Устройство для индицирования двигателей внутреннего сгорания

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 19) (11) 51)5 6 01 3 23/1 ЕТЕНИ ВИДЕТЕЛ ЬСТВУ АВТОРСКО ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР ПИСАНИЕ И 21) 4706761/06(56) Авторское свидетельство СССРЛЬ 1002860, кл. 0 01 3 23/10, 1977.(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИНДИЦИРОВАНИЯДВИГАТЕЛЕЙ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ(57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при Изобретение относится к измерит ной технике, а именно к электрометр ским устройствам для индицирова двигателей внутреннего сгорания.Известна система согласования выхода пьезодатчиков с ЭВМ, которая содержит пьезоэлектрические датчики давления, преобразователи зарядов в напряжение, блок связи, включающий стабилизированные источники питания и элементы дистанционной установки "нулей" каналов,Недостатком известного устройства является то, что установка "нулей" в измерительных каналах осуществляется вручную,Известен микропроцессорный измеритель максимального давления сгорания в цилиндрах дизеля, который содержит датчики давления, блок усилителей заряда, аналоговый коммутатор, аналого-цифровой и реобразователь, микроЭ ВМ, электромагнитные клапаны. Для повышения надежности датчики давления переодически подключаются к полости цилиндра на время измерения с помощью электромагнитных клапанов. Для исключения дрейфа нуля, хаисследованиях и испытаниях двигателей внутреннего сгорания. Цель изобретения - повышение точности индицирования двигателя внутреннего сгорания в независимости от скоростного режима работы двигателя, Цель достигается тем, что устройство определяет момент времени, соответствующий ВМТ в фазе продувки, и в этот момент с периодичностью через один рабочий цикл работы цилиндра производит закорачивание входной масштабной емкости электро- метрического усилителя. 2 ил,рактерного для пьезодатчиков и усилителей заряда, производится периодическое закорачивание цепи обратной связи (усилитель "обнуляется" ), Недостатком такого измери-теля является то, что обнуление производится периодически через несколько рабочих циклов, что снижает достоверность результатов, так как между рабочими циклами может произойти уход "нуля".Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому эф- Сд фекту является устройство, содержащее О датчик давления, масштабную емкость, механический включатель-кнопку, электромет- СО рический, усилитель, электронный осциллограф, усилитель-ограничитель, схему задержки, электронный ключ, который осуществляет закорачивание контактов механического включателя-кнопки и тем самым разряжает масштабную емкость (производит "обнуление" ) после каждого рабочего хода поршня, Недостатком известного устройства является невозможность обеспечения "обнуления" без ручной регулировки длительности импульса ждущего5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 мультивибратора на различных скоростных режимах двигателя, что не позволяет использовать устройство на переходных режимах, а также в широком диапазоне изменения скоростей вращения. Кроме того, известное устройство не обеспечивает обнуление электрометрического усилителя в процессе статической тарировки пьезокварцевых датчиков на гидравлических прессах.Цель изобретения - повышение точности измерений в независимости от режима работы двигателя.Поставленная цель достигается тем, что усиленный сигнал пьезоэлектрического преобразователя давления проходит через выделитель экстремума и поступает в логическую схему, где определяется середина между двумя экстремумами, что соответствует ВМТ в фазе продувки, и в этот момент с помощью ключа производится закорачивание входа электрометрического усилителя, т,е. перед проведением измерения производится автоматическая установка элементов измерительной цепи в исходное состояние. Для этого в устройство индицирования двигателя внутреннего сгорания, включающее пьезоэлектрический преобразователь, масштабную емкость, ключ, снабженный управляющим входом и включенный параллельно масштабной емкости, электро- метрический усилитель и регистрирующий прибор дополнительно введены выделитель экстремума, формирователь уровня, блок управления, схема "И - НЕ", схема "И", генератор, первый и второй счетчики, схема совпадений, делитель частоты и ждущий мультивибратор. Такое выполнение предлагаемого устройства позволяет независимо от скоростного режима работы двигателя производить путем закорачивания разряд масштабной емкости до нулевого потенциала в положении ВМТ в фазе продувки, когда давление в цилиндре близко к атмосферному, причем длительность "обнуление" свести к единицам мс, что позволяет свести к минимуму погрешность при интегрировании (дифференцировании) индикаторной диаграммы, что особенно существенно при работе на ЭВМ.