RU2665566C2 - Method for determining cyclic fuel supply and device for implementation thereof - Google Patents
Method for determining cyclic fuel supply and device for implementation thereof Download PDFInfo
- Publication number
- RU2665566C2 RU2665566C2 RU2015146361A RU2015146361A RU2665566C2 RU 2665566 C2 RU2665566 C2 RU 2665566C2 RU 2015146361 A RU2015146361 A RU 2015146361A RU 2015146361 A RU2015146361 A RU 2015146361A RU 2665566 C2 RU2665566 C2 RU 2665566C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- fuel
- input
- output
- meter
- engine
- Prior art date
Links
- 239000000446 fuel Substances 0.000 title claims abstract description 251
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 title claims abstract description 92
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 38
- 230000010363 phase shift Effects 0.000 claims abstract description 46
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims abstract description 26
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 claims abstract description 16
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 claims description 55
- 238000005314 correlation function Methods 0.000 claims description 36
- 238000010586 diagram Methods 0.000 claims description 16
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 claims description 10
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 claims description 9
- 238000007781 pre-processing Methods 0.000 claims description 6
- 238000002203 pretreatment Methods 0.000 claims description 6
- 230000007704 transition Effects 0.000 claims description 5
- 238000007562 laser obscuration time method Methods 0.000 claims 1
- 238000012384 transportation and delivery Methods 0.000 claims 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 abstract description 14
- 239000007924 injection Substances 0.000 abstract description 14
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 11
- 238000005311 autocorrelation function Methods 0.000 description 8
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 7
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 6
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 3
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 3
- 210000000056 organ Anatomy 0.000 description 3
- 230000004044 response Effects 0.000 description 3
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 description 2
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 2
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 238000004939 coking Methods 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 230000036039 immunity Effects 0.000 description 1
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 1
- 238000012886 linear function Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000003550 marker Substances 0.000 description 1
- 230000008439 repair process Effects 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
- 230000009897 systematic effect Effects 0.000 description 1
- 230000002123 temporal effect Effects 0.000 description 1
- 238000013519 translation Methods 0.000 description 1
- 238000013024 troubleshooting Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
- F02M65/00—Testing fuel-injection apparatus, e.g. testing injection timing ; Cleaning of fuel-injection apparatus
- F02M65/002—Measuring fuel delivery of multi-cylinder injection pumps
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
- F02M65/00—Testing fuel-injection apparatus, e.g. testing injection timing ; Cleaning of fuel-injection apparatus
- F02M65/003—Measuring variation of fuel pressure in high pressure line
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к технике диагностирования дизельных двигателей внутреннего сгорания (ДВС) и может быть использовано для определения цикловой подачи топлива в двигателе топливным насосом высокого давления (ТНВД) как при испытании двигателя, так и при проверке его технического состояния, в том числе в эксплуатационных условиях.The invention relates to a technique for diagnosing diesel internal combustion engines (ICE) and can be used to determine the cyclic supply of fuel in the engine with a high pressure fuel pump (TNVD) both when testing the engine and when checking its technical condition, including operating conditions.
Цикловая подача gц топлива является одним из важных параметров, характеризующих техническое состояние дизельного ДВС, в частности состояние ТНВД. Выход указанного параметра за пределы допускаемых значений приводит к ухудшению работы двигателя, закоксовыванию деталей цилиндро-поршневой группы, снижению мощности дизеля, увеличению удельного расхода топлива. Поэтому измерение цикловой подачи топлива крайне важно, как при эксплуатации, так и при ремонте дизельного ДВС.The cyclic supply of g c fuel is one of the important parameters characterizing the technical condition of the diesel engine, in particular the state of the injection pump. The output of this parameter beyond the permissible values leads to deterioration of the engine, coking of parts of the cylinder-piston group, a decrease in diesel power, an increase in specific fuel consumption. Therefore, the measurement of cyclic fuel supply is extremely important, both during operation and in the repair of a diesel engine.
Известен способ определения цикловой подачи топлива в дизельном двигателе по фазовому сдвигу между началом импульса повышения давления топлива в надплунжерном пространстве топливного насоса двигателя и началом импульса повышения давления топлива в головке топливного насоса /1/. В известном способе цикловую подачу измеряют при определенных (пусковых) постоянных оборотах коленчатого вала дизеля.A known method for determining the cyclic fuel supply in a diesel engine by the phase shift between the beginning of the pulse of increasing fuel pressure in the plunger space of the fuel pump of the engine and the beginning of the pulse of increasing fuel pressure in the head of the fuel pump / 1 /. In the known method, the cyclic feed is measured at certain (starting) constant revolutions of the diesel crankshaft.
Недостатком известного способа является необходимость поддержания частоты вращения коленчатого вала постоянной, и чтобы регулятор ТНВД удерживал рейку подачи топлива на постоянной цикловой подаче, т.е. необходимо создать устойчивый режим работы дизеля, иначе с изменением частоты вращения коленчатого вала дизеля регулятор ТНВД, действуя на указанную рейку, изменяет цикловую подачу топлива. Чтобы измерить цикловую подачу топлива при постоянной частоте вращения коленчатого вала дизеля, необходимо использовать дополнительные средства для стабилизации этой частоты вращения. Это выполнимо в определенных стационарных условиях, например, при установке дизеля или машины с используемым на ней дизелем на соответствующем стенде с тормозным устройством для нагружения дизеля, что связано с трудоемкими операциями. Поэтому известный способ неприменим для оперативного определения цикловой подачи топлива в эксплуатационных условиях. Кроме того, в процессе эксплуатации дизельный двигатель работает на пусковой частоте вращения в течение непродолжительных промежутков времени, поэтому измеренная на этой частоте вращения цикловая подача топлива не будет характеризоваться достаточно точно.The disadvantage of this method is the need to maintain a constant speed of the crankshaft, and so that the fuel injection pump regulator keeps the fuel rail in constant cyclic flow, i.e. it is necessary to create a stable mode of diesel operation, otherwise, with a change in the frequency of rotation of the crankshaft of the diesel engine, the fuel injection pump regulator, acting on the specified rail, changes the cyclic fuel supply. In order to measure the cyclic fuel supply at a constant engine speed, it is necessary to use additional means to stabilize this speed. This is feasible under certain stationary conditions, for example, when installing a diesel engine or a machine with the diesel engine used on it on an appropriate stand with a brake device for loading the diesel engine, which is associated with labor-intensive operations. Therefore, the known method is not applicable for the operational determination of the cyclic fuel supply in operating conditions. In addition, during operation, the diesel engine runs at a starting speed for short periods of time, therefore, the cyclic fuel supply measured at this speed will not be characterized accurately enough.
Известно устройство для определения цикловой подачи топлива в дизельном двигателе по фазовому сдвигу между началом импульса повышения давления топлива в надплунжерном пространстве топливного насоса двигателя и началом импульса повышения давления топлива в головке топливного насоса /1/, содержащее последовательно соединенные датчики давления, усилители и световой осциллограф или вместо последнего жестко связанный с коленчатым валом двигателя диск с угловой градуировкой и моментоскоп.A device for determining the cyclic supply of fuel in a diesel engine by the phase shift between the beginning of the pulse of increasing the pressure of the fuel in the plunger space of the fuel pump of the engine and the beginning of the pulse of increasing the pressure of the fuel in the head of the fuel pump / 1 /, containing series-connected pressure sensors, amplifiers and a light oscilloscope or instead of the latter, a disk with an angular graduation rigidly connected to the engine crankshaft and a momentoscope.
Недостатком известного устройства являются низкая оперативность, точность и достоверность определения цикловой подачи топлива в эксплуатационных условиях, и, следовательно, технического состояния двигателя.A disadvantage of the known device is the low efficiency, accuracy and reliability of determining the cyclic fuel supply in operating conditions, and, therefore, the technical condition of the engine.
Известен способ определения цикловой подачи топлива в дизельном двигателе /2/, выбранный прототипом предлагаемого способа, заключающийся в том, что фазовый сдвиг между началом импульса повышения давления топлива в надплунжерном пространстве топливного насоса двигателя и началом импульса повышения давления топлива в головке топливного насоса определяют на режиме свободного ускорения двигателя при частоте вращения его коленчатого вала, отличающейся не более чем на 1% от номинального значения частоты вращения, причем режим свободного ускорения создают путем первоначального обеспечения работы двигателя на минимальной устойчивой частоте вращения холостого хода и последующего резкого перемещения органа управления регулятором частоты вращения коленчатого вала двигателя в положение, соответствующее максимальной подаче топлива; причем указанный фазовый сдвиг определяют не ранее чем через 0,8 с после достижения указанным органом управления положения, соответствующего максимальной подаче топлива, и не позднее момента срабатывания указанного регулятора на уменьшение подачи топлива; причем указанный фазовый сдвиг определяют не позднее момента прерывания контакта основного рычага указанного регулятора с головкой болта установки указанной номинальной частоты вращения.A known method for determining the cyclic fuel supply in a diesel engine / 2 /, selected by the prototype of the proposed method, which consists in the fact that the phase shift between the beginning of the pulse of increasing fuel pressure in the plunger space of the fuel pump of the engine and the beginning of the pulse of increasing fuel pressure in the head of the fuel pump free acceleration of the engine at a speed of its crankshaft that differs by no more than 1% from the nominal value of the rotational speed, and the free-running mode rooting is created by initially ensuring engine operation at a minimum stable idle speed and subsequent sharp movement of the control element of the engine speed control to the position corresponding to the maximum fuel supply; moreover, the indicated phase shift is determined no earlier than 0.8 s after the specified governing body reaches the position corresponding to the maximum fuel supply, and no later than the moment of operation of the specified regulator to reduce the fuel supply; moreover, the specified phase shift is determined no later than the moment of interruption of the contact of the main lever of the specified controller with the head of the bolt of the installation of the specified nominal speed.
Недостатком известного способа является сложность его применения в условиях эксплуатации и высокая трудоемкость, вызванная необходимостью проведения сборочно-разборочных работ для установки датчиков давления в ТНВД и винтового контакта. Кроме того, с его помощью невозможно определить цикловую подачу топлива по секциям ТНВД.The disadvantage of this method is the complexity of its application in operating conditions and the high complexity caused by the need for assembly and disassembly to install pressure sensors in the high pressure fuel pump and screw contact. In addition, with its help it is impossible to determine the cyclic fuel supply in the sections of the injection pump.
