Маховик в двигателе внутреннего сгорания: Какую роль играет маховик в двигателе внутреннего сгорания?

Содержание

Устройство маховика двигателя

Двигатель внутреннего сгорания (ДВС) является сложным механизмом с конструктивной точки зрения. Он объединяет в себе массу рабочих элементов, каждый из которых выполняет свои конкретные функции в заданном режиме.

Отдельного внимания заслуживает маховик, обеспечивающий стабильность в работе силового агрегата и равномерность его хода в работе.

В моторе маховик отвечает за ряд достаточно важных процессов и поэтому важна стабильность его работы.

Что собой представляет маховик в ДВС?

Маховик служит для аккумуляции энергии механического движения и последующей её передачи для нивелирования перепадов крутящегося момента.

Располагается механизм в торцевой части коленчатого вала. Практически рядом с ним можно заметить задний коренной подшипник. Это ориентир для быстрого визуального нахождения маховика.

Используемый подшипник отличается солидным запасом прочности и устойчивости к износу. Благодаря мощной конструкции он фиксирует маховик и уменьшает его рабочие нагрузки.

Все это оказывает положительное влияние на увеличение срок работы механизма. Устройство благодаря солидному запасу прочности и качеству используемого материала способно прослужить без замены длительный период времени.

Задачи маховика в двигателе внутреннего сгорания

Маховик применяется для реализации в ДВС нескольких процессов, каждый из которых вместе и по отдельности важен для стабильной работы мотора.

Можно выделить следующие задачи, которые решает маховик:

  1. Передача вращательной силы от стартера к коленчатому валу при запуске мотора;
  2. Передача крутящегося момента от силового агрегата к трансмиссии;
  3. Снижение вибрации мотора во время его работы;
  4. Минимизирует перепады вращения коленчатого вала.

Принцип работы маховика

Маховик мотора в процессе работы аккумулирует в себе кинетическую энергию и перенаправляет её на минимизацию перепадов крутящегося момента коленчатого вала.

Аккумуляция энергии происходит в процессе рабочего хода поршня мотора. Использование кинетической энергии осуществляется в иных тактах силового агрегата.Особенно при выводе поршней из мёртвых зон.

Количество цилиндров мотора оказывает прямое влияние на длительность рабочего хода поршня. Этим обусловлена стабильность и равномерность работы моторов с большим количеством цилиндров.

Кинетическая энергия механизма заметно упрощает запуск многоцилиндрового мотора. Машина плавно без дёрганий двигается с места. Для изготовления маховика преимущественное количество производителей используется качественный чугунный материал.

Устройство маховика двигателя

Несмотря на небольшие размеры, маховик весит прилично. Средний диаметр изделия составляет 40 сантиметров.

На его торце расположены зубцы, обеспечивающие надёжное сцепление с валом стартера. Именно через них передаётся вращательное движение коленчатому валу мотора.

Сегодня по конструктивным особенностям выделяют следующие виды маховиков:

Демпферный маховик

Активно используется в современных моделях автомобилей. Представляет собой устройство из двух дисков объединённых между собой пружинно-демпферным механизмом

Выполняет ряд важных задач:

  • нейтрализует избыточные колебания коленчатого вала;
  • предотвращает перегрузку коробки передач;
  • снижает износ синхронизирующих элементов мотора;
  • плавность переключения передач;
  • экономное расходование топлива

Сплошной маховик

Самый распространённый вид механизма, активно используемый в моторах нового поколения. Представляет собой массивный диск из чугуна. Отличается надёжность и долговечностью в эксплуатации

Облегчённый маховик

Отличается небольшой массой за счёт использования специальных материалов. Даёт возможность силовому агрегату достигать максимальных оборотов.

Способствует увеличению мощности мотора до 10 процентов. Износостоек, прочен и надёжен. Единственный существенный минус – высокая стоимость.

Заключение

Маховик в моторе выступает своеобразным стабилизационным элементом, обеспечивающим баланс в работе разнообразных механизмов. Принимая на себя избыточные колебания, он гасит их, тем самым увеличивая ресурс силового агрегата.

Спасибо за внимание, удачи вам на дорогах. Читайте, комментируйте и задавайте вопросы. Подписывайтесь на свежие и интересные статьи сайта.

Маховик двигателя внутреннего сгорания. Стоковая иллюстрация № 2300431, иллюстратор WalDeMarus / Фотобанк Лори

Корзина Купить!

Изображение помещёно в вашу корзину покупателя.
Вы можете перейти в корзину для оплаты или продолжить выбор покупок.
Перейти в корзину…

удалить из корзины

Размеры в сантиметрах указаны для справки, и соответствуют печати с разрешением 300 dpi. Купленные файлы предоставляются в формате JPEG.

¹ Стандартная лицензия

разрешает однократную публикацию изображения в интернете или в печати (тиражом до 250 тыс. экз.) в качестве иллюстрации к информационному материалу или обложки печатного издания, а также в рамках одной рекламной или промо-кампании в интернете. При использовании требуется указывать источник произведения.

² Расширенная лицензия разрешает прочие виды использования, в том числе в рекламе, упаковке, дизайне сайтов и так далее.

Подробнее об условиях лицензий

³ Лицензия Печать в частных целях разрешает использование изображения в дизайне частных интерьеров и для печати для личного использования тиражом не более пяти экземпляров.

Пакеты изображений дают значительную экономию при покупке большого числа работ (подробнее)

Размер оригинала:

4800×4800 пикс. (23 Мп)

Указанная в таблице цена складывается из стоимости лицензии на использование изображения (75% полной стоимости) и стоимости услуг фотобанка (25% полной стоимости). Это разделение проявляется только в выставляемых счетах и в конечных документах (договорах, актах, реестрах), в остальном интерфейсе фотобанка всегда присутствуют полные суммы к оплате.

Внимание! Использование произведений из фотобанка возможно только после их покупки. Любое иное использование (в том числе в некоммерческих целях и со ссылкой на фотобанк) запрещено и преследуется по закону.

Маховик многоцилиндрового двигателя внутреннего сгорания

 

Полезная модель относится к машиностроению и может быть использована в приводах транспортных средств, в том числе легковых автомобилей.

Маховик состоит из диска с выступающим в сторону коленчатого вала фланца и обода с напрессованным зубчатым венцом. Фланец содержит внутреннюю выемку. Контур внутренней выемки фланца состоит из прямолинейной поверхности окружной канавки, выполненной с внутренней стороны маховика которая переходит на внутреннюю поверхность стенок фланца, выполненных под углом не менее 60 градусов относительно линии параллельной оси вращения маховика. Поверхности стенок переходят на внутреннюю прямолинейную поверхность основания фланца, при этом длина внутренней прямолинейной поверхности основания фланца составляет не менее 55 процентов от длины прямолинейной поверхности окружной канавки в точках пересечения с внутренними поверхностями стенок фланца, а ширина внутренней выемки фланца составляет не менее половины ширины всей полости маховика.

Полезная модель позволяет снизить термическую нагруженность маховика за счет эффективного отвода во внешнюю среду продуктов износа фрикционного диска.

1 н.п. ф-лы, 1 ил.

Полезная модель относится к машиностроению и может быть использована в приводах транспортных средств, в том числе легковых автомобилей.

Маховик многоцилиндрового двигателя внутреннего сгорания (далее ДВС) служит накопителем кинетической энергии, необходимой для пуска и обеспечения плавного трогания автомобиля с места. Маховик выполнен в виде диска с массивным ободом на котором напрессован зубчатый венец для принудительного вращения электрическим стартером с целью запуска двигателя. Фланец маховика закреплен на хвостовике коленчатого вала с помощью крепежных элементов.

Наиболее близким по технической сущности к полезной модели является маховик (см. многокрасочный альбом В.А.Вершигора, Л.И.Вихко, Е.М.Золотарев, А.П.Игнатов, Ю.М.Пашин, К.Б.Пятков «Автомобиль ВА3-2121» М.: Машиностроение, 1982. — 92 с., ил., лист 9, стр.21.) Указанный маховик представляет собой диск с ободом, на который напрессован зубчатый венец. Фланец маховика выполнен выступающим в сторону коленчатого вала. Наклонные стенки фланца со стороны установки крепежных элементов образуют выемку. При этом угол наклона стенок и соответственно форма выемки фланца маховика выбраны исключительно исходя из прочностных характеристик маховика. Данное техническое решение выбрано в качестве прототипа.

В процессе эксплуатации известного маховика были выявлены недостатки заключающиеся в снижении износостойкости переднего подшипника первичного вала коробки передач из-за скопления продуктов износа диска сцепления в зоне работы подшипника. Опытным путем было установлено, что расположение и пропорции формообразующих поверхностей выемки маховика оказывают влияние на показатели термической нагруженности маховика за счет снижения аэродинамических сопротивлений с учетом направленности высокоскоростного воздушного потока внутри полости маховика и отвода тепла и продуктов износа диска сцепления через сквозные отверстия сообщающиеся с внутренней поверхность окружной канавки.