На фиг. 1 представлена блок-схема предлагаемого устройства; на фиг, 2 - временные диаграммы преобразования измеряемого сигнала,Устройство для индицирования двигателей внутреннего сгорания содержит электрометрический усилитель 4, вход которого соединен с пьезоэлектрическим преобразователем 1 и масштабной емкостью 2, параллельно которой подсоединен ключ 3,снабженный управляющим входом, а выход - с регистрирующим прибором 5 и входом блока выделения экстремума 6, выход которого подключен к формирователю уровня 7 и входу блока управления 8, снабженного тремя выходами, выход формирователя уровня соединен с первым входом схемы "И-НЕ" 9, второй вход которой подключен к первому выходу блока управления 8; генератор 4, выход которого соединен с входом первого счетчика 12 и с вторым входом схемы "И" 10, первый вход которой подключен к второму выходу блока управления 8, третий выход последнего соединен с входом "уст.0" первого счетчика 12; выход схемы "И" 10 через делитель 15 соединен с счетным входом второго счетчика 16, установочный вход которого подключен к выходу схемы "И - НЕ" 9; выходы первого 12 и второго 16 счетчика подключены соответственно к первому и второму входу схему совпадения 13, выход которой связан со входом ждущего мультивибратора 14, выход последнего подключен к входу управления ключа 3. Ключ представляет собой магнитоуправляемый контакт, выполненный в стеклянном корпусе, что обеспечивается сопротивлением изоляции в обесточенном состоянии 10" - 10" Ом, Управление осуществляется подачей тока на обмотку,Устройство работает следующим образом.Электрический заряд, возникающий на преобразователедавления 1, приводит к появлению на масштабной емкости 2, а следовательно, и на входе электрометрического усилителя 4 электрического сигнала (эпюра А, фиг, 2), пропорционального давлению в камере сгорания двигателя. Усиленный электрометрическим усилителем 4 сигнал поступает на регистрирующий прибор 5 и на выделитель экстремума 6. Выделитель экстремума 6 при достижении максимума давления вырабатывает короткий импульсный сигнал (эпюра Б, фиг. 2). Этот сигнал проходит на формирователь уровня 7, на выходе которого появляется напряжение соответствующее логической 1 (эпюра В фиг, 2), которое снижается, где т - постоянная времени падения напряжения выбирается из расчета обеспечения нормальной работы схемы И-НЕ на самых низкооборотных режимах дизеля. Одновременно импульсный сигнал с выделителя экстремума 6 поступает на вход блока управления 8, в котором на первом потенциальном выходе формируются через экстремумы короткие импульсы логического "0"(эпюра Г, фиг. 2), на втором выходе формируются прямоугольные импульсы (эпюра Д, фиг, 2), на третьем выходекороткие импульсы предварительной установки первого счетчика (эпюра Е, фиг. 2),Сигнал логической "1" с выхода 3 блока управления 8 производит установку "0" в первом счетчике 12, Сигнал установки "0" во 5втором счетчике 16 вырабатывается схемойИ - НЕ 9.Генератор 11 начинает работать одновременно с включением прибора, Прямоугольные импульсы с частотой 12 поступают 10в первый счетчик и на вход схемы И 10 -(эпюра Ж, фиг. 2). Таким образом, в первомсчетчике 12 счет импульсов происходит каждый рабочий цикл заново, т,к. с каждым сигналом экстремума в счетчик поступает 15импульс установки 0 (эпюра И, фиг. 2).