Известно устройство для определения цикловой подачи топлива в дизельном двигателе по фазовому сдвигу между началом импульса повышения давления топлива в надплунжерном пространстве топливного насоса двигателя и началом импульса повышения давления топлива в головке топливного насоса /2/, содержащее последовательно соединенные датчики давления, усилители и светолучевой осциллограф, схемы задержки и блокирования (запрета) измерений показаний датчиков давлений, винтовой контакт, причем вход схемы задержки измерений показаний датчиков давлений соединен первым электропроводом с винтовым контактом, находящимся в соприкосновении с органом управления регулятором частоты вращения коленчатого вала двигателя при нахождении последнего в положении максимальной подачи топлива, вход схемы блокирования (запрета) измерений соединен вторым электропроводом с головкой болта, осевое расположение которого и регулятор частоты вращения коленчатого вала отрегулированы таким образом, что прерывание контакта основного рычага регулятора частоты вращения коленчатого вала с болтом происходит при достижении номинальной частоты вращения коленчатого вала двигателя, причем выходы схем задержки и блокирования (запрета) измерений показаний датчиков давлений соединены с сигнальным входом светолучевого осциллографа.A device for determining the cyclic supply of fuel in a diesel engine by the phase shift between the beginning of the pulse of increasing the pressure of the fuel in the plunger space of the fuel pump of the engine and the beginning of the pulse of increasing the pressure of the fuel in the head of the fuel pump / 2 /, containing series-connected pressure sensors, amplifiers and a light-beam oscilloscope, delay circuits and blocking (prohibition) of pressure sensor readings, screw contact, and the input of the delay circuit for measuring sensor readings The phenomena are connected by the first electric wire with a screw contact, which is in contact with the control element of the engine speed regulator when the latter is in the maximum fuel supply position, the input of the blocking (prohibition) circuit is connected by the second electric wire with the bolt head, the axial arrangement of which and the speed controller the crankshaft are adjusted so that the interruption of the contact of the main lever of the crankshaft speed regulator with the bolt runs when the rated speed of the engine crankshaft, the outputs of the delay circuits and blocking (barring) the measurement readings of pressure sensors connected to the signal input of a light beam of an oscilloscope.
Недостатком известного устройства является сложность его применения в условиях эксплуатации, вызванная необходимостью проведения сборочно-разборочных работ для установки датчиков давления в ТНВД, винтового контакта и соответствующих соединений со схемами этого контакта и болта, контактирующего с основным рычагом регулятора частоты вращения коленчатого вала. Кроме того, с его помощью невозможно определить цикловую подачу топлива по секциям ТНВД, а также цикловую подачу топлива на различных частотах вращения коленчатого вала, значения которой используются для диагностирования топливной системы.A disadvantage of the known device is the difficulty of its use in operating conditions, due to the need for assembly and disassembly to install pressure sensors in the high pressure fuel pump, a screw contact and the corresponding connections with the circuits of this contact and a bolt in contact with the main lever of the crankshaft speed controller. In addition, with its help it is impossible to determine the cyclic fuel supply by sections of the injection pump, as well as the cyclic fuel supply at various speeds of the crankshaft, the values of which are used to diagnose the fuel system.
Задачей предлагаемого технического решения является упрощение, снижение трудоемкости, расширение возможностей диагностирования при обеспечении достаточно точного и оперативного определения цикловой подачи топлива в дизельном двигателе, в том числе по секциям топливного насоса высокого давления в условиях эксплуатации, что позволяет повысить точность и достоверность оценки технического состояния топливной системы двигателя.The objective of the proposed technical solution is to simplify, reduce the complexity, expand the diagnostic capabilities while ensuring a sufficiently accurate and quick determination of the cyclic fuel supply in a diesel engine, including the sections of the high-pressure fuel pump in operating conditions, which improves the accuracy and reliability of assessing the technical condition of the fuel engine systems.
Поставленная задача в способе решается тем, что в режиме свободного ускорения двигателя определяют цикловую подачу топлива в дизельном двигателе путем определения ее по секциям топливного насоса по фазовому сдвигу между импульсами, характеризующими перемещение корпуса топливопровода высокого давления известных длины и поперечного сечения на выходе топливного насоса и перед форсункой, причем фазовый сдвиг определяют по максимумам взаимной корреляционной функции или по наклону фазочастотной характеристики взаимного энергетического спектра указанных импульсов, или по моменту перехода через ноль с положительного на отрицательное значения взаимной корреляционной функции импульса на выходе топливного насоса и скоростью импульса перемещения топливопровода перед форсункой, полученных по множеству циклов, с последующим суммированием цикловых подач топлива по всем секциям топливного насоса при частоте вращения коленчатого вала двигателя, отличающейся не более чем на 1% от заданного, в том числе номинального, значения частоты вращения.The problem in the method is solved in that in the mode of free acceleration of the engine determine the cyclic supply of fuel in a diesel engine by determining it in sections of the fuel pump by the phase shift between pulses characterizing the movement of the high pressure fuel pipe body of known length and cross section at the exit of the fuel pump and before nozzle, and the phase shift is determined by the maxima of the mutual correlation function or by the slope of the phase-frequency characteristic of the mutual energy spectrum of the indicated pulses, or at the moment of crossing through zero from the positive to negative values of the mutual correlation function of the pulse at the fuel pump output and the pulse velocity of the fuel line before the nozzle obtained over many cycles, followed by the summation of the cycle fuel supply over all sections of the fuel pump at a speed the crankshaft of the engine, which differs by no more than 1% from the specified, including nominal, speed value.
В режиме свободного ускорения двигателя определяют цикловую подачу топлива в дизельном двигателе путем определения ее по секциям топливного насоса по фазовому сдвигу между импульсами, характеризующими перемещение корпусов соседних по диаграмме распределения вспышек по цилиндрам топливопроводов высокого давления известных длины и поперечного сечения на выходах топливного насоса или перед форсунками, причем фазовый сдвиг определяют по максимумам взаимной корреляционной функции или по наклону фазочастотной характеристики взаимного энергетического спектра указанных импульсов, или по моменту перехода через ноль с положительного на отрицательное значения взаимной корреляционной функции импульса перемещения топливопровода первой секции и скоростью импульса перемещения топливопровода соседней по диаграмме распределения вспышек по цилиндрам секции, полученных по множеству циклов, с предварительным определением фазового сдвига одним из указанных способов между импульсами, характеризующими перемещение корпусов в конце первого и начале второго соседних по диаграмме распределения вспышек по цилиндрам топливопроводов высокого давления с последующим вычитанием этого сдвига из фазового сдвига между импульсами, характеризующими перемещение корпусов соседних по диаграмме распределения вспышек по цилиндрам топливопроводов высокого давления, с последующим суммированием цикловых подач топлива по всем секциям топливного насоса при частоте вращения коленчатого вала двигателя, отличающейся не более чем на 1% от заданного, в том числе номинального, значения частоты вращения.In the free acceleration mode of the engine, the cyclic fuel supply in the diesel engine is determined by determining it by the sections of the fuel pump by the phase shift between pulses characterizing the movement of the housings adjacent to the flash distribution diagrams along the cylinders of the high pressure fuel lines of known length and cross section at the fuel pump exits or in front of the nozzles moreover, the phase shift is determined by the maxima of the mutual correlation function or by the slope of the phase-frequency characteristic of the mutual the energy spectrum of the indicated pulses, or at the moment of transition through zero from a positive to a negative value of the mutual correlation function of the fuel transfer pulse of the first section and the speed of the fuel transfer pulse of the section adjacent to the outbreaks of the cylinder cylinders obtained over many cycles, with a preliminary determination of the phase shift by one of these methods between pulses characterizing the movement of the cases at the end of the first and the beginning of the second adjacent diagonally mmme of the distribution of flashes along the cylinders of the high pressure fuel pipelines, followed by subtracting this shift from the phase shift between pulses characterizing the movement of the housings adjacent to the flashes of the distribution diagrams on the cylinders of the high pressure pipelines, followed by the summation of the cyclic fuel supply over all sections of the fuel pump at the engine crankshaft speed , differing by no more than 1% from the set, including the nominal, speed value.
В стационарном режиме полной нагрузки двигателя определяют цикловую подачу топлива в дизельном двигателе путем определения ее по секциям топливного насоса по фазовому сдвигу между импульсами, характеризующими перемещение корпуса топливопровода высокого давления известной длины и поперечного сечения на выходе топливного насоса и перед форсункой, или по фазовому сдвигу между импульсами, характеризующими перемещение корпусов соседних по диаграмме распределения вспышек по цилиндрам топливопроводов высокого давления на выходах топливного насоса или перед форсунками, а также с предварительным определением фазового сдвига между импульсами, характеризующими перемещение корпусов в конце первого и начале второго соседних по диаграмме распределения вспышек по цилиндрам топливопроводов высокого давления с последующим вычитанием этого сдвига из фазового сдвига между импульсами, характеризующими перемещение корпусов соседних по диаграмме распределения вспышек по цилиндрам топливопроводов высокого давления, с последующим суммированием цикловых подач топлива по всем секциям топливного насоса при частоте вращения коленчатого вала двигателя, отличающейся не более чем на 1% от заданного, в том числе номинального, значения частоты вращения, причем фазовый сдвиг между этими импульсами определяют по максимумам взаимной корреляционной функции или по наклону фазочастотной характеристики взаимного энергетического спектра указанных импульсов, или по моменту перехода через ноль с положительного на отрицательное значения взаимной корреляционной функции первого из указанных импульсов и скоростью второго импульса перемещения топливопровода, полученных по множеству циклов.In the stationary mode of full engine load, the cyclic fuel supply in a diesel engine is determined by determining it from the sections of the fuel pump by the phase shift between pulses characterizing the movement of the high pressure fuel pipe body of known length and cross section at the output of the fuel pump and before the nozzle, or by the phase shift between pulses characterizing the movement of the bodies adjacent to the outbreaks of the distribution diagrams of the cylinders of the high pressure fuel lines at the fuel outlets pump or in front of the nozzles, as well as with preliminary determination of the phase shift between pulses characterizing the movement of the bodies at the end of the first and the beginning of the second adjacent on the diagram of the distribution of flashes on the cylinders of the high pressure fuel lines with subsequent subtraction of this shift from the phase shift between the pulses characterizing the movement of the bodies of neighboring according to the distribution diagram of outbreaks along the cylinders of the high pressure fuel lines, followed by the summation of the cyclic fuel supply over all projection of the fuel pump at a rotational speed of the engine crankshaft that differs by no more than 1% from the specified, including nominal, value of the rotational speed, and the phase shift between these pulses is determined by the maxima of the mutual correlation function or by the slope of the phase-frequency characteristic of the mutual energy spectrum of pulses, or at the moment of transition through zero from positive to negative values of the mutual correlation function of the first of these pulses and the speed of the second Pulse displacement fuel obtained by a plurality of cycles.