Полезная модель направлена на решение технической задачи состоящей в разработке такой конструкции маховика, которая с сохранением надежного центрирования обода диска и прочностных характеристик маховика, за счет организации направленного воздушного потока и снижения аэродинамического сопротивления во внутренней полости маховика эффективно отводит во внешнюю среду продукты износа фрикционного диска, а также снижает термическую нагруженность маховика в целом.

Указанная задача решается тем, что предложен маховик многоцилиндрового ДВС состоящий из диска с выступающим в сторону коленчатого вала фланцем содержащим внутреннюю выемку и ободом содержащем зубчатый венец. Отличительной особенностью является то, что контур внутренней выемки фланца на виде в плане состоит из прямолинейной поверхности окружной канавки, выполненной с внутренней стороны маховика, переходящей на внутреннюю поверхность стенок фланца, выполненных под углом не менее 60 градусов относительно линии параллельной оси вращения маховика, переходящих на внутреннюю прямолинейную поверхность основания фланца, при этом длина внутренней прямолинейной поверхности основания фланца составляет не менее 55 процентов от длины прямолинейной поверхности окружной канавки в точках пересечения с внутренними поверхностями стенок фланца, а ширина внутренней выемки фланца составляет не менее половины ширины всей полости маховика.

Устройство маховика многоцилиндрового ДВС представлено на фиг.1, где изображен продольный разрез маховика.

Маховик 1 состоит из диска 2 с выступающим в сторону коленчатого вала (не показан) фланца 3 и обода 4 с напрессованным зубчатым венцом 5. Фланец 3 содержит внутреннюю выемку 6. Контур внутренней выемки 6 фланца 3 состоит из прямолинейной поверхности 7 окружной канавки 8, выполненной с внутренней стороны 9 маховика 1, которая переходит на внутреннюю поверхность стенок 10 и 11 фланца 3, выполненных под углом не менее 60 градусов относительно линии 12 параллельной оси вращения 13 маховика 1. Поверхности стенок 10 и 11 переходят на внутреннюю прямолинейную поверхность основания фланца 14, при этом длина внутренней прямолинейной поверхности основания фланца 14 составляет не менее 55 процентов от длины прямолинейной поверхности 7 окружной канавки 8 в точках пересечения 15 и 16 с внутренними поверхностями стенок 10 и 11 фланца 3, а ширина Sv внутренней выемки 17 фланца 3 составляет не менее половины ширины Sp всей полости маховика 1.

Работа устройства состоит в том, что в процессе вращения маховика 1 с большим количеством оборотов в выемке 6 фланца 3 возникает интенсивное движение воздушных масс, которые получают дополнительное ускорение под воздействием выступающих над прямолинейной поверхностью основания фланца 14 элементов крепления (не показаны). В процессе работы происходит отделение частиц фрикционного слоя диска сцепления и смешивание их с воздухом. При значительном количестве оборотов вращения маховика 1 в выемке фланца 3 происходит процесс разрежения и воздушный поток смешанный с продуктами износа устремляется через сквозные отверстия 18 наружу. При этом контур внутренней выемки 6 фланца 3 способствует оптимальному распределению воздушных масс.

Заявляемое техническое решение соответствует требованиям промышленной применимости и возможно для реализации на технологическом оборудовании с использованием известных технологий.

Маховик многоцилиндрового двигателя внутреннего сгорания, состоящий из диска с выступающим в сторону коленчатого вала фланцем, содержащим внутреннюю выемку, и ободом, содержащим зубчатый венец, отличающийся тем, что контур внутренней выемки фланца на виде в плане состоит из прямолинейной поверхности окружной канавки, выполненной с внутренней стороны маховика, переходящей на внутреннюю поверхность стенок фланца, выполненных под углом не менее 60º относительно линии, параллельной оси вращения маховика, переходящих на внутреннюю прямолинейную поверхность основания фланца, при этом длина внутренней прямолинейной поверхности основания фланца составляет не менее 55% от длины прямолинейной поверхности окружной канавки в точках пересечения с внутренними поверхностями стенок фланца, а ширина внутренней выемки фланца составляет не менее половины ширины всей полости маховика.

ДВС + МАХОВИК: engineering_ru — LiveJournal

В прошлом году я уже поднимал тему маховиков, установленных на автомобили в качестве  рекуператоров кинетической энергии.  Предлагаю вашему вниманию некоторые достижения Volvo в этом направлении.

В течение четырех лет компании проводили испытания на дорогах общественного пользования и на полигонах в Швеции и Великобритании, которые показали, что гибридная технология с использованием маховика позволяет увеличить мощность на 80 л.с. и снизить расход топлива до 25%.

Flybrid KERS (система рекуперации кинетической энергии с использованием маховика) установлена на задней оси Volvo S60, который оборудован пятицилиндровым бензиновым двигателем T5 мощностью 254 л.с. В процессе торможения кинетическая энергия, которая в ином случае была бы потеряна в виде тепла, передается с колес на систему KERS и приводит в движение маховик из углеволокна весом 6 кг, который раскручивается до 60 000 оборотов в минуту. Когда автомобиль вновь начинает движение, энергия, сохраненная вращающимся маховиком, передается обратно на задние колеса через специальную трансмиссию, что позволяет ускорить разгон или снизить нагрузку на двигатель. ДВС, который передает крутящий момент на передние колеса, выключается, как только начинается процесс торможения. Энергия маховика может использоваться для начала движения с места или для поддержания движения автомобиля, когда он достигает определенной скорости.

«Энергии, обеспеченной маховиком, достаточно для движения автомобиля на короткие дистанции. Это существенно сказывается на экономии топлива. По нашим расчетам двигатель будет отключен в течение половины времени для движения согласно требованиям Нового европейского цикла движения», – поясняет Дерек Краб, вице-президент по разработке двигателей Volvo Car Group.

Маховик приводится в движение в процессе торможения, поэтому энергия рекуперации доступна лишь в ограниченных пределах, когда вращается маховик. Эта технология наиболее эффективна в условиях, когда автомобиль часто тормозит и снова начинает движение. Другими словами, экономия топлива будет наиболее заметной при движении в городском потоке или при динамичной езде.

Если учитывать энергию рекуперации маховика с полной мощностью двигателя внутреннего сгорания, то автомобиль получает дополнительных 80 л.с. Благодаря высокому крутящему моменту автомобиль способен на быстрые ускорения, заметно снижая параметры разгона с места до 100 км/ч. Например, экспериментальный Volvo S60 T5, оборудованный этой системой, разгоняется до 100 км/ч примерно на 1,5 секунды быстрее стандартной модели. Привод KERS на задние колеса делает автомобиль частично полноприводным, улучшая сцепление колес с дорожным покрытием и повышая стабильное поведение автомобиля в ходе ускорения.

«Мы первыми установили маховик на задней оси автомобиля в сочетании с двигателем внутреннего сгорания, который приводит в движение передние колеса. Теперь после успешного завершения испытаний мы будем изучать возможности интеграции этой технологии в наших будущих моделях автомобилей», – добавляет Дерек Краб.

http://www.popmech.ru/article/15391-dvs-plyus-mahovik-moschnost-vyishe-rashod-menshe/photo/all/#foto

Вопросы § 22

1. Какой двигатель называют двигателем внутреннего сгорания?

Двигатель внутреннего сгорания — это тепловой двигатель, топливо в котором сгорает прямо в цилиндре внутри самого двигателя.

2. Пользуясь рисунком 26, расскажите, из каких основных частей состоит простейший двигатель внутреннего сгорания.

Простейший двигатель внутреннего сгорания состоит из цилиндра, в котором перемещается поршень, соединенный внизу шатуном с коленчатым валом. Два клапана в верхней части цилиндра открываются и закрываются автоматически в нужные моменты. Один клапан служит для подачи в цилиндр горючей смеси, воспламеняющейся от свечи, другой клапан выпускает отработавшие газы.

 

3. За сколько ходов, или тактов, происходит один рабочий цикл двигателя? Сколько оборотов делает при этом вал двигателя?

Рабочий цикл двигателя происходит за четыре хода (такта) поршня, при этом коленчатый вал делает два оборота.

4. Какие процессы происходят в двигателе в течение каждого из четырёх тактов? Как называют эти такты?

Такты поршня имеют названия в соответствии с происходящими в них процессами: впуск, сжатие, рабочий ход и выпуск. Впуск — поршень движется вниз, в цилиндре создается разряжение, открывается клапан и в цилиндр поступает горючая смесь, клапан закрывается, коленчатый вал совершает пол-оборота. Сжатие — коленчатый вал продолжает поворот, поршень движется вверх и сжимает горючую смесь, она воспламеняется от искры и быстро сгорает. Рабочий ход — поршень под давлением газов опускается вниз, передавая толчок шатуну и коленчатому валу с маховиком при закрытых клапанах. В конце третьего такта открывается другой клапан для выпуска продуктов сгорания в атмосферу. Выпуск — поршень движется вверх, продукты сгорания выходят через клапан, в конце такта клапан закрывается.

5. Какую роль играет маховик в двигателе внутреннего сгорания?

Маховик, обладая значительной инерционностью, необходим для передачи движения поршню в следующих тактах.