Одновременно с этим через схему И 10с периодичностью через один рабочий циклпроходит счетные импульсы с генератора 11на второй счетчик 16, предварительно деленные на 2 в делителе 15. такая периодичность обусловлена тем, что дляпрохождения импульсов через схему 10 необходим также разрешающий сигнал с второго выхода блока управления 8 (эпюра К, 25фиг, 2), Таким образом, во второй счетчикчерез каждый рабочий цикл поступает и запоминается количество импульсов в два раза меньше, чем в то же время в первыйсчетчик (эпюра Л, фиг, 2). Сброс информации во втором счетчике осуществляется через цикл, Информация с первого и второгосчетчика поступает в схему совпадения 13,которая выдает сигнал на ждущий мультивибратор 14 при условии равенства информации в обоих счетчиках. Из графиков фиг,2 видно, что условия равенства информациив счетчиках возникает дважды: в начальныймомент счета, когда в счетчиках отсутствуетинформация и в середине между двумя экстремумами через один рабочий цикл, Чтобыисключить ложный сигнал со схемы совпадения в первом случае во второй счетчикпри установке "0" вводят число "2" т,е, вмомент 11 в первом счетчике после установки "0" произойдет сброс всей информации,а во втором установится "2". За период Т 1 впервом счетчике наберется число импульсов равное М 1 = 12 Т 2, а во втором наберется12 Т 1и запомнится М 2 = 2,2Во второй период Т 2 цикл набора информации в первом счетчике повторится, аво второй информация не поступает, а сохраняется набранная в первом периоде,2 Т 1т.е, 2 2 (эпюра М, фиг, 2). Это позволяет получать равенство информации в двух счетчиках через один рабочий цикл в середине между экстремумами с точностью 2 - 3счетных импульсов, т.е. в ВМТ в фазе продувки (эпюра Н, фиг, 2), При этом надо иметьввиду, что частота генератора на 2 - 3 порядка выше частоты основного процесса,Схема совпадений при равенстве информации первого и второго счетчика выдает сигнал на срабатывание ждущего мультивибратора 14, который с помощью ключа 3 производит кратковременное закорачивание(обнуление) масштабной емкости 2 (эпюра О, фиг. 2).Кратковременное закорачивание измерительной схемы в фазе продувки не оказывает какого-либо влияния на погрешность измерений, так как этот процесс занимает около 3 град. поворота коленвала при давлении в камере сгорания 1 - 2 кг,При статической тарировке производимой оператором на гидравлическом прессе нет необходимости в автоматическом обнулении, поэтому схему обнуления отключают.Устройство позволяет повысить точность измерений на любом режиме работы двигателя, уменьшить число повторных измерений, снизить затраты времени на обработку индикаторных диаграмм, а в сочетании с электрическим усилителем позволяет создать преобразователь давления для измерительно-вычислительных комплексов, предназначенных для комплексной автоматизации испытаний ДВС.Формула изобретение Устройство для индицирования двигателей внутреннего сгорания, содержащее пьезоэлектрический преобразователь с масштабной емкостью, электрометрический усилитель, ключ, снабженный управляющим входом, регистрирующий прибор, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерений.и независимости от режима работы двигателя в устройство введены дополнительно выделить экстремума, блок управления, формирователь уровня, схема И - НЕ, схема И, генератор, первый счетчик импульсов, делитель числа импульсов, второй счетчик импульсов, схема совпадений, ждущий мультивибратор, при этомвыход электрометрического усилителя сое-, динен с входом выделителя экстремума, выход которого подключен к формирователю уровня и входу блока управления, снабженного тремя выходами, выход формирователя уровня соединен с первым и входом схемы И - НЕ, второй вход которой подключен к первому выходу блока управления, генератор, выход которого соединен с входом первого счетчика и вторым входом схемы И, первым входом которой подключен квторому выходу блока управления, третий выход последнего соединения с входом "Установка О" первого счетчика, выход схемы И через делитель соединен с счетным входом второго счетчика, установочный вход кото рого подключен к выходу схемы И - НЕ, выходы первого и второго счетчиков подключены соответственно к первому и второму входам схемы совпадения, выход которой связан с входом ждущего мультивибратора, выход последнего подключен к входу управления ключа.О 2. Редактор С.Горяче аказ 3451 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101 д О рармир ураВоя Г у Глав уарадл