В дизельном двигателе предварительно определяют неизвестное поперечное сечение топливопровода по соотношению фазовых сдвигов между импульсами, характеризующими перемещение корпуса топливопровода высокого давления на выходе топливного насоса и перед форсункой, полученных при установке датчиков с одной стороны и с разных сторон топливопровода высокого давления, причем фазовые сдвиги между импульсами определяются по максимуму взаимной корреляционной функции или по наклону фазочастотной характеристики взаимного энергетического спектра указанных импульсов, или по моменту перехода через ноль с положительного на отрицательное значения взаимной корреляционной функции первого из указанных импульсов и скоростью второго импульса перемещения топливопровода, полученных по множеству циклов, причем цикловую подачу топлива по секциям и дизельного двигателя определяют с учетом этого поперечного сечения топливопровода высокого давления.In a diesel engine, the unknown cross section of the fuel line is preliminarily determined by the ratio of phase shifts between pulses characterizing the movement of the high pressure fuel pipe body at the outlet of the fuel pump and in front of the nozzle obtained by installing sensors on one side and on different sides of the high pressure fuel pipe, and the phase shifts between pulses are determined by the maximum of the mutual correlation function or by the slope of the phase-frequency characteristic of the mutual energy sp kra of these pulses, or at the moment of crossing through zero from a positive to a negative value of the mutual correlation function of the first of these pulses and the speed of the second pulse of the fuel line movement, obtained over many cycles, and the cyclic fuel supply through sections and a diesel engine is determined taking into account this cross section of the fuel line high pressure.
Поставленная задача в устройстве решается тем, что оно снабжено корреляционным расходомером, определителем цикловой подачи топлива по секциям топливного насоса и двигателя в целом, определителем опорной, в том числе номинальной, частоты измерения цикловой подачи топлива, электронным ключом и задатчиком констант, причем выход корреляционного расходомера соединен с первым входом определителя цикловой подачи топлива по секциям топливного насоса и двигателя в целом, выход определителя опорной частоты измерения цикловой подачи топлива соединен с электронным ключом, выход которого связан с входом корреляционного расходомера, а задатчик констант соединен с вторым входом определителя цикловой подачи топлива по секциям топливного насоса и двигателя в целом.The task in the device is solved by the fact that it is equipped with a correlation flow meter, a determinant of the cyclic fuel supply in sections of the fuel pump and the engine as a whole, a determinant of the reference frequency, including the nominal one, of the frequency of measurement of the cyclic fuel supply, an electronic key and a constant adjuster, and the output of the correlation flow meter connected to the first input of the determinant of the cyclic fuel supply in sections of the fuel pump and the engine as a whole, the output of the determinant of the reference frequency for measuring the cyclic fuel supply with one with an electronic key, whose output is connected to the input correlation flowmeter constants a dial connected to a second input of the determinant cyclic fuel feed by sections of the fuel pump and the engine as a whole.
Корреляционный расходомер содержит первый и второй виброакустические датчики перемещения корпуса топливопровода высокого давления, первое и второе устройства предварительной обработки, первый и второй нуль-органы, коррелометр, измеритель взаимного энергетического спектра, дифференциатор, первый переключатель на два положения, измеритель максимума, измеритель временного сдвига по взаимной корреляционной функции, второй и третий переключатели на два положения, измеритель фазочастотной характеристики взаимного энергетического спектра, измеритель временного сдвига по взаимному энергетическому спектру, регистраторы взаимной корреляционной функции и взаимного энергетического спектра, причем первый и второй виброакустические датчики перемещения корпуса топливопровода высокого давления соединены с первым и вторым устройствами предварительной обработки соответственно, выход первого устройства предварительной обработки соединен с первым нуль-органом и с первыми входами коррелометра и измерителя взаимного энергетического спектра, выход второго устройства предварительной обработки соединен с вторым входом измерителя взаимного энергетического спектра, с входом дифференциатора и через первый переключатель на два положения в первом положении - с вторым входом коррелометра, выход дифференциатора через первый переключатель на два положения во втором положении соединен с вторым входом коррелометра, выход первого нуль-органа соединен с первым входом измерителя временного сдвига по взаимному энергетическому спектру, первый и второй выходы коррелометра соединены с измерителем максимума и вторым нуль-органом соответственно, выходы которых через второй переключатель на два положения в первом и втором положениях связаны с вторым входом измерителя временного сдвига по взаимной корреляционной функции, первый выход измерителя взаимного энергетического спектра соединен через измеритель фазочастотной характеристики взаимного энергетического спектра с измерителем временного сдвига по взаимному энергетическому спектру, третий выход коррелометра соединен с регистратором взаимной корреляционной функции, а второй выход измерителя взаимного энергетического спектра - с регистратором взаимного энергетического спектра, выходы измерителя временного сдвига по взаимной корреляционной функции и измерителя временного сдвига по взаимному энергетическому спектру соединены через третий переключатель на два положения в первом и втором положениях соответственно с выходом корреляционного расходомера, третьи входы коррелометра и измерителя взаимного энергетического спектра являются входом корреляционного расходомера.The correlation flow meter contains the first and second vibro-acoustic displacement sensors of the high-pressure fuel pipe body, the first and second pre-treatment devices, the first and second zero-organs, the correlometer, the mutual energy spectrum meter, the differentiator, the first two-position switch, the maximum meter, and the time-shift meter mutual correlation function, second and third switches to two positions, phase-frequency characteristic meter of mutual energy spec tra, a time-shift meter for the mutual energy spectrum, registrars of the mutual correlation function and the mutual energy spectrum, the first and second vibro-acoustic displacement sensors of the housing of the high pressure fuel line are connected to the first and second pre-treatment devices, respectively, the output of the first pre-processing device is connected to the first zero body and with the first inputs of the correlometer and meter of the mutual energy spectrum, the output of the second device A measuring device is connected to the second input of the mutual energy spectrum meter, with the input of the differentiator and through the first switch to two positions in the first position - with the second input of the correlometer, the output of the differentiator through the first switch to two positions in the second position is connected to the second input of the correlometer, the output of the first zero -organ is connected to the first input of the time-shift meter in the mutual energy spectrum, the first and second outputs of the correlometer are connected to the maximum meter and the second respectively, the outputs of which through the second switch to two positions in the first and second positions are connected to the second input of the time-shift meter according to the mutual correlation function, the first output of the mutual energy spectrum meter is connected through the phase-frequency characteristic meter of the mutual energy spectrum to the time-shift meter according to the mutual energy spectrum, the third output of the correlometer is connected to the registrar of the mutual correlation function, and the second output of the meter in of the optimum energy spectrum - with the recorder of the mutual energy spectrum, the outputs of the time shift meter for the mutual correlation function and the time shift meter for the mutual energy spectrum are connected through the third switch to two positions in the first and second positions, respectively, with the output of the correlation flow meter, the third inputs of the correlometer and the meter of mutual energy spectrum are the input of the correlation flow meter.
Определитель опорной, в том числе номинальной, частоты измерения цикловой подачи топлива содержит датчик частоты вращения, преобразователь временного интервала в код, блок регистров сигнала, блок вычисления среднего значения частоты вращения, селектор уровня, датчик синхронизации, блок формирования начала отсчета угловых меток, блок синхронизации начала отсчета угловых меток, счетчик угловых меток цикла, блок формирования угловых меток контролируемого цилиндра, формирователь строба цилиндра, генератор тактовых импульсов, задатчик частоты измерения цикловой подачи топлива, задатчик угловых меток цикла, задатчик номеров угловых меток цилиндров, устройство управления, ключ угловых меток контролируемого цилиндра, переключатель на два положения, причем датчик частоты вращения через переключатель на два положения в первом положении связан с первым сигнальным входом преобразователя временного интервала в код, первый информационный и второй управляющий выходы которого соединены соответственно с первым информационным и вторым управляющим входами блока регистров сигнала, выход которого через блок вычисления среднего значения частоты вращения связан с первым входом селектора уровня, датчик синхронизации через последовательно соединенные блок формирования начала отсчета угловых меток и блок синхронизации начала отсчета угловых меток связан с третьим входом блока регистров сигнала и вторым входом счетчика угловых меток цикла, первый вход которого соединен с выходом датчика частоты вращения, первый выход - с пятым управляющим входом блока регистров сигнала, а второй выход через блок формирования угловых меток контролируемого цилиндра - с формирователем строба цилиндра, генератор тактовых импульсов соединен с вторым входом преобразователя временного интервала в код, задатчик частоты измерения цикловой подачи топлива - с вторым входом селектора уровня, задатчик угловых меток цикла - с третьим входом счетчика угловых меток, а задатчик номеров угловых меток цилиндров - с вторым входом блока формирования угловых меток контролируемого цилиндра, причем первый вход ключа угловых меток контролируемого цилиндра соединен с выходом счетчика угловых меток, второй вход - с выходом формирователя строба цилиндра, а выход через переключатель на два положения во втором положении - с первым сигнальным входом преобразователя временного интервала в код, устройство управления соединено с вторыми управляющими входами блока вычисления среднего значения частоты вращения и блока синхронизации начала отсчета угловых меток, а также с четвертым управляющим входом блока регистров сигнала, выход селектора уровня является выходом определителя опорной, в том числе номинальной, частоты измерения цикловой подачи топлива.The determinant of the reference, including the nominal, frequency of measuring the cyclic fuel supply contains a speed sensor, a time interval converter to code, a signal register block, an average speed calculation unit, a level selector, a synchronization sensor, a corner marking origin forming unit, a synchronization unit reference marks of angle marks, counter of angle marks of a cycle, block for forming angle marks of a controlled cylinder, cylinder strobe generator, clock generator, clock master the frequency of measurement of the cyclic fuel supply, the angle gauge for the cycle, the angle gauge for the cylinder numbers, the control device, the key for the angle marks of the cylinder to be controlled, a two-position switch, and the speed sensor is connected through the two-position switch in the first position to the first signal input of the temporary converter interval in the code, the first information and second control outputs of which are connected respectively with the first information and second control inputs of the block of signal registers la, the output of which through the block for calculating the average value of the rotational speed is connected to the first input of the level selector, the synchronization sensor is connected in series through the block for generating the origin of the corner marks and the block for synchronizing the origin of the corner marks with the third input of the signal register block and the second input of the loop angle counter , the first input of which is connected to the output of the speed sensor, the first output - with the fifth control input of the signal register block, and the second output through the corner forming unit of the marks of the controlled cylinder — with a cylinder strobe generator, a clock pulse generator is connected to the second input of the time interval converter into a code, the frequency cyclic fuel feed frequency adjuster is connected to the second input of the level selector, the corner angle marker is connected to the third input of the angle mark counter, and the dial numbers of corner marks of cylinders - with the second input of the block of forming corner marks of the controlled cylinder, and the first input of the key of corner marks of the controlled cylinder is connected to the output of the counter key labels, the second input - with the output of the cylinder gate former, and the output through the switch to two positions in the second position - with the first signal input of the time interval converter to code, the control device is connected to the second control inputs of the average rotation speed calculation unit and the start synchronization unit of reference marks, as well as with the fourth control input of the signal register block, the output of the level selector is the output of the reference determinant, including the nominal frequency ia cyclic fuel supply.
