Газовідбірний комплекс для визначення основних параметрів і токсичності двигунів внутрішнього згорання

Винахід відноситься до галузі машинобудування, зокрема до двигунів внутрішнього згоряння (ДВЗ) і може бути використаний при досліджені токсичності відпрацьованих газів (ВГ) ДВЗ. Відомий пристрій для відбору проб газу з двигуна внутрішнього згоряння [див. А.С. СРСР №1153259 А, кл. G01N1/22, G01Μ15/00, F02В71/00, опубл. 30.04.85, бюлетень №16), який передбачає відбір газів за допомогою електромеханічної системи, яка складається з дисків, розміщених концентрично, і змонтованих на них рухомих і нерухомих контактів. Недоліком вказаного способу є те, що він фіксує обмежену кількість параметрів двигуна, досить інерційний, не забезпечує автоматичної роботи пристрою, не передбачає можливості реєстрації і автоматизованої обробки результатів досліджень. Винаходом ставиться задача розширення функціональних можливостей газовідбірного комплексу (ГК) і більш повної реєстрації і автоматизації досліджуваних параметрів двигуна. Поставлене винаходом задача досягається тим, що у газовідбірному комплексі для визначення основних параметрів і токсичності двигунів вн утрішнього згоряння, який включає системи управління двигуном та відбору проб газу з циліндра двигуна, до яких входять електричний паливний насос, регулятор тиску, котушка запалювання, електромагнітна форсунка, контролер, дросельна заслінка, датчик положення дросельної заслінки, програмований блок управління клапаном, електромагнітний газовідбірний клапан з електронним управлінням, датчика переміщення газовідбірного клапана, згідно винаходу, газовідбірний комплекс включає також контрольно-вимірювальні прилади, які визначають параметри двигуна, до яких відносяться датчик тиску в паливній магістралі, витратомір палива, витратомір повітря, датчик розрідження у впускному трубопроводі, датчик температури повітря на впуску, датчик обертів колінчастого валу, да тчик положення колінчастого валу, датчик крутного моменту двигуна, датчик нерівномірності обертання колінчастого валу, барометр атмосферного тиску, датчик детонації двигуна, датчик температури охолоджувальної рідини, датчик тиску в циліндрі двигуна, да тчик температури відпрацьованих газів та систему, яка проводить автоматизовану реєстрацію та обчислення результатів досліду, до якої входять аналого-цифровий перетворювач, електронно-обчислювальна машина, цифровий записуючий пристрій та принтер. На Фіг.1 представлений запропонований газовідбірний комплекс для визначення параметрів і токсичності ДВЗ методом відбору проб газу з циліндра двигуна. На Фіг.2 та таблиці - зразок запису осцилограм (відмітки часу, датчика положення колінчастого валу двигуна, сигналу на електромагнітний газовідбірний клапан (ЕМГК), переміщення газовідбірного клапана при газовідборі, моменту запалювання суміші, атмосферного тиску та тиску в циліндрі двигуна) та інших параметрів роботи ДВЗ при газовідборі та роздруковування їх за допомогою принтера. Газовідбірний комплекс для визначення основних параметрів і токсичності двигунів вн утрішнього згоряння (ГК) складається з: системи управління двигуном до якої входять паливний бак 1, електричний паливний насос 2, регулятор тиску 3, котушка запалювання 6, електромагнітна форсунка 7, контролер 8, дросельна заслінка 23, датчик положення дросельної заслінки 22; системи відбору проб газу з циліндра двигуна, яка складається відповідно з електронного блоку управління ЕМГКом 13 (до якого входять: кнопка відбору проби 14, клавіатура 15, кнопки встановлення кількості циклів 16, тривалості імпульсу 17, управління початком відкриття клапана 18, індикатор 19, кнопка включення живлення блоку 20, кнопки встановлення режиму газовідбору 21), електромагнітного газовідбірного клапана 28, датчика переміщення ЕМГКа 27; приладів і датчиків для визначення параметрів двигуна (датчика тиску в паливній магістралі 4, витратоміра палива 5, витратоміра повітря 24, датчика розрідження у впускному трубопроводі 25, датчика температури повітря на впуску 26, датчика обертів колінчастого валу 29, датчика положення колінчастого валу 30, датчика крутного моменту ДВЗ 31, датчика нерівномірності обертання колінчастого валу 32, барометра атмосферного тиску 34, датчика детонації ДВЗ 35, датчика температури охолоджувальної рідини 36, датчика тиску в циліндрі двигуна 37, датчика температури ВГ 38); системи