Электронные индикаторы

Современная практика ориентируется на применение электронных индикаторов, обладающих практически неограниченными возможностя­ми по частоте (до 2000 об/мин) и погрешность используемых датчиков давления ограничивается 0,2%. Классическим примером электронного индикатора может служить «МIР Calculator» фирмы Аутроника, пред­ставленный на рис. 1.

Рис. 1 Схема размещения компонентов электронного индикатора MIP-Calculator(Аутроника)NK-100

В комплект индикатора входят:

Персональный компьютер с программным обеспечением по обра­ботке индикаторных диаграмм и принтером;Переносные или стационарно устанавливаемые тензо-датчики давления газов с пределами измерения до 10,15 или 20 МПа и точ­ностью ±1%; допустимая температура 300°. В последней модифи­кации прибора фирма перешла на пьзокварцевые датчики фирмы Кистлер, допускающие температуры до 400°;Переносной тензодатчик давления топлива с пределами из­мерения 0-100 или 200 МПа и точностью ±1%. Допустимая температура 150°.Рис. 2 Обработка диаграмм давления газов и топливаРис. 2.1 Обработка диаграмм давления газов и топливаТензодатчик давления надувочного воздуха, точность ±0,5%;Индуктивный датчик для точного определения положения рабочего поршня и скорости вращения вала. На маховик или вал двигателя одевается лента со штырями, расположенными по окружности через каждые 12 градусов, и штырем, соответствующим положению пор­шня цилиндра N1 в ВМТ. При прохождении штырей мимо датчика в нем индуцируется ЭДС с амплитудой в 5 Вольт. В компьютере расстояние между соседними штырями делится на 12 частей и, бла­годаря этому компьютер обрабатывает индикаторную диаграмму с частотой в 1 градус п.к.в.

Снятые с двигателя диаграммы обрабатываются в компьютере и по запросу оператора на экране монитора высвечиваются как сами диа­граммы, так и результаты обработки (см.рис 14-5), включающие:

По индикаторной диаграмме:

Среднее индикаторное давление;Макс, давление сгорания;Давление сжатия;Давление за 36 град. после ВМТ, позволяющее судить о степени догорания топлива по ходу расширения;α Рмакс - положение точки Рмакс по отношению к ВМТ, позволяющее судить о том, как сориентировано сгорание топлива;Мощность цилиндра;Давление надувочного воздуха.

По диаграмме давлений впрыска:

Максимальное давление впрыска;Давление начала впрыска (открытия иглы);Угол опережения;Продолжительность подачи топлива.

В памяти компьютера могут сохраняться ранее снятые диаграммы, полученые на двигателе в исправном состоянии и в типичных для него условиях работы (режим, внешние условия, топливо). В дальнейшем они могут использоваться в качестве эталонных, что, как это видно из (см. рис. 3) сопоставления эталонной диаграммы с действительной существен­но упрощает задачу диагностики рабочего процесса.

В последние годы появились переносные, очень компактные электронные индикаторы (рис. 4), включающие блок питания и обработки сигналов от датчиков и элементы памяти. Зафиксированные в памяти измерения в последующем переносятся в компьютер и в нем осуществляется их обработка.

Оценивая индикаторы, важно также отметить, что наличие длинного индикаторного канала вызывает определенные искажения в измеряемые давления. Более того, канал при длительной работе забивается отложе­ниями кокса, нарушающими процесс передачи импульса давления газов из камеры сгорания, что, в свою очередь, вносит искажения в величину фиксируемых давлений.

Рис. 3 Пример представления информации на основе сопостав­ления эталонных кривых с действительнымиРис. 3.1 Пример представления информации на основе сопостав­ления эталонных кривых с действительными

Конструкторы пытались избавиться от канала, опустив датчик в камеру сгорания. Но это требовало перехода на новые конструктивные решения и материалы для чувствительного элемента, которые в течение длительного времени выдерживали бы температуры 500-600°С.

Существующие пьезо- и тензоэлементы допускают 300-400°.

Рис. 4 Переносной индикаторРис. 5 Датчик давления

Были попытки измерять давле­ние газов в цилиндре по изменению напряжений в шпильках креп­ления крышек цилиндров путем наклеивания на них тензодатчика. Однако, как показали наши иссле­дования, точность и стабильность показаний были невысокими.

Это определялось сложностью тарировки датчика и возникающи­ми в процессе работы двигателя изменениями в величине испыты­ваемых шпильками напряжений.

Фирмой МАН-БВ для новых двигателей с электронным управ­лением в целях осуществления непрерывного контроля за рабочими процессами в цилиндрах был разработан тензодатчик, вставляемый в просверленный в крышке цилиндра канал и прочно удерживаемый в контакте с металлом крышки (рис. 5). Канал глухой и соприкосновение датчика с горячими и агрессивными газами отсутствует, температуры в месте его установки не превышают 200°.

Рекомендуется к прочтению:
Контроль и регулирование рабочих процессов, измерительные приборы
Индицирование двигателя