На фиг. 1 на примере двигателя компоновки 4Р (Д-240Л) приведена экспериментальная зависимость огибающей виброимпульсов (напряжений), поступающих от одного из установленных на трубопровод высокого давления (ТВД) первого цилиндра виброакустического измерительного преобразователя (ВИП) в стационарном режиме работы ДВС на минимальной частоте холостого хода n=1100 мин-1 (а) и в режиме разгона при достижении частоты вращения n=1700-1900 мин-1 (б). На фиг. 2 представлены временные диаграммы сигналов (напряжений) на выходах ВИП (а), пикового инерционного детектора (б), формирователя импульсов переднего фронта (в). На фиг. 3 показано преобразование продетектированного сигнала на выходе пикового инерционного детектора (ПИД), аппроксимированного линейно-экспоненциальным импульсом (а) в линейный импульс (б). На фиг. 4 приведены нормированные автокорреляционная функция (б) и энергетический спектр (в) треугольного импульса (a): τ=ti+1-ti, t⊂[t1, t2, …, ti, …, tn]; - частота, Гц. На фиг. 5 представлены импульсы на выходе ПИД, полученные в начале s1(t) и конце s2(t)=s1(t-τT) ТВД (а), взаимная корреляционная функция Rs(τ) импульсов на выходах ПИД и ее производная (б), установка датчиков Д1 и Д2 (ВИП) по обе стороны ТВД (в), фазочастотная характеристика (г) взаимного энергетического спектра процессов s1(t) и s2(t). На фиг. 6 изображены структурные схемы устройства для измерения цикловой подачи топлива в дизельном двигателе по фазовому сдвигу между импульсами, характеризующими состояние топливоподачи (а) и корреляционного расходомера (б). На фиг. 7 изображена структурная схема определителя опорной, в том числе номинальной, частоты измерения цикловой подачи топлива.In FIG. 1, an example of a 4P (D-240L) layout engine shows the experimental dependence of the envelope of vibration pulses (voltages) coming from one of the first cylinders of a vibro-acoustic measuring transducer (VIP) installed in a high-pressure pipeline (HPT) in a stationary mode of internal combustion engine operation at a minimum idle n = 1100 min -1 (a) and in acceleration mode when the speed reaches n = 1700-1900 min -1 (b). In FIG. Figure 2 shows the timing diagrams of the signals (voltages) at the outputs of the VIP (a), peak inertial detector (b), and the leading edge pulse shaper (c). In FIG. Figure 3 shows the conversion of the detected signal at the output of the peak inertial detector (PID) approximated by a linear exponential pulse (a) to a linear pulse (b). In FIG. Figure 4 shows the normalized autocorrelation function (b) and the energy spectrum (c) of a triangular impulse (a): τ = t i + 1 -t i , t⊂ [t 1 , t 2 , ..., t i , ..., t n ]; - frequency Hz. In FIG. Figure 5 shows the pulses at the PID output obtained at the beginning of s 1 (t) and the end of s 2 (t) = s 1 (t-τ T ) TVD (a), the cross-correlation function R s (τ) of the pulses at the PID outputs and its derivative (b) installation of sensors D 1 and D 2 (VIP) on both sides of the theater (c), phase-frequency characteristic (g) of the mutual energy spectrum of processes s 1 (t) and s 2 (t). In FIG. 6 shows structural diagrams of a device for measuring the cyclic fuel supply in a diesel engine by a phase shift between pulses characterizing the state of fuel supply (a) and the correlation flow meter (b). In FIG. 7 shows a structural diagram of a determinant of the reference, including the nominal, frequency measurement of cyclic fuel supply.
Цикловая подачи топлива секции gц1 топливного насоса высокого давления может быть определена по количеству топлива, протекающему по ТВД:The fuel feed cycle of section g ts1 of the high-pressure fuel pump can be determined by the amount of fuel flowing through the theater:
где gц1 - объемная подача топлива, м3/с; VT - объем топлива, м3; , - длина ТВД, м; νT - скорость потока топлива, м/с; ПT - поперечное сечение (площадь) топливопровода, м2.where g c1 - volumetric fuel supply, m 3 / s; V T is the volume of fuel, m 3 ; , - the length of the fuel assembly, m; ν T is the fuel flow rate, m / s; P T - the cross section (area) of the fuel pipe, m 2 .
Следовательно, при известных (неизменных для конкретной марки ДВС) значениях ПT и , измерив значение τТ, можно определить объемную подачу топлива.Therefore, with the known (unchanged for a specific brand of ICE) values of P T and By measuring the value of τ T , it is possible to determine the volumetric flow of fuel.
Измерение расхода топлива по секциям топливного насоса осуществляется следующим образом. В условиях эксплуатации устанавливают на трубопровод высокого давления (ТВД) определенного цилиндра с помощью струбцин, клипс, прищепок и других зажимов два тензометрических или виброакустических преобразователей (датчиков, сенсоров) на расстоянии друг от друга - у головки ТНВД и у форсунки. Сигналы этих датчиков s1(t) и s2(t)≈s1(t-τT), представляют собой импульсные случайные процессы (фиг. 5). Текущая взаимная корреляционная функцию (ВКФ) этих процессовThe measurement of fuel consumption in sections of the fuel pump is as follows. Under operating conditions, two strain gauge or vibroacoustic transducers (sensors, sensors) are installed at a distance on a high pressure pipeline (TVD) of a certain cylinder using clamps, clips, clothespins and other clamps from each other - at the head of the injection pump and at the nozzle. The signals of these sensors s 1 (t) and s 2 (t) ≈ s 1 (t-τ T ) are pulsed random processes (Fig. 5). The current cross-correlation function (VKF) of these processes
где М{…} - математическое ожидание; K11(τ) - автокорреляционная функция (АКФ) процесса s1(t): фиг. 4,б.where M {...} is the mathematical expectation; K 11 (τ) is the autocorrelation function (ACF) of the process s 1 (t): FIG. 4, b.
Максимальное значение K12(τ) соответствует максимуму сдвинутой АКФ K11(τ-τT) при τ=τT. Следовательно, измерение значения τT можно осуществить измеряя временной (фазовый) сдвиг максимального значения K12(τ) относительно времени появления процесса s1(t) или его АКФ (фиг. 4,б, фиг. 5,б).The maximum value of K 12 (τ) corresponds to the maximum of the shifted ACF K 11 (τ-τ T ) at τ = τ T. Therefore, the measurement of the value of τ T can be carried out by measuring the time (phase) shift of the maximum value of K 12 (τ) relative to the time of occurrence of the process s 1 (t) or its ACF (Fig. 4, b, Fig. 5, b).
Установлено, что на определенном интервале частот вращения ДВС последовательность импульсов s1(t) является стационарным импульсным случайным процессом. Тогда измеряемую ВКФ (2) можно представить в виде:It is established that over a certain range of ICE rotation frequencies, the pulse train s 1 (t) is a stationary pulsed random process. Then the measured VKF (2) can be represented as:
где Т - время анализа, полученное по множеству циклов ДВС.where T is the analysis time obtained from the set of ICE cycles.
Взаимный энергетический спектр (взаимная спектральная плотность) смещенного процесса (односторонняя)Mutual energy spectrum (mutual spectral density) of a biased process (one-way)
где - энергетический спектр (спектральная плотность) процесса s1(t).Where is the energy spectrum (spectral density) of the process s 1 (t).
Амплитудно-частотная и фазочастотная характеристики (АЧХ и ФЧХ) взаимного энергетического спектра:The amplitude-frequency and phase-frequency characteristics (frequency response and phase response) of the mutual energy spectrum:
Так как ФЧХ - линейная функция частоты , то по наклону прямой 2πτT можно определить смещение τT (фиг. 5, г).Since the phase response is a linear function of frequency , then the slope of the straight line 2πτ T can be used to determine the displacement τ T (Fig. 5d).
Взаимный энергетический спектр является комплексной величиной:Mutual energy spectrum is a complex quantity:
Смещение τT определяется из зависимостей (6):The displacement τ T is determined from dependences (6):
При низких частотах вращения двигателя крутизна изменения ВКФ при τ>0 может быть достаточно малой и заметные отличия от максимума появятся только при значительном увеличении аргумента τ, Для повышения точности и чувствительности измерения цикловой подачи топлива секции gц1 необходимо осуществить следующее. Известно, что ВКФ случайного процесса s(t) и его производной ds(t)/dt равна производной корреляционной функции Rs(τ) процесса s(t):At low engine speeds, the steepness of the VKF change at τ> 0 can be quite small and noticeable differences from the maximum will appear only with a significant increase in the argument τ.In order to increase the accuracy and sensitivity of measuring the cyclic fuel supply of section g Ц1 , the following should be done. It is known that the CCF of the random process s (t) and its derivative ds (t) / dt is equal to the derivative of the correlation function R s (τ) of the process s (t):
Поэтому измерение обеспечивает более точное определение максимума (фиг. 5,б) и соответственно τT.и цикловой подачи топлива секции gц1.Therefore measurement provides a more accurate determination of the maximum (Fig. 5, b) and, accordingly, τ T. and the cyclic fuel supply of the section g q1 .
Определение цикловой подачи топлива секции ТВД gц1 осуществляется по (1). Полученные по всем секциям ДВС значения gц1 суммируются для получения цикловой подачи топлива двигателя в целомDetermination of the cyclic fuel supply of the fuel assembly section g c1 is carried out according to (1). The values of g c1 obtained for all ICE sections are summed up to obtain a cyclic fuel supply of the engine as a whole
Измерение gц1 по секциям может проводится последовательно путем перестановки датчиков с одного ТВД на другой или одновременно при установке датчиков на всех ТВД.The measurement of g c1 in sections can be carried out sequentially by moving the sensors from one theater to another or at the same time when installing sensors on all the theater.