 

Коленчатые валы и маховики

Коленчатый вал является высоконапряженной деталью, в про­цессе работы испытывает скручивающие и изгибающие нагрузки. Коленчатые валы изготовляют из углеродистой и легированной сталей (ковка, штамповка), а также из отливок модифицирован­ного чугуна (двигатели типа Д-100). В конструктивном отноше­нии валы могут быть цельными или составными из отдельных взаимозаменяемых частей.

На рис. 153 показано устройство коленчатого вала. Мотыли вала состоят из двух рамовых шеек 3, двух щек 2 и мотылевой шейки 1. Обычно диаметр мотылевых и рамовых шеек одинаков. В местах перехода шеек к щекам располагаются галтели. Щеки мотылей бывают прямоугольного, овального и круглого сечений. Мотылевые и рамовые шейки обычно выполняют полыми и сооб­щаются между собой. Для герметизации этих полостей используют заглушки с прокладками, стягиваемые болтами. Для смазки тру­щихся деталей кривошипно-шатунного механизма применяют цир­куляционную смазку. Масло, нагнетаемое масляным насосом, по­ступает к шейкам рамовых подшипников, а затем через одно или два радиальных отверстия 4 — во внутреннюю полость рамовой шейки, откуда по сверлениям 5 в щеках переходит во внутреннюю полость мотылевой шейки. Через радиальные отверстия 6 масло направляется к мотылевым подшипникам и по центральному свер­лению стержня шатуна к поршневому пальцу или соответственно ползуну и головным подшипникам шатуна.

Носовой конец коленчатого вала используется для привода на­вешенных на двигатель вспомогательных механизмов — иасосов, компрессора и др. На кормовом конце коленчатого вала располо­жен маховик, часто шестерня привода распределительного вала и фланец съема полезной мощности.

Коленчатый вал — одна из наиболее ответственных и дорогих деталей двигателя (до 20—30%, общей стоимости). Укладка ко­ленчатого вала показана на рис. 154.

Наиболее равномерное вращение коленчатого вала двигателя достигается в результате равных промежутков времени между вспышками в отдельных цилиндрах. Выполнить данное условие можно при расположении мотылей под углом ? = 720? / z в четырехтактных двигателях и ? = 360° /z — в двухтактных, где z — число цилиндров. При выборе последовательности работы цилиндров стре­мятся облегчить работу рамовых подшипников. Не должны следо­вать друг за другом рабочие ходы в рядом стоящих цилиндрах.

Порядок работы цилиндров указывается в паспорте двига­теля. Например, для двухтактного шестицилиндрового двигателя: 1—3—5—2—4—6, четырехтактного восьмицилиндрового 1—3—7— 5—8—6—2—4.

Коленчатый вал двигателя под воздействием вращающего мо­мента переменной величины вращается с переменной угловой ско­ростью, что создает неравномерность хода двигателя. Для более равномерной работы двигателя и облегчения пуска его в ход на кормовом конце коленчатого вала закрепляют маховик. При ра­бочем ходе маховик накапливает энергию и отдает ее во время нерабочих ходов. С увеличением числа рабочих цилиндров двига­теля равномерность работы двигателя возрастает.

Маховики изготовляют из чугуна и стали. Малые маховики при диаметре до 2 м выполняют сплошными литыми. На наруж­ной окружности обода маховика иногда делают зубчатый венец, с которым сцепляется валоповоротное устройство. Для проверки и регулирования газораспределения двигателя на обод маховика наносят метки, соответствующие положениям мертвых точек каж­дого цилиндра. В быстроходных двигателях роль маховика выпол­няет демпфер — специальное устройство, предназначенное для ос­лабления крутильных колебаний коленчатого вала.

Коленчатый вал двигателя с деталями движения отдельных ци­линдров, маховиком, промежуточными валами и гребным винтом образуют единую упругую систему, называемую судовым валопро­водом. Под влиянием меняющегося крутящего момента двигателя в системе судового валопровода возникают крутильные колебания, т. е. относительные колебания масс, вызывающие закручивание отдельных участков вала.

Различают свободные и вынужденные крутильные колебания. Свободными крутильными колебаниями называются колебания системы, возникающие после прекращения действия первоначаль­ных моментов. Вынужденными крутильными колебаниями назы­вают колебания системы, происходящие под влиянием периоди­чески действующего возбуждающего момента. Основными источниками вынужденных крутильных колебаний являются силы дав­ления газов на поршни цилиндров и силы инерции поступательно-движущихся частей.

Крутильные колебания вызывают в системе валопровода до­полнительные напряжения, которые в ряде случаев являются причиной серьезных аварий коленчатых, промежуточных и греб­ных валов. Во избежание сказанного система валопровода должна рассчитываться на крутильные колебания с целью выявления кри­тического числа оборотов, при которых колебания достигают наи­более опасных значений.


Устройство маховика двигателя — Узнаю свое Авто!

Двигатель внутреннего сгорания (ДВС) есть сложным механизмом с конструктивной точки зрения. Он объединяет в себе массу рабочих элементов, любой из которых делает собственные конкретные функции в заданном режиме. Отдельного внимания заслуживает маховик, снабжающий стабильность в работе силового агрегата и равномерность его хода в работе.

В моторе маховик несёт ответственность за последовательность достаточно ответственных процессов и исходя из этого ответственна стабильность его работы. Содержание 1 Что собой воображает маховик в ДВС? 1.1 Задачи маховика в двигателе внутреннего сгорания 1.2 Принцип работы маховика 1.3 Устройство маховика двигателя 1.4 Заключение 1.5 Это весьма интересно Что собой воображает маховик в ДВС?

Маховик помогает для аккумуляции энергии механического перемещения и последующей её передачи для нивелирования перепадов крутящегося момента. Находится механизм в торцевой части коленчатого вала. Фактически рядом с ним возможно подметить задний коренной подшипник. Это ориентир для стремительного визуального нахождения маховика. Применяемый подшипник отличается солидным запасом устойчивости и прочности к износу.

Благодаря замечательной конструкции он фиксирует маховик и сокращает его рабочие нагрузки. Все это оказывает хорошее влияние на увеличение срок работы механизма. Устройство благодаря качеству и солидному запасу прочности применяемого материала способно прослужить без замены долгий период времени. Задачи маховика в двигателе внутреннего сгорания Маховик используется для реализации в ДВС нескольких процессов, любой из которых совместно и по отдельности ответствен для стабильной работы мотора.

Возможно выделить следующие задачи, каковые решает маховик: 1.Передача вращательной силы от стартера к коленчатому валу при запуске мотора; 2.Передача крутящегося момента от силового агрегата к трансмиссии; 3.Понижение вибрации мотора на протяжении его работы; 4.Минимизирует перепады вращения коленчатого вала. Принцип работы маховика Маховик мотора в ходе работы аккумулирует в себе кинетическую энергию и перенаправляет её на минимизацию перепадов крутящегося момента коленчатого вала. Аккумуляция энергии происходит в ходе рабочего хода поршня мотора.

Применение кинетической энергии осуществляется в иных тактах силового агрегата.Особенно при выводе поршней из мёртвых территорий. Количество цилиндров мотора оказывает прямое влияние на продолжительность рабочего хода поршня. Этим обусловлена равномерность и стабильность работы моторов с громадным числом цилиндров. Кинетическая энергия механизма заметно упрощает запуск многоцилиндрового мотора.

Машина медлено без дёрганий двигается с места. Для изготовления маховика преимущественное количество производителей употребляется качественный чугунный материал. Устройство маховика двигателя Не обращая внимания на маленькие размеры, маховик весит прилично.

Средний диаметр изделия образовывает 40 сантиметров. На его торце расположены зубцы, снабжающие надёжное сцепление с валом стартера. Как раз через них передаётся вращательное перемещение коленчатому валу мотора. Сейчас по конструктивным изюминкам выделяют следующие виды маховиков: 1. Демпферный маховик Широко применяется в современных моделях машин. Представляет собой устройство из двух дисков объединённых между собой пружинно-демпферным механизмом Делает последовательность ответственных задач: -нейтрализует избыточные колебания коленчатого вала; -предотвращает перегрузку коробки передач; -снижает износ синхронизирующих элементов мотора; -плавность переключения передач; -экономное расходование горючего 2. Целый маховик Самый распространённый вид механизма, деятельно применяемый в моторах нового поколения.

Представляет собой массивный диск из чугуна. Отличается надёжность и долговечностью в эксплуатации 3.Облегчённый маховик Отличается маленькой массой за счёт применения особых материалов. Даёт возможность силовому агрегату достигать больших оборотов.

Содействует повышению мощности мотора до 10 процентов. Износостоек, прочен и надёжен. Единственный значительный минус – большая цена. Заключение Маховик в моторе выступает необычным стабилизационным элементом, снабжающим баланс в работе разнообразных механизмов. Принимая на себя избыточные колебания, он гасит их, тем самым увеличивая ресурс силового агрегата.

Благодарю за внимание, удачи вам на дорогах. Просматривайте, комментируйте и задавайте вопросы. Подписывайтесь на свежие и занимательные статьи сайта.

Интересная идея с четырехтактным двигателем, заменяющим маховик легким электромотором

Заблокируйте маховики, ребята, американский изобретатель идет за ними. Рэнди Мур из RK Transportation работает над идеей замены маховика двигателя легким ротором со встроенными магнитами, чтобы применять небольшие импульсы электромагнитного крутящего момента именно тогда, когда они необходимы для более легкого ускорения.