реєстрації, автоматичного обчислення і друку (аналого-цифровий перетворювач 12, електронно-обчислювальна машина 10, цифровий записуючий пристрій 11, принтер 9); зубчатого вінця 33. Газовідбірний комплекс для визначення основних параметрів і токсичності двигунів внутрішнього згоряння функціонує наступним чином. За допомогою контролера 8 вибирається програма управлінням ДВЗ (момент впорскування та запалювання, тривалість імпульсу на форсунці, відкриття дросельної заслінки та інші). Від контролера управління впорскуванням палива і моментом запалювання 8 подається сигнал на електронний блок управління 13 ЕМГКом. До блоку 13 також поступає імпульс від датчика обертів колінчастого валу 29. В електронному блоці управління 13 встановлюється момент і тривалість спрацювання електромагнітного газовідбірного клапана 28. Імпульс на ЕМГК подається через 280°-480° після переднього фронту сигналу з контролера і може регулюватись за допомогою кнопки 18 і клавіатури 15, а тривалість імпульсу знаходиться в межах 1...100мс і може змінюватись за допомогою відповідно кнопок 12 і 15. За допомогою перемикача 21 електронний блок може забезпечити три режими роботи: одноразовий, багаторазовий та ручний. При виборі одноразового відбору і натисканні на кнопку 14 на ЕМГК подається один імпульс. При багаторазовому відборі кількість імпульсів задається за допомогою кнопки 16. Ручний режим відбору проб газу вибирається за допомогою перемикача 21 і відбувається при утриманні кнопки 14 в натиснутому стані. Режими і параметри роботи ЕМГК (початок і тривалість відбору, режим роботи та кількість спрацьовувань ЕМГК при багаторазовому відборі), які встановлюються за допомогою електронного блоку управління газовідбором 13, фіксуються на індикаторі 19. Інформація з контролера 8, електронного блоку 13, витратоміра палива 5, витратоміра повітря 24, барометра атмосферного тиску 34, датчиків визначення параметрів роботи ДВЗ (тиску в паливній магістралі 4, положення дросельної заслінки 22, розрідження у впускному тр убопроводі 25, температури повітря на впуску 26, переміщення ЕМГКа 27, обертів колінчастого валу 29, положення колінчастого валу 30, крутного моменту ДВЗ 31, нерівномірності обертанні колінчастого валу 32, детонації ДВЗ 35, температури охолоджувальної рідини 36, тиску в циліндрі двигуна 37, температури ВГ 38) передається через аналого-цифровий перетворювач на ПЕОМ і записується на жорсткий диск, а при спрацюванні ЕМГК роздруковується за допомогою принтера. Газовідбірний комплекс (ГК) дає можливість провести повне дослідження токсичності з одночасним визначенням 24-х параметрів в бензинових та дизельних поршневих ДВЗ, включаючи роторно-поршневі, а також в двигунах з регулюванням потужності відключенням окремих робочих циклів (ДРЦ). Газовідбірний комплекс реєструє витрату палива та повітря, атмосферний тиск, тиск в паливній магістралі, положення дросельної заслінки, розрідження у впускному трубопроводі, температур у повітря на впуску, переміщення електромагнітного газовідбірного клапана, частоту обертання і положення колінчастого валу, крутний момент двигуна внутрішнього згоряння, нерівномірність обертання колінчастого валу, детонацію двигуна, температуру о холоджувальної рідини, тиск в циліндрі двигуна, температур у відпрацювавших газів і проводить їх автоматичне обчислення за допомогою персональної електронно-обчислювальної машини (ПЕОМ), а результати записуються на жорсткий диск за допомогою цифрового записуючого пристрою. Таблиця № 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 Параметри Дослідні Оберти колінчастого валу ДВЗ, Nдв Температура охолоджувальної рідини, tводи Температура повітря на впуску, tпов Розрідження у вп ускному тр убопроводі, ра Максимальний тиск згоряння, pz Температура відпрацювавших газів, t вих Нерівномірність обертання, δ Атмосферний тиск, р0 Детонація Кут випередження запалення до ВМТ, θ Робочий тиск палива, рнас Довжина сигналу на форсунку, tфор Відкриття дросельної заслінки Початок відбору проби газу ЕМГКом після ВМТ Тривалість відкритого стану ЕМГКа Максимальний крутний момент, Мкр Годинна витрата палива, GT Годинна витрата повітря, GT CO CnHm NOх Обчисленні Потужність двигуна, Nдв Питома витрата палива, ge Коефіцієнт надлишку повітря α Розмірність хв-1 °С °С мм.рт.ст МПа °С % мм.рт.ст Відсутня або присутня град. кгс/см 2 мс % град град Н×м кг/год кг/год % чнм чнм кВт г/кВт×год Значення