Погрешность измерения цикловой подачи по секциям ТНВД будет определяться тем, насколько точно выделены фронты тензо- или виброимпульсов. Поэтому целесообразно устанавливать датчики с более широким спектром в области высоких частот, т.е. предпочтительно применять датчики, у которых верхняя рабочая частота может достигать несколько десятков килогерц, к которым относятся виброакустические первичные преобразователи (датчики). Виброакустические сигналы, соответствующие прохождению топлива в ТВД и снимаемые виброакустическим преобразователем, превращаются с помощью согласующего усилителя заряда в электрическое напряжение, имеющее форму импульса с широким спектром частот, которое подается на пиковый инерционный детектор (ПИД). Задача ПИД - выделить огибающую этого импульса. Чем точнее ПИД отслеживает фронт импульса, тем точнее измерение амплитуды продетектированного импульса. Кроме того, для повышения помехоустойчивости необходимо устранять сигналы от помех (от отдельных выбросов и от искажений вибросигналов в разгоне двигателя). Поэтому постоянная заряда ПИД выбирается минимально возможной, а постоянная разряда - не меньше значения, равного длительности прохождения топлива до следующего ВИП (фиг. 1, 2).The error in measuring the cyclic feed rate in the sections of the high-pressure fuel pump will be determined by how accurately the fronts of the strain and vibration pulses are highlighted. Therefore, it is advisable to install sensors with a wider spectrum in the high-frequency region, i.e. it is preferable to use sensors in which the upper operating frequency can reach several tens of kilohertz, which include vibroacoustic primary transducers (sensors). Vibroacoustic signals corresponding to the passage of fuel into the fuel assembly and recorded by the vibroacoustic transducer are converted using a matching charge amplifier into an electric voltage having the shape of a pulse with a wide frequency spectrum, which is fed to a peak inertial detector (PID). The task of PID is to isolate the envelope of this pulse. The more accurately the PID tracks the pulse front, the more accurate is the measurement of the amplitude of the detected pulse. In addition, to improve noise immunity, it is necessary to eliminate signals from interference (from individual emissions and from distortion of vibration signals in the acceleration of the engine). Therefore, the PID charge constant is selected as low as possible, and the discharge constant is not less than the value equal to the duration of the fuel passage to the next VIP (Fig. 1, 2).
Импульсы на выходе ПИД можно аппроксимировать линейно-экспоненциальной зависимостью sЛЭ(t)=bte- a t, где а и b - постоянные величины (фиг. 3,а). Так как ширина спектра импульса определяется крутизной фронта импульса, т.е. его линейной частью, то достаточно рассматривать вместо импульса sЛЭ(t) импульс симметричной треугольной формыThe pulses at the PID output can be approximated by the linear-exponential dependence s LE (t) = bte - a t , where a and b are constant values (Fig. 3, a). Since the width of the spectrum of the pulse is determined by the steepness of the pulse front, i.e. its linear part, it is enough to consider instead of the impulse s LE (t) the impulse of a symmetrical triangular shape
У этого импульса амплитуда Am соответствует максимуму амплитуды импульса линейно-экспоненциальной формы smax(t)=(1/a)e-1/b, а длительность импульса τц/2 - длительности линейного участка этого импульса tmax=(1/ab).For this pulse, the amplitude A m corresponds to the maximum amplitude of the linearly exponential pulse s max (t) = (1 / a ) e -1 / b , and the pulse duration τ c / 2 corresponds to the duration of the linear section of this pulse t max = (1 / ab).
Амплитудно-частотный и энергетический спектры такого импульса (фиг. 4):The amplitude-frequency and energy spectra of such a pulse (Fig. 4):
где , - частота в герцах.Where , - frequency in hertz.
Максимальное значение импульса (10), равное Am достигается при t=τ1=1/α. При выделении огибающей A(t) пиковым детектором его параметры выбираются таким образом, чтобы крутизна спада напряжения на емкости при разряде была всегда меньше крутизны среза импульсов, поэтому при анализе достаточно рассмотреть воздействие на ПИД импульсов, фронт которых совпадает с (10) до момента t=τ1, а срез является вертикальной прямой, т.е. полагаем τ=τ1 (фиг. 3,б). Известно, что относительная погрешность измерения огибающей A(t) пиковым детектором имеет вид:The maximum value of the impulse (10), equal to A m, is achieved at t = τ 1 = 1 / α. When the envelope A (t) is highlighted by a peak detector, its parameters are selected so that the slope of the voltage drop across the capacitance during the discharge is always less than the slope of the pulse cutoff, therefore, when analyzing, it is sufficient to consider the effect on the PID of pulses whose front coincides with (10) until time t = τ 1 , and the slice is a vertical line, i.e. we put τ = τ 1 (Fig. 3, b). It is known that the relative measurement error of the envelope A (t) by the peak detector has the form:
где βз=TВП/Тз; γ=tф/TВП; βр=TВП/Тр; TВП - период следования виброимпульсов; Тз, Тр - постоянные времени заряда и разряда ПИД; tф - длительность фронта виброимпульса.where β s = T VP / T s ; γ = t f / T VP ; β p = T VP / T p ; T VP - the period of the vibration pulses; T s , T p - time constants of the charge and discharge of the PID; t f - the duration of the front of the vibration pulse.
Для реальных виброимпульсов, снимаемых с ТВД автотракторных ДВС в диапазоне частот вращения n=1200-2100 с-1, длительность фронта τ1≈1…2 мс; а период до подачи топлива в соседний цилиндр не превышает T=4…6 мс;. Выбрав импульсный диод с малым выходным сопротивлением (Rd<10 Ом), поставив на входе ПИД повторитель напряжения с малым выходным сопротивлением (Ri<10 Ом) и задавшись значениями сопротивления разряда R=10 кОм и емкости С=0,5 мкФ, получим Tз=(Ri+Rd)C=10 мкс, Tp=RC=5мc. В этом случае погрешность δA существенно меньше 1%.For real vibration pulses taken from the theater of operation of autotractor ICEs in the range of rotation frequencies n = 1200-2100 s -1 , the front duration is τ 1 ≈1 ... 2 ms; and the period before fuel is supplied to the adjacent cylinder does not exceed T = 4 ... 6 ms ;. Selecting a pulsed diode with a small output resistance (R d <10 Ohm), placing a voltage follower with a small output resistance (R i <10 Ohm) at the PID input and setting the discharge resistance to R = 10 kOhm and the capacitance C = 0.5 μF, we get T s = (R i + R d ) C = 10 μs, T p = RC = 5 ms. In this case, the error δ A is significantly less than 1%.
Максимальное значение K12(τ) соответствует максимуму сдвинутой АКФ K11(τ-τT) при τ=τT (1), (2).The maximum value of K 12 (τ) corresponds to the maximum of the shifted ACF K 11 (τ-τ T ) at τ = τ T (1), (2).
Автокорреляционная функция (АКФ) импульса (10):The autocorrelation function (ACF) of the pulse (10):
Km(τ)=Km(-τ),K m (τ) = K m (-τ),
где τ=ti+1-ti; Am=(1/a)e-1/b, .where τ = t i + 1 -t i ; A m = (1 / a) e -1 / b , .
- для треугольного импульса (10). - for a triangular impulse (10).
Неизвестное поперечное сечение ТВД можно определить при установке обоих датчиков сначала с одной стороны ТВД: , затем при установке одного из датчиков с другой стороны ТВД (фиг. 5,в): , откудаAn unknown cross section of a theater of operations can be determined by installing both sensors first on one side of the theater: , then when installing one of the sensors on the other side of the theater (Fig. 5, c): , where from
При взаимно-корреляционном методе величина gц1 может быть измерена не только путем слежения за положением максимума ВКФ, но и путем отслеживания любой другой заданной точки ВКФ.In the cross-correlation method, the value of g c1 can be measured not only by tracking the position of the maximum of the VKF, but also by tracking any other given point of the VKF.
В режиме свободного ускорения двигателя определяют цикловую подачу топлива в дизельном двигателе путем определения ее по секциям топливного насоса gц1 по фазовому сдвигу между импульсами (1), характеризующими перемещение корпуса топливопровода высокого давления известной длины и поперечного сечения на выходе топливного насоса и перед форсункой, причем фазовый сдвиг определяют по максимуму взаимной корреляционной функции указанных импульсов (2)…(3), с учетом (13), полученных по множеству циклов, с последующим суммированием цикловых подач топлива по всем секциям топливного насоса (9) при достижении двигателем частоты вращения коленчатого вала, отличающейся не более чем на 1% от заданного, в том числе номинального, значения.In the free acceleration mode of the engine, the cyclic fuel supply in the diesel engine is determined by determining it by the sections of the fuel pump g c1 by the phase shift between pulses (1) characterizing the movement of the high pressure fuel pipe body of known length and cross section at the exit of the fuel pump and in front of the nozzle, and the phase shift is determined by the maximum of the mutual correlation function of the indicated pulses (2) ... (3), taking into account (13) obtained over many cycles, followed by the summation of the cycle feeds fuel in all sections of the fuel pump (9) when the engine reaches a crankshaft speed that differs by no more than 1% from the specified value, including the nominal one.
Известно, что достоверность измерения тем выше, чем больше измеряемых параметров (признаков) подтверждают результат измерения.It is known that the reliability of measurement is higher, the more measured parameters (signs) confirm the measurement result.
Для повышения достоверности измерений в режиме свободного ускорения двигателя дополнительно определяют фазовый сдвиг по наклону фазочастотной характеристики взаимного энергетического спектра указанных импульсов (4)…(7), полученных по множеству циклов, с последующим суммированием цикловых подач топлива по всем секциям топливного насоса (9) при достижении двигателем частоты вращения коленчатого вала, отличающейся не более чем на 1% от заданного, в том числе номинального, значения.To increase the reliability of measurements in the free acceleration mode of the engine, the phase shift is additionally determined by the slope of the phase-frequency characteristic of the mutual energy spectrum of the indicated pulses (4) ... (7) obtained over many cycles, followed by the summation of the cycle fuel supply for all sections of the fuel pump (9) at the engine reaches a crankshaft speed that differs by no more than 1% from the specified value, including the nominal value.
