SU777523A2 - Измеритель среднего индикаторного давлени в цилиндрах поршневых двигателей и компрессоров - Google Patents

Description

Изобретение относится к области контрольно-измерительной техники, а именно к устройствам для измерения среднего индикаторного давления в цилиндрах поршневых машин. 5

По основному авт. св. № 678365 известно устройство для измерения среднего индикаторного давления в цилиндрах поршневых двигателей и компрессоров, содержащее датчик давления, соединенный через 10 усилитель с первым входом перемножающего и интегрирующего устройства, лампуосветитель, конденсоры, формирователь угла поворота коленчатого вала, выполненный в виде диска с прорезями и фотодио- 15 да, подключенного к второму входу перемножающего и интегрирующего устройства [1].

Известное устройство позволяет Измерить среднее индикаторное давление в цилиндре. 20 В то же время при наладке, исследовании и диагностике двигателя или компрессора необходимо измерять эффективное количество тепла, выделяющегося при сжатии газа в цилиндре, что устройство не обеспе- 25 чивает.

Целью изобретения является обеспечение возможности измерения количества тепла, выделяющегося в цилиндре в такте сжатия. 30

Поставленная цель достигается тем, что в измеритель среднего индикаторного давления в цилиндрах поршневых двигателей и компрессоров введены два фотодиода, расположенные напротив двух дополнительных узких прорезей,' выполненных в затеняющем диске на различных радиусах в начале и в конце такта сжатия, два электронных ключа, управляющие входы которых подключены к выходу усилителя и фотодиодам, два импульсных вольтметра и операционный усилитель, причем входы импульсных вольтметров подключены к выходам электронных ключей, а выходы через потенциометры подключены к инвертирующему и неинвертирующему входам суммирующего усилителя, выход которого подключен к регистрирующему прибору, при этом выход перемножающего и интегрирующего устройства через потенциометр подключен к неинвертирующему входу усилителя.

На чертеже изображён предлагаемый из_г меритель.

Измеритель среднего индикаторного давления в цилиндрах двигателей и компрессоров содержит установленный на цилиндре двигателя 1 датчик давления 2, соединенный через усилитель 3 с перемножающим и интегрирующим устройством 4, лам777523 пу-осветитель 5, конденсор 6, формирователь-преобразователь положения поршня, выполненный в виде диска 7 с прорезью 8 и установленный по оптической оси конденсора фотоэлемент 9, подсоединенный к устройству 4, выход которого через потенциометр 10 соединен с суммирующим усилителем 11. К выходу суммирующего усилителя подключен регистратор 12. Выход усилителя 3 соединен также с двумя электронными ключами 13 и 14, которыми управляют фотодиоды 15 и 16, освещаемые через прорези 17 и 18.

Выход ключа 13 соединен с импульсным вольтметром 19, который через потенциометр 20 подключен к суммирующему усилителю 11. Выход электронного ключа 14 соединен с импульсным вольтметром 21, который через потенциометр 22 подключен к усилителю 11.

Такое конструктивное выполнение устройства позволяет производить измерение эффективного количества тепла, выделяющегося при сжатии газа в цилиндре.

Измеритель работает следующим образом.

Согласно уравнению первого закона термоДйнамики количество тепла в процессе ’·' находится по уравнению

ζ) = Δό7 + Λ где Δ17— изменение внутренней энергии;

L — работа.

Изменение внутренней энергии может быть определено по формуле

Δ67 = МС - V - 7\) + X X (Ч - Рг ^-)=А(^р ₂ - ^аРЛ>

С—V— массовая изомерная теплоемкость;

R — газовая постоянная;

Т — температура;

Р — давление;

V — объем.

Работа газа в цилиндре может быть выражена через среднее индикаторное давление

L = P^V^—V^ — РрВ, где Рг — среднее индикаторное давление, —Vi — разность объемов.

Тогда тепло в процессе может быть определено по формуле

Q = A(P₂-aP,) + P_lB.

Применительно к двигателю внутреннего сгорания или компрессору среднее индикаторное давление берется на выбранном участке при изменении объема от величины Ι^ζι до V₂.

Датчик давления 2 подает на вход усилителя 3 сигнал, пропорциональный давле4 нию газа в цилиндре двигателя, который поступает на прибор 4.

Диск 7, закрепленный на валу двигателя, ориентирован так, что при положении поршня в верхней мертвой точке против нити лампы 5 и щели (на чертеже не показана) находится отметка ВМ.Т, вынесенная на диск 7. Свет лампы — осветителя через щель и прорезь 8 попадает на конденсор 6 и фокусируется на фотоэлементе 9. Вырабатываемый электрический сигнал поступает на вход устройства 4, напряжение на выходе которого пропорционально величине среднего индикаторного давления сжатия газа в цилиндре. С выхода перемножающего и интегрирующего устройства напряжение, пропорциональное среднему индикаторному давлению сжатия газа в цилиндре, поступает через потенциометр 10, служащий для введения коэффициента В, на неинвертирующий вход суммирующего усилителя 11. В начале такта сжатия через узкую прорезь 18 освещается фотодиод 16 и кратковременно открывает электронный ключ 14. Импульсный вольтметр 21 запоминает электрический сигнал, пропорциональный давлению Р^. С выхода вольтметра 21 этот сигнал через потенциометр 22, который служит для введения коэффициента А, подается на инвертирующий вход усилителя 11.

В конце такта сжатия через узкую прорезь 17 освещается фотодиод 15 и кратковременно открывается ключ 13. Импульсный вольтметр 19 запоминает электрический сигнал, пропорциональный давлению Р₂. С выхода вольтметра 19 этот сигнал через потенциометр 20, служащий для введения коэффициента А, поступает на неинвертирующий вход усилителя 11. В результате регистратор 12 показывает величину, пропорциональную Q=A (Р₂—ajPj) +Рг-В, т. е. количеству тепла, выделившемуся при сжатии газа в цилиндре поршневой машины.

Использование изобретения повышает качество и оперативность контроля, наладки и диагностики двигателей внутреннего сгорания и компрессоров, что ведет к повышению моторесурса и снижению расходов топлива, чем достигается технико-экономический эффект.

Claims (1)

1. Авторское свидетельство СССР № 678365, кл. G OIL 23/08, 1977.