К Из полученного .соотношения следует, что при расположении верхнего поршня в ВМТ, т.е, при минимальной величине Й, частота импульсов на вы ходе усилителя-ограничителя 9 минимальна. Эти импульсы поступают на вход одновибратора 10, который формирует из них импульсы калиброванной длительности и амплитуды. Частота следования этих импульсов также определяется выражением (5). Фильтр низкой частоты, образованный четвертым резистором 13 и конденсатором 14, из импульсной серии одновибратора формирует постоянное (по знаку) напряжение, величина которого пропорциональна частоте 1. В связи с этим при расположении верхнего поршня в ВМТ. сигнал на выходе усилителя 15 напряжения минимален, а при удалении поршня от ВМТ растет. На инвертирующем же входе усилителя 15 напряжение изменяется в противофазе по отношению и достигает максимума при расположении верхнего поршня в ВМТ. Выходной сигнал указанного усилителя поступает на вход схемы 16 регистрации максимума, которая в соответствии с изложенным формирует единичный импульс при заходе верхнего поршня в ВМТ. Следовательно, при установке переключателя 1 в среднее (по схеме) положение предлагаемое устройство обеспечивает определение положения ВМТ верхнего поршня. При переводе переключателя 1 в. нижнее (по схеме) положение к входу25 30 35 40 45 50 55 блока 7 вычитания через этот переклю+чатель подключаются параллельно сое.диненные пластины 3 и 4. Суммарная емкость конденсатора, образованногопластинами 3, 4, 5 и поршнями, определяется суммой С+С, слагаемые которой определяются формулами (2)и (4). Поэтому максимальное значение С имеет место при минимальномрасстоянии между нижним и верхнимпоршнями, т,е. при минимальном объеме камеры сгорания, образованнойэтими поршнями, что соответствуетположению обоих по шней в общей ВМТ. Частота следования импульсов на выходе усилителя-ограничителя 9 вэтом случае определяется по формуле 1 2 К(С +С 4) (1+2 К 1 /К 11 )Далее выходной сигнал усилителяограничителя, проходя по остальнымзвеньям устройства, преобразуетсяаналогично вышеизложенному и на выходе устройства формируется импульспри расположении поршней в общейдля них ВМТ.Предлагаемое устройство обеспечивает определение положения ВМТ каждого поршня в дизелях с противоположно движущимися поршнями ВМТ -общую для обоих поршней, когде объемкамеры сгорания минимален. При использовании предлагаемого устройства для диагностирования двигателя,Фв цилиндрах которого имеется поодному поршню, переключатель 1 необходимо установить в такое положение, при котором его подвижные контакты соединены с той пластиной, которая ближе остальных пластин расположена к поршню. Например, если поршень в таком дизеле расположен также, как нижний поршень на прилагемомчертеже, то переключатель 1 следуетустановить в верхнее (по схеме) положение. Поскольку предлагаемое устройство обеспечивает определение ВМТв обычных дизелях и в агрегатах спротивоположно движущимися поршнями,то его функциональные воэможности шире, чем у известного устройства, которое не позволяет определить положение каждого поршня в цилиндрах двигателя со встречно движущимися поршнями,В предлагаемом устройстве импульсна выходе вырабатывается при мини1283584 формула изобретения первым зажимом третьего резистора,выход одновибратора через четвертыйрезистор связан с первой обкладкойконденсатора и входом усилителя напряжения, инвертирующий выход которого соединен с входом схемы регистрации максимума вторая обкладкаконденсатора соединена с вторым зажимом третьего резистора, цилиндромдизеля и третьей токопроводящейпластиной, неподвижно установленнойв камере сгорания между первой ивторой пластинами и изолированнойот них. 40 45 Составитель Н. ПатрахальцевРедактор Л. Повхан Техред Л.