Для повышения достоверности измерений в режиме свободного ускорения двигателя дополнительно определяют фазовый сдвиг между импульсами, характеризующими перемещение корпуса топливопровода высокого давления на выходе топливного насоса и перед форсункой по моменту перехода через ноль с положительного на отрицательное значения взаимной корреляционной функции импульса на выходе топливного насоса и скоростью импульса перемещения топливопровода перед форсункой (8), с учетом (13), полученных по множеству циклов, с последующим суммированием цикловых подач топлива по всем секциям топливного насоса (9) при достижении двигателем частоты вращения коленчатого вала, отличающейся не более чем на 1% от заданного, в том числе номинального, значения частоты вращения.To increase the reliability of measurements in the free acceleration mode of the engine, a phase shift is additionally determined between pulses characterizing the displacement of the high-pressure fuel pipe body at the fuel pump outlet and before the nozzle at the moment of transition through zero from the positive to negative values of the mutual correlation function of the pulse at the fuel pump output and the pulse speed moving the fuel line in front of the nozzle (8), taking into account (13) obtained over many cycles, followed by summation cyclic fuel supply for all sections of the fuel pump (9) when the engine reaches a crankshaft speed that differs by no more than 1% from the specified, including nominal, speed value.
В условиях эксплуатации для удобства измерений gц1 второй датчик может быть установлен не в конце первого трубопровода, а в начале соседнего по диаграмме распределения цилиндров. При этом существующая систематическая погрешность измерения τT может быть учтена заранее при установке одного из датчиков в конце первого ТВД, а второго - в начале соседнего по диаграмме распределения цилиндров и измерении фазового (временного) сдвига между ними τT12. Определение фазового сдвига между импульсами и цикловую подачу топлива по секциям топливного насоса осуществляют аналогично предыдущим методам, с последующим вычитанием сдвига τT12 из фазового сдвига τT между импульсами, характеризующими перемещение корпусов соседних по диаграмме распределения вспышек по цилиндрам топливопроводов высокого давления.In operating conditions, for the convenience of measuring gc1, the second sensor can be installed not at the end of the first pipeline, but at the beginning of the cylinder distribution adjacent to the distribution diagram. At the same time, the existing systematic measurement error τ T can be taken into account in advance when installing one of the sensors at the end of the first theater of operations, and the second at the beginning of the cylinder distribution adjacent to the diagram and measuring the phase (time) shift between them τ T12 . The phase shift between pulses and the cyclic fuel supply through the fuel pump sections are determined similarly to the previous methods, with the subsequent subtraction of the shift T T12 from the phase shift τ T between pulses characterizing the movement of the bodies of flashes adjacent to the cylinder diagrams of the high pressure fuel pipelines.
Для повышения достоверности измерений дополнительно в стационарном режиме полной нагрузки двигателя определяют цикловую подачу топлива в дизельном двигателе путем определения ее по секциям топливного насоса аналогично предыдущим методам.To increase the reliability of measurements, in addition to the full load stationary mode, the cyclic fuel supply in a diesel engine is determined by determining it from the sections of the fuel pump similarly to the previous methods.
Если неизвестно поперечное сечение ТВД, то его предварительно определяют по соотношению фазовых сдвигов между импульсами, характеризующими перемещение корпуса топливопровода высокого давления на выходе топливного насоса и перед форсункой, полученных при установке датчиков с одной стороны и с разных сторон топливопровода высокого давления (14), причем фазовые сдвиги между импульсами определяются аналогично предыдущим методам.If the cross section of the fuel assembly is not known, then it is preliminarily determined by the ratio of phase shifts between pulses characterizing the movement of the high pressure fuel pipe body at the outlet of the fuel pump and in front of the nozzle obtained when the sensors were installed on one side and on different sides of the high pressure fuel pipe (14), and phase shifts between pulses are determined similarly to the previous methods.
Устройство содержит корреляционный расходомер 1, определитель 2 цикловой подачи топлива по секциям топливного насоса и двигателя в целом, определитель 3 опорной частоты измерения цикловой подачи топлива, электронный ключ 4, задатчик констант 5.The device contains a
Корреляционный расходомер 1 содержит топливопровод высокого давления 6, виброакустические датчики 7, устройства предварительной обработки 8, первый 9 и второй 15 нуль-органы (триггеры Шмитта), коррелометр 10, измеритель взаимного энергетического спектра 11, дифференциатор 12, первый переключатель на два положения 13, измеритель максимума 14, измеритель временного сдвига τT по ВКФ 16, второй 17 и третий 20 переключатели на два положения, измеритель фазочастотной характеристики ВЭС 18, измеритель временного сдвига τT по ВЭС 19, регистратор ВКФ 21, регистратор ВЭС 22.The
Определитель 3 опорной частоты измерения, в том числе номинальной, цикловой подачи топлива содержит датчик частоты вращения 23, преобразователь временного интервала в код 24, блок регистров сигнала 25, блок 26 вычисления среднего значения частоты вращения, селектор уровня 27, датчик синхронизации 28, блок 29 формирования начала отсчета угловых меток, блок 30 синхронизации начала отсчета угловых меток, счетчик угловых меток цикла 31, блок 32 формирования угловых меток контролируемого цилиндра, формирователь строба цилиндра 33, генератор тактовых импульсов 34, задатчик 35 частоты измерения цикловой подачи топлива, задатчик 36 угловых меток цикла, задатчик 37 номеров угловых меток цилиндров, устройство управления 38, ключ угловых меток контролируемого цилиндра 39, переключатель на два положения 40.The
Выход корреляционного расходомера 1 соединен с первым входом определителя 2 цикловой подачи топлива по секциям топливного насоса и двигателя в целом, выход определителя опорной частоты измерения цикловой подачи топлива 3 соединен с электронным ключом 4, выход которого связан с входом корреляционного расходомера 1, а задатчик констант 5 соединен с вторым входом определителя 2 цикловой подачи топлива по секциям топливного насоса и двигателя в целом.The output of the
В корреляционном расходомере 1 первый 71 и второй 72 виброакустические датчики перемещения корпуса топливопровода высокого давления 6 соединены с первым 81 и вторым 82 устройствами предварительной обработки соответственно. Выход первого устройства предварительной обработки 81 соединен с первым нуль-органом 9 и с первыми входами коррелометра 10 и измерителя взаимного энергетического сйектра 11, выход второго устройства предварительной обработки 82 соединен с вторым входом измерителя взаимного энергетического спектра 11, с входом дифференциатора 12 и через первый переключатель на два положения 13 в первом положении - с вторым входом коррелометра 10. Выход дифференциатора 12 через первый переключатель на два положения 13 во втором положении соединен с вторым входом коррелометра 10. Выход первого нуль-органа 9 соединен с первым входом измерителя временного сдвига τT по ВКФ 16. Первый и второй выходы коррелометра 10 соединены с измерителем максимума 14 и вторым нуль-органом 15 соответственно, выходы которых через второй переключатель на два положения 17 в первом и втором положениях связаны с вторым входом измерителя временного сдвига τT по ВКФ 16. Первый выход измерителя взаимного энергетического спектра 11 соединен через измеритель фазочастотной характеристики ВЭС 18 с измерителем временного сдвига τT по ВЭС 19. Третий выход коррелометра 10 соединен с регистратором взаимной корреляционной функции 21, а второй выход измерителя взаимного энергетического спектра 11 - с регистратором взаимного энергетического спектра 22. Выходы измерителя временного сдвига τT по ВКФ 16 и измерителя временного сдвига τT по ВЭС 19 соединены через третий переключатель на два положения 20 в первом и втором положениях соответственно с выходом корреляционного расходомера 1. Третьи входы коррелометра 10 и измерителя взаимного энергетического спектра 11 являются входом корреляционного расходомера 1.In the
В определителе 3 опорной, в том числе номинальной, частоты измерения цикловой подачи топлива датчик частоты вращения 23 через переключатель 40 на два положения в первом положении связан с первым сигнальным входом преобразователя 24 временного интервала в код, первый информационный и второй управляющий выходы которого соединены соответственно с первым информационным и вторым управляющим входами блока 25 регистров сигнала, выход которого через блок 26 вычисления среднего значения частоты вращения связан с первым входом селектора уровня 27. Датчик синхронизации 28 через последовательно соединенные блок 29 формирования начала отсчета угловых меток и блок 30 синхронизации начала отсчета угловых меток связан с третьим входом и вторым входом счетчика угловых меток цикла 31, первый вход которого соединен с выходом датчика частоты вращения 23, первый выход - с пятым управляющим входом блока 25 регистров сигнала, а второй выход через блок 32 формирования угловых меток контролируемого цилиндра - с формирователем строба цилиндра 33. Генератор тактовых импульсов 34 соединен с вторым входом преобразователя 24 временного интервала в код, задатчик частоты измерения цикловой подачи топлива 35 - с вторым входом селектора уровня 27, задатчик угловых меток цикла 36 - с третьим входом счетчика угловых меток 31, а задатчик номеров угловых меток цилиндров 37 - с вторым входом блока 32 формирования угловых меток контролируемого цилиндра. Первый вход ключа 39 угловых меток контролируемого цилиндра соединен с выходом счетчика угловых меток 31, второй вход - с выходом формирователя строба цилиндра 33, а выход через переключатель 40 на два положения во втором положении - с первым сигнальным входом преобразователя 24 временного интервала в код. Устройство управления 38 соединено с вторыми управляющими входами блока 26 вычисления среднего значения частоты вращения и блока 30 синхронизации начала отсчета угловых меток, а также с четвертым управляющим входом блока 25 регистров сигнала. Выход селектора уровня 27 является первым, а выход формирователя строба цилиндра 33 - вторым выходом определителя 3 опорной, в том числе номинальной, частоты измерения цикловой подачи топлива.In the