Проблема, по мнению Мура, заключается во всем, что происходит между «ударами» цикла четырехтактного двигателя.Рабочий такт толкает поршень вниз со значительной энергией, но затем такт выпуска, такт впуска и такт сжатия тормозят систему.

Инерция и вес маховика могут помочь поддерживать вращение всего механизма и несколько сгладить подачу мощности. Но инерция работает в обе стороны; Чем тяжелее маховик, тем труднее разгоняться и замедляться, поэтому двигатель может продолжать успешно работать в течение трех тактов без мощности, но ему также будет трудно свободно набирать скорость, когда вы нажимаете на газ.

Идея Мура довольно проста: заменить маховик легким диском, встроить магниты в этот диск и воздействовать на эти магниты электромагнитными импульсами, чтобы заменить инерцию маховика электрическим крутящим моментом. Эффективная замена маховика ротором для маломощного электродвигателя, который может передавать крутящий момент точным и полезным способом.

Энергетические импульсы прикладывались бы к поршню, находящемуся в верхней и нижней мертвых точках его хода, чтобы поразить его в точках минимального трения

РК Транспорт

Мур хочет ударить по кривошипу небольшим крутящим моментом, когда поршень находится в нижней мертвой точке перед тактом сжатия, помогая ему сжать топливно-воздушную смесь перед рабочим тактом.Он считает, что его система максимально полезна на низких оборотах, в основном при ускорении. На крейсерских скоростях катушки в корпусе могли начать выпадать и позволить двигателю работать самостоятельно или даже начать работать в обратном направлении, чтобы зарядить собственные батареи или конденсаторы системы.

Одно интересное применение может быть, например, в небольшом двигателе бензопилы, который, возможно, выиграл бы от небольшой электрической помощи, когда двигатель начинает вязнуть под большой нагрузкой. Другие могут включать в себя двигатели для небольших мотоциклов и скутеров или, возможно, гоночные автомобили, которые могут выиграть от быстрого ускорения без маховика.

В настоящее время устройство снова находится на стадии «лаборатории» после того, как дела с первым прототипом, построенным на неисправном «дешевом иностранном двигателе», пошли не так хорошо. Мур попытался использовать легкую пластиковую деталь водопровода для удержания вращающихся магнитов, и все это закончилось «эффектным взрывом». Сообщается, что некоторые из магнитов все еще находятся на свободе.

В сообщении в блоге, которое, как ни странно, в основном описывает его предыдущие неудачи в работе с двигателями, Мур говорит, что планирует вернуться к идее прототипа, как только у него будет время и смелость, чтобы дать ей еще одну трещину.У него есть патент на эту идею, и он ищет партнеров для сотрудничества. Возможно, мозговой трест «Новый Атлас» сможет дать какой-нибудь совет?

Источник: RK Transportation

Маховик двигателя внутреннего сгорания для привода машины Формула и калькулятор

Связанные ресурсы: калькуляторы

Маховик двигателя внутреннего сгорания для привода машины Формула и калькулятор

Проектирование и проектирование машин

Двигатель внутреннего сгорания Формула и калькулятор маховика для привода машины

Крутящий момент (T), создаваемый двигателем внутреннего сгорания, является функцией вращения угол (θ).Фактически, для четырехтактного двигателя мощность передается только в течение одного из четырех циклов. 180◦ циклов. Для остальных трех циклов инерционные и термодинамические процессы системы замедляют двигатель. Если двигатель имеет только один цилиндр, разница в крутящий момент и, следовательно, мощность больше, чем если бы двигатель имел несколько цилиндров, скажем шесть или восемь, каждый из которых обеспечивает мощность при разных углах поворота. Тем не менее, конструкция маховик для этого типа двигателя, независимо от количества цилиндров, одинаков.

График зависимости крутящего момента (T) от угла поворота (θ) для одного цикла четырехтактного одноцилиндрового двигателя. двигатель внутреннего сгорания показан на рис. 1.

На рис. 1 следует отметить несколько важных величин. Во-первых, средний крутящий момент (T м ) — средний крутящий момент по общему углу поворота, уравновешивающий площади под кривой выше и ниже линии нулевого крутящего момента. Для четырехтактного двигателя полный угол поворота (φ) составляет 2 оборота, или 720◦, или 4π рад, тогда как для двухтактного двигателя общий угол вращение (φ) равно 1 обороту, или 360◦, или 2π рад.

Во-вторых, минимальная угловая скорость (ωmin) возникает в начале цикла питания и максимальная угловая скорость (ωmax) возникает в конце силового цикла. Двигатель замедляется от угла поворота для максимальной угловой скорости до угла поворота который запускает следующий цикл питания. Кроме того, всякий раз, когда кривая крутящего момента проходит через среднее линии крутящего момента, система имеет нулевое угловое ускорение, а значит, имеет среднее угловое скорость (ω м ).

В-третьих, работа, проделанная системой по увеличению ее скорости с минимальной угловой скорость до максимальной угловой скорости — это площадь показанной заштрихованной области. это определено как только средний крутящий момент (T m ) был найден, обычно графически, из соотношения в уравнении 1


Рисунок 1
Крутящий момент в зависимости от угла поворота α

Предварительный просмотр калькулятора энергии инерции и углового ускорения маховика

Уравнения маховика двигателя внутреннего сгорания

Уравнение 1
Работа 1→2 = T м φ

, где (φ) — общий угол поворота за один цикл работы двигателя.

Совершенную работу можно связать с угловыми скоростями и инерцией системы соотношением изменение уравнения 2

Уравнение 2
Работа 1→2 = 0,5 I sys ( ω 2 макс — ω 2 мин )

Разность квадратов угловых скоростей в уравнении. 2 можно выразить алгебраически как произведение двух терминов следующим образом:.

Работа 1→2 = 0,5 I sys ( ω 2 макс — ω 2 мин )

Работа 1→2 = 0.5 I sys ( ω макс + ω мин ) ( ω макс — ω мин )

Работа 1→2 = I sys ( ω макс + ω мин )/2 ( ω макс — ω мин )

Таким образом, уравнение. 3

Работа 1→2 = I sys ω o ( ω макс — ω мин )

, где ω o не является средней или средней угловой скоростью (ωm), поскольку кривая крутящего момента не симметричны относительно горизонтальной оси.

коэффициент колебания скорости (C f ) определяется как:

C f = ( ω макс — ω мин ) / ω м

подставляя в выражение для выполненной работы

Работа 1→2 = I sys ω o ( ω макс — ω мин )

получаем

Уравнение 4

Работа 1→2 = I sys ω o ( C f ω m )

В большинстве конструкций требуется небольшой коэффициент флуктуации (Cf ), что означает угловую скорость (ω o ) будет примерно равна средней угловой скорости (ω м ).Следовательно,

Работа 1→2 = I sys ω o ( C f ω m )

Таким образом, уравнение. 5

Работа 1→2 = I sys ( C f ω 2 m )

Решение для момента инерции массы системы (I sys ) в уравнении. 5, и заменив за совершенную работу по среднему крутящему моменту (Т м ) и полному углу поворота (φ) от

I sys = Работа 1→2 / ( C f ω 2 m )

Уравнение6
I sys = ( T m φ ) / ( C f ω 2 m )

Обратите внимание, что, хотя желательно поддерживать коэффициент флуктуации (C f ) как можно меньшим, потребуется бесконечный момент инерции массы в системе, чтобы сделать его равным нулю. Поэтому, система всегда будет иметь некоторую вариацию угловой скорости.

Средний крутящий момент (T м ) и средняя угловая скорость (ω м ) связаны с мощностью (P) доставляется двигателем.Мощность (P), измеренная экспериментально, обычно дается при определенной угловой скорости в оборотах в минуту (об/мин). Отношения между властью, средний крутящий момент и средняя угловая скорость задаются как

Уравнение 7
P = T м ω м

Решение для среднего крутящего момента (Tm) дает

Уравнение 8
Т м = P/ω м

Как только средний крутящий момент (T м ) находится из уравнения. 8, а не графически, в сумме угол поворота (φ) за один цикл, и используя заданную среднюю угловую скорость (ωm) и требуемый коэффициент флуктуации (C f ), требуемый момент массы системы (I sys ) может определить из уравнения6.

