Способ определения цикловой подачи топлива и устройство для его осуществления

1. Способ определения цикловой подачи топлива в дизельном двигателе по фазовому сдвигу между импульсами, характеризующими состояние топливоподачи, в том числе 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 позднее момента срабатывания указанного регулятора на уменьшение подачи топлива и достижения двигателем номинальной частоты вращения, отличающийся 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 известной длины и поперечного сечения на выходе топливного насоса и перед форсункой, причем фазовый сдвиг определяют по максимуму взаимной корреляционной функции или по наклону фазочастотной характеристики взаимного энергетического спектра указанных импульсов, 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.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в режиме свободного ускорения двигателя 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, 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.
3. Способ по п. 1, отличающийся 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 корпусов соседних по диаграмме распределения вспышек по цилиндрам топливопроводов высокого давления известной длины и поперечного сечения на выходах топливного насоса или перед форсунками, причем фазовый сдвиг определяют 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 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.
4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что 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.
5. Способ по п. 1, отличающийся тем, что 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.
6. Устройство для измерения цикловой подачи топлива в дизельном двигателе по фазовому сдвигу между импульсами, характеризующими состояние топливоподачи, содержащее последовательно соединенные датчики давления, усилители и световой осциллограф или вместо последнего жестко связанный с коленчатым валом двигателя диск с угловой градуировкой и моментоскоп, схему 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, отличающееся 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.
7. Устройство по п. 6, отличающееся тем, что 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.
8. Устройство по п. 6, отличающееся тем, что 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.