Устройство предварительной обработки 8 представляет собой последовательно соединенные согласующий усилитель заряда и пиковый инерционный детектор, выделяющий огибающую виброимпульсов согласно (10)…(12). Нуль-орган 9 выполнен по схеме аналогового триггера Шмитта и служит для выделения начала появления виброимпульса. Коррелометр 10 осуществляют измерение взаимокорреляционной функции сигналов, поступающих на его первый и второй входы, согласно (2), (3), и (13), в том числе, если один из сигналов пропущен через дифференциатор (12) и поступает на его второй вход, согласно (8). Коррелометр 10 может быть выполнен по типовой схеме в аналоговой или цифровой форме. В последнем случае на входах коррелометра должны включаться аналого-цифровые преобразователи. Измеритель максимума 14 и второй нуль-орган 15 также в зависимости от типа коррелометра могут быть выполнены в аналоговой или цифровой форме по типовым схемам. Измеритель взаимного энергетического спектра 11 сигналов, поступающих на его первый и второй входы, реализует ВЭС согласно (3)…(6) и также может быть выполнен по типовой схеме в аналоговой или цифровой форме. Измеритель временного сдвига τT по ВКФ 16 может быть выполнен по типовой схеме измерителя временных интервалов, который измеряет временной интервал τT между сигналами, поступающими на его первый и второй входы. Измеритель фазочастотной характеристики ВЭС 18 выполняет расчеты согласно (6), используя активную и реактивную составляющие ВЭС, полученные в измерителе (11), и также может быть выполнен по типовой схеме в аналоговой или цифровой форме. Измеритель временного сдвига τT по ВЭС 19 определяет временной интервал τT согласно (7), и может быть выполнен в аналоговой или цифровой форме. В последнем случае может использоваться микропроцессорный спецвычислитель. Результаты вычисления ВКФ и ВЭС и фазочастотной характеристики при необходимости могут быть выведены на регистраторы 21 и 22 (дисплеи или графопостроители).The pre-processing device 8 is a series-connected matching charge amplifier and a peak inertial detector that selects the envelope of vibration pulses according to (10) ... (12). The zero-
В качестве датчика 23 частоты вращения может быть применен индукционный первичный преобразователь, устанавливаемый в корпусе напротив зубчатого венца маховика, с последующим включением триггера Шмитта и ждущего мультивибратора, формирующих импульсы стандартизированной длительности и амплитуды, или фотоэлектрический преобразователь углового перемещения коленчатого вала с большим числом угловых меток, устанавливаемый на испытательном стенде ДВС. Преобразователь 24 временного интервала в код построен по типовой схеме при заполнении временных интервалов импульсами, поступающими с генератора тактовых импульсов 34. Разрядность преобразователя 24 и регистров блока 25 определяется требуемой погрешностью преобразования временного интервала. Блок 26 вычисления среднего значения частоты вращения представляет собой арифметическое устройство (микропроцессорный спецвычислитель), осуществляющее операцию нахождения среднего арифметического значения чисел, поступающих с блока 25 регистров сигнала, а также добавление последующего и вычитание первого числа, если n<non. Центральный процессор блока 26 осуществляет: суммирование 2z чисел, поступающих с блока 25 регистров (z - число угловых меток или число временных интервалов между соседними угловыми метками); перевод полученного числа, соответствующего временному интервалу поворота коленчатого вала на 720°, в обороты/мин по известной формуле; нахождение среднего значения частоты вращения за два оборота; передачу полученного числа на селектор уровня 27 (схема сравнения кодов чисел). В качестве датчика 28 синхронизации используется виброакустический датчик перемещения корпуса ТВД, устанавливаемый на ТВД у головки ТНВД первой секции. Блок 29 формирования начала отсчета угловых меток включает в себя последовательно соединенные пиковый инерционный детектор, аналоговый дифференциатор и формирователь импульсов (триггер Шмитта). Требования к пиковому инерционному детектору аналогичны требованиям к подобному в устройстве предварительной обработки 8. Блок 30 синхронизации начала отсчета угловых меток представляет собой статический RS-триггер, на один из входов которого подаются импульсы с блока 29, а на второй - сигналы "0" или импульсный "1", которые подаются с устройства управления 38 по команде или с помощью кнопки. Задатчик 35 частоты измерения состоит из набора декадных переключателей (четыре переключателя), с помощью которых выставляется требуемая при измерении частота вращения, дешифратора и регистра, формирующего на выходе код, соответствующий этой частоте. Задатчик 36 угловых меток цикла состоит из одного или более (в зависимости от числа марок контролируемых двигателей) декадных переключателей, при каждом положении которого задается счетчику 31 число 2z подсчитываемых угловых меток. Задатчик 37 номеров угловых меток цилиндров состоит из дешифратора, соединенного своими выходами с блоком 32 формирования угловых меток контролируемого цилиндра, десятичного счетчика числа цилиндров, соединенного своими выходами с управляющими входами дешифратора; переключателя марки двигателя, соединенного своими выходами с информационными входами дешифратора. Блока 32 формирования угловых меток контролируемого цилиндра - счетчик импульсов. Формирователь строба цилиндра 33 - статический RS-триггер, на выходе которого формируется строб, длительность которого определяется длительностью рабочего такта контролируемого цилиндра, т.е. поступающими со счетчика 31 импульсами установки и сброса (первым и последним импульсами).As a
Устройство для измерения цикловой подачи топлива в дизельном двигателе по фазовому сдвигу между импульсами, характеризующими состояние топливоподачи, работает следующим образом. Предварительно с помощью задатчика 5 устанавливается значение коэффициента , которое вводится в определитель 2 цикловой подачи топлива по секциям топливного насоса и двигателя. Предварительно в определителе 3 опорной, в том числе номинальной, частоты измерения цикловой подачи топлива с помощью задатчика частоты измерения цикловой подачи топлива 35 в селекторе уровня 27 устанавливается частота вращения коленчатого вала, при которой предполагается измерить цикловую подачу топлива; с помощью задатчика угловых меток цикла 36 в счетчик угловых меток цикла 31 вводится число угловых меток, поступающих с датчика частоты вращения 23; с помощью задатчика 37 номеров угловых меток цилиндров в блоке 32 формирования угловых меток контролируемого цилиндра устанавливаются угловые метки начала Nϕн и конца Nϕк рабочего такта При установке вибродатчиков одновременно на ТВД всех цилиндров устанавливаются угловые метки начала Nϕн и конца Nϕк каждого из цилиндров. При подготовке устройства к работе с помощью устройства управления 38 осуществляется сброс информации, хранящейся в регистре сигналов 25, блоке 26 вычисления среднего значения частоты, а также осуществляется подготовка к работе блока 30 синхронизации. Предварительно в корреляционном расходомере 1 устанавливают переключатели на два положения 13, 17 и 20 в первое положение.A device for measuring the cyclic fuel supply in a diesel engine by the phase shift between pulses characterizing the state of fuel supply, operates as follows. Using the
Датчик 23 частоты вращения формирует стандартные импульсы, частота появления которых пропорциональна угловой скорости вращения вала ω, а количество Nϕк углу поворота ϕ коленчатого вала двигателя. Последовательность этих импульсов преобразуется в преобразователе 24 временного интервала в код в последовательность чисел (кодов), которые через переключатель 40 на два положения в первом положении последовательно поступают на информационный вход блока 25 регистров сигнала. Датчик синхронизации 28 формирует один импульс за цикл работы двигателя (для четырехтактного ДВС - за 720°), Момент появления импульса синхронизации соответствует определенному моменту цикла. Блок 29 формирования начала отсчета угловых меток выделяет передний фронт импульса датчика синхронизации 28. Если на управляющем входе блока 30 синхронизации начала отсчета угловых меток стоит сигнал "0", с его выхода на третий управляющий вход блока 25 регистров сигнала поступает сигнал, запрещающий запись информации в регистры. Если на управляющий вход блока 30 поступил импульсный сигнал "1", то с приходом первого импульса с блока 29 триггер блока 30 устанавливается в другое устойчивое состояние. При этом блокируется первый вход блока 30, с выхода блока 30 сигнал поступает на третий вход блока 25 регистров сигнала, который разрешает запись в этот блок кода числа, следующего с преобразователя 24 временного интервала в код. Таким образом, первый временной интервал, записанный в блок 25 регистров сигнала, соответствует одной и той же угловой метке, следующей непосредственно за началом впрыска топлива в цилиндр, на котором установлен датчик синхронизации 28. Так как вход блока 30 заблокирован, то в блоке 25 хранятся отсчеты, начиная с первой угловой метки. Далее указанная угловая метка служит опорной и определяет нумерацию отсчетов, хранящихся в блоке 25. Погрешность, вносимая несовпадением опорного импульса с импульсом впрыска не превышает интервала между соседними угловыми метками и при достаточно большом их числе (больше ста) вносимая погрешность ничтожна.The
Поступающие затем коды временных интервалов с преобразователя 24 записываются поочередно в блоке 25 регистров сигнала. Количество записанных кодов определяется числом угловых меток за цикл работы двигателя (для четырехтактного ДВС оно равно удвоенному числу z угловых меток на коленчатом валу), т.е. числом регистров, разрешения на запись в которые поступило от задатчика 36 угловых меток цикла, которые подсчитаны счетчиком цикла 31 и при его заполнении подается с первого выхода счетчика 31 сигнал на пятый вход блока 25 регистров сигнал, который запрещает запись в этот блок чисел. Информация, хранящаяся в блоке 25 регистров сигнала поступает в блок 26 вычисления среднего значения частоты вращения. Код числа, соответствующий среднему значению частоты вращения поступает на селектор уровня 27, где сравнивается с кодом, выставленным задатчиком 35 частоты измерения цикловой подачи топлива. Селектор уровня 27 непрерывно следит за изменяющейся в разгоне и в стационарном режиме частотой вращения и фиксирует момент достижения двигателем заданного значения частоты non, при которой требуется определить цикловую подачу топлива двигателя, в том числе по секциям. В случае равенства n= non сигнал с выхода селектора 27 подается на пятый управляющий вход блока 25 регистров, который прекращает дальнейшую запись в него чисел. Если же измеренное n меньше требуемого n<non, то блок 26 вычисления среднего значения частоты вращения производит добавление кода следующего числа: (2z-1)-го или (4z-1)-го и.вычитание кода первого числа. В блоке 25 регистров сигнала хранятся числа, соответствующие 2z (или 4z) временным интервалам между соседними угловыми метками. Из- за случайности процессов впрыскивания и сгорания топлива определение частоты вращения non и цикловой подачи топлива двигателя, в том числе по секциям проводится по множеству (не менее 30) циклов (разгонов), поэтому погрешность определения указанных величин незначительная. Одновременно сигнал с выхода селектора 27 подается через электронный ключ 4 на управляющий вход корреляционного расходомера 1. В разгоне и в стационарном режиме в корреляционном расходомере 1 непрерывно измеряется измерителем временного сдвига τT по ВКФ 16 фазовый (временной) сдвиг τT между сигналом, поступающим с первого нуль-органа 9, который соответствует фронту импульса, измеренного вибродатчиком 71 (и пропущенного через устройство предварительной обработки 81), и сигналом, поступающим через второй переключатель 17 на два положения в первом положении с выхода измерителя максимума 14, который соответствует максимуму взаимной корреляционной функции, измеренной измерителем взаимной корреляционной функции 10. Одновременно непрерывно измеряется измерителем временного сдвига τT по ВЭС 19 фазовый (временной) сдвиг τT между сигналами, поступающими с вибродатчиков 71 и 72 через устройства предварительной обработки 81 и 82 на входы измерителя взаимного энергетического спектра 11, с выхода которого передаются значения (коды) активной и мнимой составляющих ВЭС в измеритель фазочастотной характеристики ВЭС 18, с выхода которого эта характеристика поступает в измеритель временного сдвига τT по ВЭС 19. При поступлении на управляющий вход корреляционного расходомера 1 сигнала дальнейшее измерение ВКФ, ВЭС и фазочастотной характеристики ВЭС блоками 10, 11 18 прекращается. Последнее значение временного сдвига τT, полученное измерителем временного сдвига τT по ВКФ 16 через третий переключатель 20 на два положения в первом положении подается на вход определителя 2 цикловой подачи топлива по секциям топливного насоса и двигателя. Значение цикловой подачи секции, рассчитанное в определителе 2 цикловой подачи топлива по секциям топливного насоса и двигателя, высвечивается на его цифровом табло. Значение временного сдвига τT также высвечивается на этом табло и может быть использовано при определении поперечного сечения ТВД. При установке третьего переключателя 20 на два положения во второе положение последнее значение временного сдвига τT, полученное измерителем временного сдвига τT по ВЭС 19, подается на вход определителя 2 цикловой подачи топлива по секциям топливного насоса и двигателя, работа которого аналогична описанной. Последние полученные зависимости ВКФ и ВЭС могут также выводится на регистраторы 21 и 22. При переустановке вибродатчиков на соответствующие ТВД, в том числе на соседние ТВД, работа устройства аналогична. При необходимости значения цикловых подач по всем секциям могут суммироваться в определителе 2.The time slot codes coming from the