Преобразование об/мин в рад/с

Уравнение 7
рад/сек = об/мин * (2 π/об) * 1 мин/60 с

Объявления:

I sys = момент инерции массы системы (слаг · фут 2 , кг · м 2 ),
ω 1, 2, м = угловая скорость (рад/с),
P = мощность (л.с.),
C f = коэффициент флуктуации (%),
φ = общий угол поворота (радианы),
T м = средний крутящий момент ft · фунты, Н · м)

Связанный:

Источник:

Расчеты Марка для проектирования машин
Томас Х.Браун-младший
Ассоциированный преподаватель
Институт транспортных исследований и образования
Государственный университет Северной Каролины
Роли, Северная Каролина

%PDF-1.6 % 446 0 объект > эндообъект внешняя ссылка 446 133 0000000016 00000 н 0000005830 00000 н 0000006043 00000 н 0000006222 00000 н 0000006273 00000 н 0000006447 00000 н 0000006595 00000 н 0000006629 00000 н 0000006842 00000 н 0000007208 00000 н 0000007300 00000 н 0000008492 00000 н 0000008705 00000 н 0000009071 00000 н 0000009163 00000 н 0000009436 00000 н 0000009472 00000 н 0000009736 00000 н 0000010406 ​​00000 н 0000010522 00000 н 0000010928 00000 н 0000011321 00000 н 0000011511 00000 н 0000012040 00000 н 0000012307 00000 н 0000012573 00000 н 0000012764 00000 н 0000016098 00000 н 0000016522 00000 н 0000016944 00000 н 0000017201 00000 н 0000017278 00000 н 0000017353 00000 н 0000019360 00000 н 0000019410 00000 н 0000019946 00000 н 0000023792 00000 н 0000024219 00000 н 0000024641 00000 н 0000024897 00000 н 0000025069 00000 н 0000025751 00000 н 0000026013 00000 н 0000033810 00000 н 0000036497 00000 н 0000039845 00000 н 0000040103 00000 н 0000040341 ​​00000 н 0000040391 00000 н 0000040431 00000 н 0000040502 00000 н 0000041841 00000 н 0000046700 00000 н 0000047596 00000 н 0000048001 00000 н 0000048253 00000 н 0000048563 00000 н 0000048621 00000 н 0000048692 00000 н 0000048815 00000 н 0000048931 00000 н 0000048979 00000 н 0000049080 00000 н 0000049128 00000 н 0000049257 00000 н 0000049305 00000 н 0000049417 00000 н 0000049465 00000 н 0000049578 00000 н 0000049626 00000 н 0000049792 00000 н 0000049892 00000 н 0000049940 00000 н 0000050055 00000 н 0000050235 00000 н 0000050324 00000 н 0000050372 00000 н 0000050536 00000 н 0000050656 00000 н 0000050704 00000 н 0000050869 00000 н 0000050956 00000 н 0000051004 00000 н 0000051168 00000 н 0000051283 00000 н 0000051330 00000 н 0000051431 00000 н 0000051596 00000 н 0000051711 00000 н 0000051758 00000 н 0000051857 00000 н 0000052001 00000 н 0000052048 00000 н 0000052229 00000 н 0000052366 00000 н 0000052413 00000 н 0000052578 00000 н 0000052758 00000 н 0000052804 00000 н 0000052952 00000 н 0000053098 00000 н 0000053144 00000 н 0000053191 00000 н 0000053369 00000 н 0000053416 00000 н 0000053462 00000 н 0000053509 00000 н 0000053556 00000 н 0000053668 00000 н 0000053715 00000 н 0000053828 00000 н 0000053875 00000 н 0000053922 00000 н 0000053969 00000 н 0000054083 00000 н 0000054130 00000 н 0000054242 00000 н 0000054289 00000 н 0000054401 00000 н 0000054448 00000 н 0000054561 00000 н 0000054608 00000 н 0000054755 00000 н 0000054802 00000 н 0000054849 00000 н 0000054897 00000 н 0000054945 00000 н 0000054993 00000 н 0000055041 00000 н 0000055174 00000 н 0000055222 00000 н 0000055270 00000 н 0000003020 00000 н трейлер ]>> startxref 0 %%EOF 578 0 объект >поток .ZJvz8y1 Vd)!B!7X`]+E #5j6:sb-4’aN:KccI>bׇzzd%-cbe϶T `W4%}:}7r{+0m3*TϚ!15g;~cWD-X&JCaNMJF +jfJ8\jG4?vxy’Ym2T3|C֗S

%PDF-1.4 % 1 0 объект > эндообъект 7 0 объект /Создатель /Режиссер /CreationDate (D:20210616210823Z’) /ModDate (D:20131015094658+01’00’) >> эндообъект 2 0 объект > эндообъект 3 0 объект > эндообъект 4 0 объект > поток приложение/pdf

  • Дханд, Адитья
  • 2013-02-11T11:25:36ZMicrosoft® Word 20102013-10-15T09:46:58+01:002013-10-15T09:46:58+01:00Microsoft® Word 2010uuid:23e9f652-b0f9-4e95-af13-9ae8e374fe374fe f6d0e1c3-0f45-41b5-b8b3-d5c68e811962 конечный поток эндообъект 5 0 объект > эндообъект 6 0 объект > эндообъект 8 0 объект > эндообъект 9 0 объект > эндообъект 10 0 объект > эндообъект 11 0 объект > эндообъект 12 0 объект > эндообъект 13 0 объект > эндообъект 14 0 объект > эндообъект 15 0 объект > эндообъект 16 0 объект > эндообъект 17 0 объект > эндообъект 18 0 объект > эндообъект 19 0 объект > эндообъект 20 0 объект > эндообъект 21 0 объект > эндообъект 22 0 объект > эндообъект 23 0 объект > эндообъект 24 0 объект > эндообъект 25 0 объект > эндообъект 26 0 объект > эндообъект 27 0 объект > /ProcSet [/PDF /Text /ImageC /ImageI /ImageB] >> эндообъект 28 0 объект > эндообъект 29 0 объект > эндообъект 30 0 объект > эндообъект 31 0 объект > поток xYˮ4Wd=RlqVtnJ,+ABS/?4hnLcۋmKl|Mh^?tf8Pvwʘh.

    Типы, функции, преимущества, ограничения, использование

    Что такое маховик?

    Маховик представляет собой тяжелое вращающееся тело, которое действует как резервуар энергии. Он действует как банк энергии между источником энергии и оборудованием.

    Энергия, запасенная в маховике, представлена ​​кинетической энергией.

    Маховик

    Функции маховика
    • Используется для хранения энергии, когда она доступна, и подачи ее при необходимости.
    • Для уменьшения колебаний скорости.
    • Для уменьшения мощности электродвигателя или двигателя.

    Применение маховика можно в целом разделить на две части в зависимости от доступного источника энергии и типа приводимого механизма.

    Применение маховика
    1. Когда мощность доступна с переменной скоростью, но требуется с постоянной скоростью. Например, машины, приводимые в движение поршневым двигателем внутреннего сгорания.
    2. Когда мощность доступна с одинаковой скоростью, но нам она нужна с неравномерной скоростью.Например, мощность, необходимая для пробивного пресса. В этом случае нам нужна внезапная мощь при ударе кулаком.

    Типы маховиков

    По угловой скорости маховики можно разделить на два типа.

    1. Высокоскоростные маховики

    Для угловой скорости от 10000 до 100000 об/мин

    1. Низкоскоростные маховики

    Для угловой скорости ниже 10000 об/мин

    Разница между маховиком и регулятором

    Многие путают маховик и регулятор, но это совершенно разные вещи.Вот некоторые различия между ними.

    • Маховик используется для смягчения циклических колебаний доступной энергии, а регулятор используется для регулировки подачи топлива в соответствии с нагрузкой.
    • Энергия, хранящаяся в маховике, является кинетической, которая доступна на 100%, но в механизме регулятора задействовано трение.
    • Маховик не используется, когда циклические колебания энергии малы или незначительны. В то время как регулятор необходим для всех типов двигателей, поскольку он ограничивает подачу топлива в соответствии с потребностью.
    • Если у нас постоянная нагрузка, то регулятор будет простаивать, но из-за циклических колебаний доступной энергии маховик будет работать всегда.
    • Регулятор не влияет на циклические колебания энергии, а маховик не влияет на среднюю скорость двигателя.
    • Регулятор
    • регулирует среднюю скорость двигателя, а маховик регулирует циклические колебания энергии.

    Преимущества маховика
    • Минус общая стоимость
    • Высокая емкость накопителя энергии
    • Высокая выходная мощность
    • Они безопасны, надежны, энергоэффективны, долговечны
    • Не зависит от рабочих температур
    • Низкое и недорогое обслуживание
    • Высокая плотность энергии

    Ограничения маховика
    • Они могут занимать много места
    • Их производство дорого
    • Строительный материал всегда является для него ограничением

    Использование маховика
    • В поршневых двигателях внутреннего сгорания
    • В ветряных турбинах
    • В силовой установке локомотива
    • В спутниках для управления направлениями
    • В механических мастерских
    • В пробивных машинах

    Источник изображения:

    URL изображения: https://picryl.com/media/steam-engine-toys-flywheel-955535, лицензия: Public Domain Dedication (CC0)

    (PDF) Обзор гибридных транспортных средств с двигателем внутреннего сгорания на основе маховика

    Выводы

    В настоящее время существуют различные типы гибридных транспортных средств, которые можно классифицировать в соответствии с их

    компоновкой трансмиссии, типом используемого накопителя энергии и достигнутым уровнем гибридной функциональности. . В этом документе

    рассматриваются гибридные транспортные средства с двигателем внутреннего сгорания, обеспечивающим основную движущую силу, и маховиком, действующим как

    накопитель энергии.В статье показана история гибридных транспортных средств с двигателем внутреннего сгорания

    и

    на основе механического маховика и рассмотрены различные концепции трансмиссии в этой области. Интерес к FW

    существует уже много десятилетий, и различные организации и исследователи представили

    различных конструкций. Благодаря недавним активным усилиям можно сказать, что разработка FW

    достигла точки, когда их внедрение может вскоре стать реальностью в серийных дорожных транспортных средствах.