Сердюкова Корректор В. Бутяга Заказ 7429/39 Тираж 776 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб д. 4/5Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 мальном расстоянии между пластиной4(3) и нижним (верхним) поршнем цилиндра в случае установки переключателя 1 в верхнее (среднее) положение,т.е, при фактическом расположении соответствующего поршня в ВМТ. При переводе переключателя 1 в нижнее положение на выходе предлагаемого устройства появляется импульс в момент достижения минимума расстояния между верхним и нижним поршнями, т.е.когда поршни находятся в общей ВМТ.Следовательно, при любом положениипереключателя устройство вырабатывает импульс при расположении поршня(поршней) в ВМТ независимо от силсопротивления, преодолеваемых поршнем (поршнями), благодаря чему наличие утечек, прогаров, задиров в цилиндро-поршневой группе и т,д. не влияет на момент формирования выходного импульса устройства. Это означает, что по сравнению с известным устройством, в котором указанные факторы влияют на момент формирования импульса ВМТ, предлагаемое устройство обеспечивает более высокую точность определения положения ВМТ поршня двигателя.Для формирования импульса ВМТ предлагаемым устройством необходимо и достаточно, чтобы при движении поршней расстояние между ними и соответствующими пластинами достигало минимума независимо от того, прокручивается ли двигатель от постороннего источника энергии или сам отдает энергию в нагрузку. Благодаря этому предлагаемое устройство обеспечивает определение положения ВМТ поршней на работающем двигателе и нет необходимости специально создавать режим прокрутки и тем самым затрачивать дополнительное время и труд. Следовательно, предлагаемое устройство обеспечивает более высокую производительность диагностирования двигателя по сравнению с из, вестным. 5 10 15 20 25 30 35 Устройство для определения положения верхней мертвой точки поршня дизеля, содержащее переключатель, усилитель напряжения, усилитель-ограничитель, схему регистрации максимума, конденсатор, о т л и ч а ю - щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей устройства и повышения точности и производительности диагностирования, в него дополнительно введены третья токопроводящая пластина, третий и четвертый резисторы, блок вычитания и одновибратор, усилитель напряжения снабжен инвертирующим выходом, а переключатель выполнен сдвоенным и дополнительно содержит третий неподвижный контакт, второй и третий неподвижные контакты первой секции переключателя соединены между собой и с первой токопроводящей пластиной, первый и третий неподвижные контакты второй секции переключателя соединены между собой и со второй токопроводящей пластиной, подвижные контакты переключателя соединены между собой и с вычитающим входом блока вычитания, подключенного к входу усилителя-ограничителя, выход которого соединен с вторым зажимом первого резистора и входом одновибратора и через второй резистор связан с суммирующим входом блока вычитания и
СмотретьЗаявка
3940815, 07.08.1985
ПРЕДПРИЯТИЕ ПЯ А-1495, ХАРЬКОВСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ ИМ. В. И. ЛЕНИНА
БОРИСЕНКО АНАТОЛИЙ НИКОЛАЕВИЧ, СОБОЛЬ ВАЛЕНТИН НИКОЛАЕВИЧ, ЗАЙОНЧКОВСКИЙ ВАЛЕНТИН НИКОЛАЕВИЧ, ЗАСЛАВСКИЙ ЕФИМ ГРИГОРЬЕВИЧ, НЕВАЖСКИЙ ГЕОРГИЙ ЯКОВЛЕВИЧ, РЕМПЕЛЬ АНАТОЛИЙ АРОНОВИЧ
МПК / Метки
МПК: G01M 15/00
Метки: верхней, дизеля, мертвой, положения, поршня, точки
Опубликовано: 15.01.1987
Код ссылки
<a href="https://patents.su/5-1283584-ustrojjstvo-dlya-opredeleniya-polozheniya-verkhnejj-mertvojj-tochki-porshnya-dizelya.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентов СССР">Устройство для определения положения верхней мертвой точки поршня дизеля</a>
Предыдущий патент: Устройство для диагностирования двигателя внутреннего сгорания
Следующий патент: Стенд для испытания землеройных машин
Случайный патент: 152828