При предварительной установке в коррелометре 1 первого 13 и второго 17 переключателей на два положения во второе положение непрерывно измеряется измерителем временного сдвига τT по ВКФ 16 фазовый (временной) сдвиг τT между сигналом, поступающим с первого нуль-органа 9, который соответствует фронту импульса, измеренного вибродатчиком 71 (и пропущенного через устройство предварительной обработки 81), и сигналом, поступающим через второй переключатель 17 на два положения во втором положении с выхода нуль-органа 15, который соответствует нулю взаимной корреляционной функции, измеренной измерителем взаимной корреляционной функции 10, когда на его второй вход подается сигнал с выхода дифференциатора 12, который соответствует производной (скорости) импульса, измеренного вибродатчиком 72 (и пропущенного через устройство предварительной обработки 82). В остальном работа устройства аналогична описанной.When the first 13 and the second 17 switches are set to two positions in the second position in the
Для повышения в разгоне точности измерения цикловой подачи топлива секции ТНВД контролируемого цилиндра, а также всего двигателя необходимо, чтобы измерения цикловой подачи топлива всех секций ТНВД осуществлялось при наиболее точном измерении частоты non. В этом случае переключатель 40 на два положения устанавливается во второе положение и задатчиком 35 частоты измерения цикловой подачи топлива устанавливается значение частоты non/iц (iц - число цилиндров ДВС). На второй управляющий вход ключа 39 угловых меток контролируемого цилиндра поступает с выхода формирователя строба цилиндра 33 разрешающий сигнал для пропускания угловых меток со счетчика 31 в течение рабочего хода цилиндра на преобразователь 24 временного интервала в код. В дальнейшем работа устройства аналогична описанной.To increase the acceleration accuracy of measuring the cyclic fuel supply of the injection pump section of the controlled cylinder, as well as the entire engine, it is necessary that the measurement of the cyclic fuel supply of all sections of the injection pump is carried out with the most accurate measurement of the frequency n on . In this case, the
Предлагаемый способ и устройство для измерения цикловой подачи топлива в дизельном двигателе по фазовому сдвигу между импульсами, характеризующими состояние топливоподачи, могут использоваться как для исследования рабочего процесса двигателя внутреннего сгорания и автоматизации управления его работой, так и для определения технического состояния ДВС и его составных элементов в производственных и эксплуатационных условиях. Способ и устройство позволяют оперативно и точно получить объективное заключение о цикловой подаче (расходе) топлива, а также существенно облегчить поиск неисправностей топливной системы двигателя.The proposed method and device for measuring the cyclic fuel supply in a diesel engine by the phase shift between pulses characterizing the state of fuel supply can be used both to study the working process of the internal combustion engine and automate its operation control, and to determine the technical condition of the internal combustion engine and its components production and operating conditions. The method and device allows you to quickly and accurately get an objective conclusion about the cycle supply (consumption) of fuel, and also significantly facilitate the troubleshooting of the fuel system of the engine.
Источники информацииInformation sources
1. Патент №2161725 RU, МПК F02M 65/00. Способ определения цикловой подачи топлива в дизельном двигателе. Заявл. 18.08.98, №98115893/28, опубл. 10.01.2001. 1. Patent No. 2161725 RU, IPC F02M 65/00. A method for determining the cyclic fuel supply in a diesel engine. Claim 08/18/98, No. 98115893/28, publ. 01/10/2001.
2. Патент №2223413 RU, МПК F02M 65/00, G01M 15/00. Способ определения цикловой подачи топлива в дизельном двигателе. Заявл. 30.07.2002. №2002120155/06, опубл. 10.02.2004. 2. Patent No. 2223413 RU, IPC F02M 65/00,
Claims (8)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015146361A RU2665566C2 (en) | 2015-10-27 | 2015-10-27 | Method for determining cyclic fuel supply and device for implementation thereof |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015146361A RU2665566C2 (en) | 2015-10-27 | 2015-10-27 | Method for determining cyclic fuel supply and device for implementation thereof |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2015146361A RU2015146361A (en) | 2017-05-03 |
RU2015146361A3 RU2015146361A3 (en) | 2018-03-13 |
RU2665566C2 true RU2665566C2 (en) | 2018-08-31 |
Family
ID=58698072
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2015146361A RU2665566C2 (en) | 2015-10-27 | 2015-10-27 | Method for determining cyclic fuel supply and device for implementation thereof |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2665566C2 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2694108C1 (en) * | 2018-05-21 | 2019-07-09 | Общество с ограниченной ответственностью "РедСистемс" | Method for determining technical state of internal combustion engines and device for its implementation |
RU2775798C1 (en) * | 2021-04-01 | 2022-07-11 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Новосибирский государственный аграрный университет" | Method for identifying cyclic fuel supply in a diesel engine and apparatus for implementation thereof |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2223413C1 (en) * | 2002-07-30 | 2004-02-10 | Государственное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский технологический институт ремонта и эксплуатации машинно-тракторного парка | Method to determine cyclic delivery of fuel in diesel engine |
WO2005080923A1 (en) * | 2004-02-13 | 2005-09-01 | Combustion Dynamics Corp. | Flow meter |
RU2289720C2 (en) * | 2004-07-30 | 2006-12-20 | ГНУ Всероссийский научно-исследовательский технологический институт ремонта и эксплуатации машинно-тракторного парка Россельхозакадемии | Method of testing high-pressure fuel pumps and device for realization of this method |
RU2562349C1 (en) * | 2014-03-11 | 2015-09-10 | Филюс Раисович Сафин | Method of testing and adjustment of diesel fuel devices and test rig for this method implementation |
-
2015
- 2015-10-27 RU RU2015146361A patent/RU2665566C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2223413C1 (en) * | 2002-07-30 | 2004-02-10 | Государственное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский технологический институт ремонта и эксплуатации машинно-тракторного парка | Method to determine cyclic delivery of fuel in diesel engine |
WO2005080923A1 (en) * | 2004-02-13 | 2005-09-01 | Combustion Dynamics Corp. | Flow meter |
RU2289720C2 (en) * | 2004-07-30 | 2006-12-20 | ГНУ Всероссийский научно-исследовательский технологический институт ремонта и эксплуатации машинно-тракторного парка Россельхозакадемии | Method of testing high-pressure fuel pumps and device for realization of this method |
RU2562349C1 (en) * | 2014-03-11 | 2015-09-10 | Филюс Раисович Сафин | Method of testing and adjustment of diesel fuel devices and test rig for this method implementation |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2694108C1 (en) * | 2018-05-21 | 2019-07-09 | Общество с ограниченной ответственностью "РедСистемс" | Method for determining technical state of internal combustion engines and device for its implementation |
RU2775798C1 (en) * | 2021-04-01 | 2022-07-11 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Новосибирский государственный аграрный университет" | Method for identifying cyclic fuel supply in a diesel engine and apparatus for implementation thereof |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2015146361A3 (en) | 2018-03-13 |
RU2015146361A (en) | 2017-05-03 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR101095758B1 (en) | Device for measuring time-resolved volumetric throughflow processes | |
JPS63241330A (en) | Method and device for inspecting internal combustion engine | |
US3765233A (en) | Device for measuring compression of piston engines | |
WO2012066044A1 (en) | Method of determining injection parameters for an injector | |
Antonopoulos et al. | Effect of instantaneous rotational speed on the analysis of measured diesel engine cylinder pressure data | |
KR20090125070A (en) | Method and indicator for determining engine parameters | |
RU2665566C2 (en) | Method for determining cyclic fuel supply and device for implementation thereof | |
CA2041731C (en) | Method of measuring the instantaneous shaft velocity of a rotary machine | |
RU2571693C1 (en) | Method to determine technical condition of internal combustion engines and expert system for its realisation | |
NO773485L (en) | MEASUREMENT OF INDICATED POWER BY PISTON MACHINES | |
RU161694U1 (en) | DEVICE FOR TESTING HIGH PRESSURE FUEL PUMPS AND DIESEL INJECTORS | |
RU2694108C1 (en) | Method for determining technical state of internal combustion engines and device for its implementation | |
RU2313689C1 (en) | Method to determine angle of commencement of fuel injection by nozzle | |
RU2648175C1 (en) | High pressure fuel pump testing device | |
RU2289720C2 (en) | Method of testing high-pressure fuel pumps and device for realization of this method | |
RU2775798C1 (en) | Method for identifying cyclic fuel supply in a diesel engine and apparatus for implementation thereof | |
RU156202U1 (en) | DEVICE FOR MONITORING THE UNEQUALITY OF ROTATION OF THE SHAFT OF THE INTERNAL COMBUSTION ENGINE | |
US3358499A (en) | Apparatus for the checking of a diesel engine | |
RU2175120C2 (en) | Method of and expert's system for checking in service state of internal combustion engines | |
US4160376A (en) | Method and device for estimating fuel consumption | |
RU2484440C1 (en) | Diagnostics method of gas distributing mechanism of internal combustion engine, and device for method's implementation | |
CN105067054A (en) | Instantaneous flow rate detection method based on 8051 single-chip microcomputer | |
RU2434206C9 (en) | Method of determination of coolant flow rate by characteristic point of power and spectral density of voltage of magnet induction converter of ball flow metre | |
RU168784U1 (en) | Device for diagnosing devices of a power system, electric start-up, information-measuring system, diesel power supply system | |
RU171549U1 (en) | DEVICE FOR TESTING A HIGH PRESSURE FUEL PUMP ON A WORKING DIESEL |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20181003 |