    Ссылки

    1. Hofman, T. et. и др., Оптимальный дизайн систем накопления энергии для гибридных транспортных средств,

    Конференция IEEE по мощности и движению транспортных средств, 2005 г.

    2. Исследование теплового двигателя/маховика: конфигурация гибридной силовой установки с электрической трансмиссией

    . Калифорнийская производственная компания AiResearch, Министерство энергетики США.

    Отдел энергосбережения на транспорте, Вашингтон, округ Колумбия, 1978

    3.Oerlikon Electrogyro, его разработка и применение для службы Omnibus. Автомобиль

    Инженер (декабрь 1955 г.)

    4. Клерк Р., Использование энергии маховика, документ SAE 640047

    , 1969

    6. Лоусон, Л., Проектирование и испытания маховиков с высокой плотностью энергии для применения в гибридных транспортных средствах

    маховик/тепловой двигатель, Intersociety Energy Conversion Engineering

    Conference 1971

    7.Даггер, Г. и др. al., Гибридные силовые установки с маховиком и маховиком/тепловым двигателем для транспортных средств с низким уровнем выбросов, Intersociety Energy Conversion Engineering Conference 1971

    маховик

    система управления энергией, Симпозиум по технологиям маховиков 1975

    9. Рид, М., Системы накопления энергии маховиков для железных дорог, докторская диссертация, Имперский колледж Лондона,

    2010

    10.Лоскутофф, В., Мощность маховика/теплового двигателя для энергосберегающего личного транспортного средства,

    Подготовлено для Управления энергетических исследований и разработок по контракту E(45-1):

    1830, 1976

    11. Хейгин, Ф. и др. al., Использование систем гидростатического торможения и маховиков в автобусах (гидроавтобус и

    гиробус) — их будущее применение в гибридных электромобилях для снижения энергопотребления,

    и увеличения дальности и производительности, Группа по разработке электромобилей, 4-я

    Международная конференция : Гибридные, двухрежимные и гусеничные системы, 1981

    12.Берроуз, Ч.Р. и др. al., Оценка аккумулирования энергии маховика в электромобилях, SAE

    , документ 800885

    13. Гринвуд, К., Интеграция трансмиссии рекуперативного торможения коммерческого транспорта,

    Международная конференция по интегрированным системам трансмиссии двигателя, 1986

    14 , Schilke, N. et. al., Конструкция гибридной системы привода двигатель-маховик для легкового автомобиля,

    Труды Института инженеров-механиков, часть D: Journal of Automobile

    Engineering, Vol.200, 1986

    15. Ван дер Грааф, Р., Гибридный привод маховика двигателя внутреннего сгорания для дорожных транспортных средств, Конференция EAEC

    1987

    Число зубцов на маховике двигателя внутреннего сгорания

    ПЕРЕКРЕСТНАЯ ССЫЛКА НА РОДСТВЕННЫЕ ЗАЯВКИ

    Эта заявка является усовершенствованием и раскрывает большую часть предмета совместной заявки, находящейся в общем владении, сер. № 684037, ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОЛИЧЕСТВА ЗУБЬЕВ НА МАХОВИКЕ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ, поданное 7 мая 1976 г. Stick et al.В данном описании может использоваться идея совместно находящейся в совместном владении заявки Ser. № 684,221, ДВИГАТЕЛЬ, ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ИДЕНТИФИКАЦИИ ЦИЛИНДРОВ (CID), поданный 7 мая 1976 г. Тедески.

    ПРЕДПОСЫЛКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

    1. Область изобретения

    Настоящее изобретение относится к определению количества зубьев маховика путем анализа формы волны частоты вращения зубьев маховика или, альтернативно, сигналов цикла двигателя.

    2. Описание предшествующего уровня техники

    В вышеупомянутой заявке Stick et al. использование зубьев маховика для определения частоты вращения двигателя внутреннего сгорания с целью проведения сложной диагностики двигателя внутреннего сгорания, а также способ определения количества зубьев в маховике для таких расчетов скоростей.В этом приложении количество зубьев на маховике определяется путем подсчета зубьев за полный цикл или оборот двигателя, как показывает бесконтактный датчик, установленный на элементе (например, коромысле) двигателя, чтобы обеспечить сигнал в один и тот же момент в последовательных циклах двигателя.

    В некоторых случаях подходящий датчик приближения может быть не установлен на двигатель, для которого необходимо выполнить определенную диагностику. В частности, если желательны только одно или два испытания, требующие скорости, может быть нецелесообразно устанавливать преобразователь на двигателе, особенно если такой двигатель требует сверления отверстий или других модификаций для размещения преобразователя.

    СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

    Целью настоящего изобретения является обеспечение измерения количества зубьев на маховике двигателя внутреннего сгорания без сигнала, определяющего цикл, и, кроме того, обеспечение такого определения в качестве автоматизированной альтернативы определение зубьев маховика с помощью сигнала, определяющего цикл.

    В соответствии с настоящим изобретением интервалы времени между прохождением зубьев маховика мимо средства измерения зубьев используются для анализа циклического характера скорости двигателя, таким образом, чтобы разбить подсчет зубьев на известное соотношение по отношению к обороту двигателя.Кроме того, в соответствии с настоящим изобретением вышеупомянутый анализ времени зубьев используется в качестве автоматической альтернативы подсчету зубьев между сигналами циклов двигателя, так что сигналы циклов двигателя можно использовать там, где они доступны, а в противном случае автоматически используется анализ времени зубьев.

    Настоящее изобретение обеспечивает возможность определения количества зубьев маховика независимо от того, имеются ли в тестируемом двигателе сигналы идентификации цикла двигателя. Это облегчает выполнение нескольких тестов, требующих анализа времени от зубца до зубца для определения скорости, без необходимости установки датчика, определяющего цикл, на двигатель.Изобретение легко реализуется в доступной технологии и может использовать преимущества точного определения зубьев путем сравнения с таблицами стандартных чисел зубьев маховика, принятых в промышленности.

    Настоящее изобретение может использовать необработанный анализ временных интервалов от зуба к зубу или может путем сравнения измеренных данных повышать его качество в зависимости от раскрытых здесь вариантов его осуществления, которые можно использовать по выбору.

    Вышеупомянутые и другие цели, особенности и преимущества настоящего изобретения станут более очевидными в свете следующего подробного описания его предпочтительных вариантов осуществления, как показано на прилагаемом чертеже.

    КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖА

    РИС. 1 представляет собой упрощенную блок-схему диагностической системы, включающей в себя устройство измерения параметров двигателя и примерное устройство электронной обработки, в которое может быть включено настоящее изобретение;

    РИС. 2 представляет собой упрощенную блок-схему устройства измерения параметров двигателя для использования в варианте осуществления, показанном на фиг. 1; и

    РИС. 3 представляет собой упрощенную схему зубчатого таймера для получения мгновенной субцикловой частоты вращения двигателя в варианте осуществления, показанном на фиг.1.

    ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫХ ВАРИАНТОВ ВОПЛОЩЕНИЯ

    Обратимся теперь к фиг. 1 система, которая может включать в себя настоящее изобретение, проиллюстрирована как представляющая архитектуру типичной системы обработки данных или компьютера вместе с устройством специального назначения, относящимся к системе диагностики двигателя того типа, в который может быть включено изобретение. В частности, система включает в себя датчики двигателя и формирователи 10 сигналов хорошо известного типа, которые адаптированы для реагирования на различные параметры или дискретные состояния тестируемого двигателя, как более подробно описано ниже.Некоторые датчики относятся к давлению, температуре и т.п. и поэтому представляют собой аналоговые сигналы, величина которых является мерой измеряемого параметра. Эти выходные сигналы датчиков подаются по линиям 13 на аналого-цифровой преобразователь (А/Ц) 11, когда они выбираются аналого-цифровым мультиплексором 12 в ответ на конкретный адрес датчика, примененный к нему программой процессора данных. Кроме того, зубчатый датчик может определять прохождение зубьев на маховике двигателя, чтобы выдавать сигнал зубца на линии 14, интервал времени между зубьями которого (при работающем двигателе) измеряется зубчатым таймером 15 и предоставляется по линиям подсчета зубов 16.Другим дискретным сигналом является сигнал идентификации цилиндра или цикла (CID) на линии 17, который подается на центрирующую схему 18 CID для обеспечения сигнала CID на линии 19. Необработанный сигнал CID на линии 17 представляет собой сигнал от близости датчик, предназначенный для обнаружения движения элемента двигателя один раз в каждом цикле двигателя, такого как коромысло для впускного клапана одного из цилиндров или кулачок, если необходимо; это обеспечивает информацию о положении двигателя по цилиндрам в любой момент времени таким же образом, как и при работе номер один в двигателе с искровым зажиганием, а также обеспечивает разделение углового положения двигателя от цикла к циклу по мере того, как он работает или крутит.

