устройство для измерения цикловой подачи топлива в двигатель внутреннего сгорания

Формула изобретения

Устройство для измерения цикловой подачи топлива в двигатель внутреннего сгорания, оснащенный форсунками, каждая из которых снабжена перемещаемой иглой, содержащее цепочку из соединенных между собой датчика давления топлива, усилителя, элемента управления, вычитателя, интегратора и измерительного указателя, отличающееся тем, что оно дополнено формирователем импульса, датчиком давления газов в цилиндре, датчиком перемещения иглы форсунки, снабженными усилителями, первый из которых соединен со вторым входом вычитателя и второй - с формирователем импульса, соединенным выходом с управляющим входом упомянутого элемента управления, при этом элемент управления выполнен в виде ключа, информационный вход которого подключен к выходу вычитателя и вход - к интегратору.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к двигателестроению, в частности к испытаниям топливовпрыскивающей аппаратуры дизелей, и может быть использовано для контроля ее технического состояния.

Известны устройства для измерения цикловой подачи топлива в двигатель внутреннего сгорания, в частности, представленное авторским свидетельством СССР №1180727 (МКИ G 01 М 15/00).

Оно содержит соединенные между собой датчик давления топлива, усилитель, элемент управления, интегратор, потенциометр и измерительный указатель с ручным переключателем.

За прототип, как наиболее близкое, принято “Устройство для измерения цикловой подачи топлива в двигатель внутреннего сгорания (авторское свидетельство СССР №1364942, МКИ G 01 М 15/00)”. Устройство основано на интегрировании сигнала пропорционального давлению топлива, измеренного перед форсункой на протяжении периода его впрыска с предварительной коррекцией, пропорциональной текущему давлению перед форсункой, и давлений открытия или закрытия форсунки, задаваемого вручную на одном из предварительных режимов.

Подобно аналогу оно содержит цепочку из соединенных между собой датчика давления топлива, усилителя, элемента управления, интегратора, потенциометров и измерительного указателя с ручным переключателем, имеющим, кроме того, вычитатель и генератор импульсов.

Недостатком известных устройств данного назначения следует считать субъективизм оценки и установки уровня сигнала, пропорционального какому - либо параметру функционирования дизеля, задаваемому перед измерениями.

Задачей изобретения является повышение достоверности фиксации фазовых и измерения интегрального параметров работы топливной аппаратуры.

Поставленная задача достигается за счет того, что известное устройство для измерения цикловой подачи топлива в двигатель внутреннего сгорания, оснащенный форсунками, каждая из которых снабжена перемещаемой иглой, содержащее цепочку из соединенных между собой датчика давления топлива, усилителя, элемента управления, вычитателя, интегратора и измерительного указателя, согласно заявленному изобретению, дополнено формирователем импульса, датчиком давления газов в цилиндре, датчиком перемещения иглы форсунки, снабженными усилителями, первый, из которых соединен со вторым входом вычитателя и второй - с формирователем импульса, соединенным выходом с управляющим входом упомянутого элемента управления, при этом, элемент управления выполнен в виде ключа, информационный вход которого подключен к выходу вычитателя и вход - к интегратору.

Поставленная задача достигается введением автоматической коррекции процесса преобразования информационных сигналов.

Суть изобретения состоит во введении датчика давления, отслеживающего противодавление в камере сгорания, и датчика хода иглы форсунки, позволяющего через ключ точно фиксировать моменты начала подъема иглы форсунки и посадки ее на седло проходного отверстия ее распылителя.

Суть реализована электрической схемой трехступенчатого преобразования информационных сигналов с учетом трех измеренных параметров функционирования топливной форсунки дизеля.

На чертеже представлена блок-схема устройства.

Устройство содержит три датчика. Один из датчиков определяет давление газов 1, установлен на цилиндре дизеля и соединен с усилителем 2.

Другой датчик определяет давление топлива 3, установлен на форсунке перед ее распылителем и соединен с усилителем 4.

Третьим датчиком является датчик перемещения иглы 5 форсунки, который соединен со своим усилителем 6.

На два входа вычитателя 7 подключены выходы усилителей 2 и 4. Выход вычитателя 7 соединен с информационным входом ключа 8.

Выход усилителя 6 подключен к входу формирователя импульса 9. Выход формирователя импульса 9 соединен с управляющим входом упомянутого ключа 8.

Выход ключа 8 соединен с цепочкой из последовательно соединенных интегратора 10 и измерительного указателя 11.

Устройство для измерения цикловой подачи топлива в двигатель внутреннего сгорания работает следующим образом.

При впрыске топлива в цилиндр дизеля датчик давления топлива 3, установленный перед распылителем форсунки, вырабатывает электрический сигнал, изменяющийся по амплитуде, который поступает после усилителя 4 на вход вычитателя 7. На другой вход вычитателя 7 от усилителя 2 поступает противодействующий электрический сигнал датчика давления газов 1 в цилиндре, изменяющийся по амплитуде иначе, чем на первом входе.

Учет противодавления при впрыске исключает один из источников погрешности оценки цикловой подачи.

Фактически впрыск топлива в цилиндр дизеля может происходить только при превышении текущего давления топлива перед форсункой над давлением в нем газов, то есть при наличии их разности. Проходное отверстие распылителя форсунки начинает открываться при начале хода ее иглы. Моменты возникновения минимальной разности давлений и начала хода иглы при некоторой затяжке ее пружины теоретически должны совпадать. Однако практически работа механизма форсунки имеет разброс на различных режимах работы дизеля, что является источниками погрешности и влечет за собой неодинаковость величин разностей противодействующих давлений при начале фактического хода иглы которые не всегда укладываются в допуск на них.

Разброс по усилию пружины поджатия иглы также влияет на момент закрытия проходного отверстия форсунки.

Датчик перемещения иглы 5 со своим усилителем 6 отмечают моменты фактического периода открытого проходного отверстия распылителя форсунки, начало, и конец которого могут быть смещены относительно сигнала разности давлений на выходе вычитателя 7.

Формирователь импульса 9 в моменты периода открытого проходного отверстия распылителя форсунки создает импульс, который четко устанавливает время перемещения иглы, зависящее от нескольких указанных выше факторов.

Амплитудные изменения сигнала разности давлений поступают на информационный вход ключа 8, но по времени этот сигнал ограничивается длительностью действия импульса, поступившего от формирователя импульса 9 на его управляющий вход.

Скорректированный по времени сигнал разности давлений обрабатывается интегратором 10 и результирующая величина отображается на измерительном указателе 11. Она соответствует графику амплитуд во времени, то есть, пропорциональна количеству прошедшего через форсунку топлива, которая является величиной цикловой подачи.

Введение датчика перемещения иглы форсунки позволяет точно определить моменты открытия и закрытия форсунки, которые зависят от совокупного действия механических и пневмо-гидравлических усилий, что автоматизирует процесс измерений и повышает достоверность результата, исключая субъективное участие оператора.

Цикловая подача топлива является важной характеристикой, от которой в большой мере зависят энергетические показатели дизеля: среднее эффективное давление, литровая и полная мощности.