    В соответствии с изобретением параметры двигателя, предоставляемые через аналого-цифровой преобразователь 11, и мгновенная информация о положении относительно двигателя, предоставляемая сигналом CID на линии 17 и зубчатыми сигналами на линии 14, можно использовать для диагностики двигателя в соответствии с настоящим изобретением.

    Дополнительное специальное устройство, которое может быть использовано (хотя описанное ниже не обязательно требуется), включает в себя счетчик зубов и схему 20 декодирования, а также пару счетчиков 20a, 20b, называемых счетчиком 1 и счетчиком 2, и интервальный таймер 20c , и регистры специального назначения 22, которые могут использоваться (в качестве альтернативы памяти) для хранения определенных факторов, которые используются так часто, что становится целесообразным иметь их непосредственно доступными для программы, а не иметь доступ к ним в памяти, в чтобы сократить время обработки и сложность программирования.Такие регистры могут содержать коэффициенты, используемые при обработке данных (например, множители, используемые при цифровой фильтрации данных и т.п.), и информацию, относящуюся к конкретному тестируемому двигателю (например, количество тактов и количество цилиндров), которая может вводиться с помощью переключателей, управляемых оператор, переключатели питают схемы двоичного декодирования таким образом, что декодирование постоянно отражает положение переключателя в установившемся режиме наподобие регистра.

    Остальная часть фиг.1 иллюстрирует один тип устройства обработки данных, который показан здесь в иллюстративных целях, поскольку это тип, который может быть выгоден для использования, когда не требуется программирования общего назначения, а должны выполняться ограниченные функции. Компьютер, как известно в данной области техники, включает в себя память (или доступное хранилище) и арифметический блок, программное управление и необходимые вентили, поток данных и схемы декодирования или мониторинга событий, чтобы позволить логически продвигаться по шагам, которые должны быть выполнены. выполняться.В частности, память 24 может быть загружена из множества входных данных, показанных в потоке данных, под управлением мультиплексора 25 памяти, который включается и адресуется программой, чтобы выбрать, какие из возможных входных данных в память должны быть применены к ней, если есть. Память 24 реагирует на регистр 26 адреса памяти, который может реагировать на счетчик, используемый в программном управлении обычным образом. Вывод памяти доступен для других частей потока данных, таких как устройство 27 печати и отображения и арифметическое устройство, включающее в себя входные регистры арифметического устройства, называемые здесь регистром А 30 и регистром В 31 под управлением вентилей регистра. 32, которые известным образом управляются программой.Здесь выходные данные регистра А и регистра В доступны для логических элементов 32 регистра и для основного потока данных, так что их содержимое может быть перемещено между регистрами 30, 31 или в память 24. Это должно облегчить конкретный тип обработки, который может быть использован в системе диагностики двигателя, как более подробно описано ниже. Регистры 30, 31 питают арифметическое устройство известного типа 35, функция которого, управляемая программой, состоит в том, чтобы складывать, вычитать, умножать или делить, выдавать ответы в регистр результата 36, а также обеспечивать индикацию признак результата.Как показано на фиг. 1 регистр результата может быть доступен на входе в арифметический блок через логические элементы 32; в качестве альтернативы, как это часто бывает во многих компьютерах, регистр результата может автоматически стать одним из входов арифметического устройства и может быть загружен непосредственно из памяти по соответствующей команде.

    Для обеспечения ввода данных в память для инициализации и обеспечения определенного контроля над системой во время обработки может быть предусмотрена клавиатура 38 обычного типа.В дополнение к вводу данных клавиатура может иметь функциональные клавиши управления, которые позволяют оператору выбрать загрузку памяти из регистра результатов или загрузку памяти в ответ на клавиатуру, в зависимости от условий, которые могут отображаться в устройстве 27 печати и отображения.

    Для довольно ограниченного числа тестов, выполняемых в аппаратах, включающих настоящее изобретение, программа может управляться различными способами. Одним из способов является программная ПЗУ 40, которая обеспечивает адреса входных вентилей для управления входами в память, арифметическими входными регистрами, аналого-цифровым преобразователем и т. д.; адрес памяти; функции, которые должны выполняться арифметическим блоком, и другие команды, такие как команды памяти, чтобы вызвать ее чтение или запись и запустить аналого-цифровой преобразователь 11, и т.п. Последовательность управляется безусловными инструкциями перехода (которые предоставляют адрес перехода) и инструкциями пропуска (в зависимости от условий), которые подаются в элемент управления переходом/пропуском 42 на входе в программный счетчик 44, который также реагирует на системные часы 46. Таким образом, Как известно, для каждого сигнала программных часов, полученного от системных часов, программный счетчик может увеличиваться, пропускать один или два раза или сбрасываться на адрес перехода в зависимости от наличия инструкций перехода или пропуска.

    Следует понимать, что конкретное используемое обрабатывающее устройство и степень использования специального оборудования зависят от конкретной реализации настоящего изобретения, которое должно быть реализовано, и не являются частью настоящего изобретения. Если изобретение используется в сложной сложной диагностической системе, в которой требуется множество диагностических функций, то тип устройства, выбранного для обработки, может быть более сложным и пригодным для использования в общих целях, чтобы удовлетворить особые требования всех диагностические процедуры, которые необходимо выполнить.Однако затраты на сложность программирования такой системы обработки могут быть неоправданными в диагностической системе, которая выполняет либо относительно небольшое количество, либо относительно простые тесты. Как становится более очевидным в свете подробных операционных описаний, представленных ниже, хорошо известные системы обработки данных (такие как NOVA и PDP/11), использующие только программы, обеспечиваемые с помощью методов, хорошо известных в данной области техники, могут использоваться вместе с датчиками двигателя и кондиционерами 10. , подходящее устройство ввода и вывода (такое как клавиатура 38 и устройство печати и отображения 27) и, в зависимости от вычислительной мощности выбранной системы обработки данных, некоторые аппаратные средства специального назначения, которые могут быть сочтены целесообразными, такие как зубчатый таймер 15, счетчик зубов 20 и несколько специальных регистров 22.Однако хорошо известные системы обработки данных, упомянутые выше, могут обеспечить достаточную емкость памяти для выполнения функций синхронизации и подсчета зубьев, а также для обеспечения хранения всех необходимых параметров и информации о двигателе в памяти, что очевидно специалистам в области техники. искусство.

    Обратимся теперь к фиг. 2, множество датчиков двигателя в диагностической системе, включающей настоящее изобретение, могут включать в себя, среди прочего, не показанные на фиг. 2, датчик напряжения стартера или клещи 46, датчик тока стартера 47, датчик атмосферного давления 48, который может быть расположен в непосредственной близости от испытуемого двигателя, датчик давления 49 для измерения давления воздуха во впускном коллекторе, датчик давления на фильтре. 50 для измерения давления топлива после топливного впускного фильтра, датчик 51 давления топлива для измерения давления во впускной рампе топливной форсунки двигателя, датчик 52 давления охлаждающей жидкости, который предпочтительно может измерять давление охлаждающей жидкости в на входе в термостат охлаждающей жидкости, датчик 53 температуры охлаждающей жидкости для измерения температуры охлаждающей жидкости, предпочтительно на входе в термостат.В диагностической системе, включающей настоящее изобретение, также может быть датчик приближения 54, который может включать магнитный датчик приближения модели RGT 3010-AN, поставляемый компанией Electro Corporation, Сарасота, Флорида, для обнаружения прохождения зубьев маховика за определенную точку. рядом с кожухом маховика, и бесконтактный датчик 55, такой как бесконтактный переключатель модели 4947, поставляемый Electro Corporation, для обнаружения присутствия элемента двигателя, который перемещается уникальным образом один раз в каждом цикле двигателя, что составляет один оборот в двухтактный двигатель или два оборота в четырехтактном двигателе.Бесконтактный датчик 55 предпочтительно может быть установлен через клапанную крышку рядом с коромыслом, связанным с впускным клапаном одного из цилиндров двигателя, таким образом, предоставляя информацию о конкретной точке цикла двигателя один раз в каждом цикле, как а также для определения последовательных циклов двигателя при вращении двигателя.

    Каждый из датчиков на фиг. 2, применяется к подходящему одному из множества преобразователей 56, 57 сигналов для фильтрации нежелательных шумов и обеспечения через усилитель подходящей регулировки уровня, подходящей для питаемой им схемы.Например, формирователи 56 сигналов масштабируют сигналы до надлежащего уровня, так что каждый из них может подаваться через общий аналого-цифровой преобразователь 12 (фиг. 1). Формирователи сигналов 56, 57 могут быть подходящими из множества известных в данной области техники и не являются частью настоящего изобретения.

    Обратимся теперь к фиг. 3, зубчатый таймер 15 включает в себя счетчик 60, который периодически подсчитывает тактовые импульсы на линии 61, которые могут снабжаться системными тактовыми генераторами 46 на фиг. 1. Счетчик параллельно подается на буфер 62, выход которого содержит количество зубьев.Счетчик работает практически все время, так как на линии 61 может использоваться очень высокочастотный тактовый сигнал (от десятков кГц до десятков МГц), тогда как при скоростях от 300 об/мин до 2000 об/мин частота сигналов зубцов на линия 14 может иметь частоту от 10 до 100 Гц, в зависимости от количества зубцов. Таким образом, несколько тактовых сигналов, потерянных во время сброса счетчика от зубца к зубцу, ничтожно малы.

    Каждый раз, когда на линии 14 появляется зубчатый сигнал, следующий тактовый сигнал устанавливает триггер 63 D-типа, выход Q которого подается на триггер 64 D-типа.Таким образом, второй тактовый сигнал, следующий за зубчатым сигналом, устанавливает триггер 64 D-типа, и, поскольку его выход Q подается на триггер 65 D-типа, третий тактовый сигнал вызывает его установку. Самый первый тактовый сигнал после появления сигнала зубца декодируется схемой И 66, поскольку он отвечает на Q триггера 63, а не на Q триггеров 64 и 65; это обеспечивает сигнал загрузки буфера на линии 67, чтобы вызвать загрузку буфера 62 параллельно со счетчиком 60. Второй тактовый сигнал, следующий за появлением сигнала зубца, заставит схему И 68 реагировать на Q триггеров. 63 и 64, и не Q триггера 65, чтобы генерировать сигнал сброса счетчика на линии 69, который подается на вход сброса счетчика 60, вызывая его сброс до нуля.Третий тактовый сигнал путем установки триггера 65 просто устраняет сигнал сброса счетчика на линии 69, так что следующий передний фронт тактового сигнала и все последующие тактовые сигналы будут счетчиком в счетчике 60. Всякий раз, когда сигнал зубца исчезает , (что совершенно несущественно) следующие три тактовых сигнала подряд вызовут сброс триггеров 63-65, в свою очередь, поскольку каждый из их D-входов отключится. Счетчик и буфер не зависят от сброса триггеров 63-65, поскольку обе схемы И 66, 68 работают только во время прогрессии с включенным триггером 63 и выключенным триггером 65, что не происходит во время сброса триггера. провалы.

    Таким образом, таймер 15 зубьев обеспечивает подсчет зубцов на линии 16, который является стабильным, по существу, на протяжении каждого межзубцового интервала. Устройство обработки по фиг. Таким образом, 1 может произвести выборку количества зубов случайным образом. Таким образом, зубчатый таймер 15 обеспечивает очень точное субциклическое измерение скорости от зубца к зубцу, что обеспечивает многократные показания скорости в пределах каждой отдельной части хода цилиндра каждого цикла двигателя.

    В приведенном ниже подробном описании примерной обработки вместо термина «маховик» иногда используется термин «зубчатый венец»; они означают одно и то же; аббревиатура «RGT» означает «зубья зубчатого венца», сохраняемый коэффициент, указывающий количество зубьев на маховике испытуемого двигателя.Это может быть определено и введено из спецификаций двигателя или как изложено в совместно находящейся в совместном владении заявке Stick et al., Ser. № 684037, озаглавленный ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОЛИЧЕСТВА ЗУБЬЕВ НА МАХОВИКЕ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ. Другие сокращения включают: «RSLT» = регистр результатов; «МЕМ» = память; «Контр» = счетчик; «Фактор» означает ячейку памяти или регистр, в котором доступен фактор; «CMPLT» означает, что аналого-цифровое преобразование завершено; «спд» означает скорость; и другие сокращения очевидны на чертеже.Скобки после «MEM», такие как «(Freq)», указывают адреса, выбранные программистом по желанию или частично определенные вторым счетчиком, если это указано.

    Настоящее изобретение в целом раскрыто в терминах диагностической системы, приспособленной для диагностики шестицилиндрового четырехтактного двигателя. Однако факторы, которые могут быть изменены для соответствия другим типам двигателей (различное количество цилиндров или двухтактные двигатели и т.п.), описаны ниже.

    Настоящее изобретение представляет собой усовершенствование определения зубьев маховика, изложенное в вышеупомянутой заявке Stick et al.В этом случае сигнал идентификации цилиндра используется для определения полного цикла двигателя (что составляет два оборота в четырехтактном двигателе), и зубья на маховике подсчитываются между двумя последовательными такими сигналами, очерчивающими цикл. Настоящее изобретение обеспечивает возможность определения количества зубьев на маховике, когда на двигателе не установлен зонд для получения сигналов идентификации цилиндров, используемых в приложении Stick et al. Для полноты сюда включено иллюстративное раскрытие заявки Stick et al., и к нему просто добавлены модификации настоящего изобретения.Первая задача состоит в том, чтобы определить, воспринимается ли идентификационный сигнал цилиндра в течение заданного интервала времени. Если это так, то подсчет зубов выполняется, как указано в инструкциях 3-8 настоящего документа и в вышеупомянутой заявке Stick et al. Если это не так, то программа переходит к инструкции 40, которая обеспечивает анализ формы сигнала скорости, с которой зубья проходят датчик зуба, чтобы определить циклическую картину скорости двигателя, по которой можно определить число оборотов двигателя и количество зубов может быть сделано.По завершении подсчета зубов (в одном варианте осуществления по команде 98а и в более совершенном варианте по команде 134), так что независимо от того, как первоначально измеряется количество зубов, сравнение со стандартными числами, начиная с команды 8, может продолжаться в таким же образом, как раскрыто как в заявке Stick et al., так и здесь в связи с инструкциями 8-39.

    Чтобы определить, присутствует ли идентификационный сигнал цилиндра в течение заданного интервала времени или нет, можно использовать следующие инструкции:

    ______________________________________
    1a.Предустановленный интервальный таймер 1b. Пропустите один, если CID 1c. Ветвь к 2а 1д. Филиал до 3 2а. Пропустить один, если тайм-аут 2b. Ответвление к 1b 2c. Переход к 40
    ______________________________________

    Если обнаружен сигнал идентификации цилиндра, программа переходит к инструкции 3, и измерение зубьев выполняется путем обнаружения зубьев и подсчета их от одного идентификационного сигнала цилиндра к другому .При желании сигнал идентификации цилиндра можно сделать более точным с точки зрения повторяемости за счет использования устройства из вышеупомянутой одновременно находящейся на рассмотрении заявки Тедески, в которой более подробно показано центрирующее устройство 18 CID на фиг. 1 здесь. Предполагается, что счетчик зубцов и декодировщик 20 является счетчиком, который может запускаться и останавливаться программой и будет подсчитывать все сигналы зубцов на линии 14 между ними. Способ определения количества зубов между сигналами CID может соответствовать следующим шагам инструкции:

    ______________________________________
    3.Запустить счетчик зубов 4. Пропустить один, если CID 5. Перейти к 4 6. Остановить счетчик зубов 7. Загрузить счетчик зубов в регистр A 8. Загрузить коэффициент 2 в регистр B 9. Разделить 10. Загрузить RSLT в MEM (счет)
    ______________________________________

    С другой стороны, в случае отсутствия сигнала CID к моменту истечения интервала таймера программа переходит к инструкции 40 для измерения количества зубов в соответствии с настоящим изобретением путем анализ формы сигнала субцикловой скорости маховика.

    Для простоты отделения идей вышеупомянутой заявки Стика и др. от идей настоящего изобретения следующее описание дано в том же порядке, что и в заявке Стика и др., и описывает, как сравнение зубов выполняется в заявке Стика и др. ал приложение. После этого иллюстративная обработка в соответствии с настоящим изобретением описывается в связи с инструкциями 40-139.

    Измеряется количество зубьев в полном цикле двигателя, и это относится к одному обороту (для четырехтактного двигателя) путем деления его на два.Затем производится сравнение с каждым из стандартного количества зубов, которые были загружены в память или предоставлены любым другим подходящим образом, начиная с наименьшего количества зубов и переходя к большему количеству. Первый проход по всему количеству зубов производится путем сравнения измеренного числа с точными числами в таблице, без каких-либо отклонений. Если точное сравнение не удается, то сравнение производится в пределах одного зуба, начиная с наименьшего номера и заканчивая наибольшим номером.Если совпадения по-прежнему нет, то выполняется третий проход, при котором измеренное число сравнивается с каждым из стандартных чисел плюс-минус два зуба (свобода в пять зубов), начиная с наименьшего числа и заканчивая наибольшим числом. Если это не удается, то отображается измеренное число. Это указывает на ошибку, а также дает оператору выбор: выбрать измеренное число, если он считает, что измеренное число по какой-то причине является правильным, или выбрать число, которое, по мнению оператора, является наиболее вероятным числом.В дополнение к индикации ошибки путем отображения измеренного числа, при желании оператору может быть предоставлена ​​дополнительная ошибка, такая как свет или сообщение об ошибке.

    Два счетчика используются в приведенном здесь в качестве примера процессе сопоставления зубов. Счетчик 1 используется просто для того, чтобы определить, должно ли сравнение производиться плюс или минус ноль, плюс или минус единица или плюс или минус два. Счетчик 2 используется для отслеживания конкретного стандартного количества зубов, находящихся в таблице, в памяти, которая только что сравнивается в данный момент.В настоящем варианте осуществления предполагается, что существует восемь возможных стандартных чисел зубьев, которые может иметь маховик испытуемого двигателя. Они эквивалентны отраслевым стандартам для очень большого процента широко используемых сегодня дизельных двигателей: 92, 102, 103, 113, 118, 119, 142 и 152. Поскольку эти числа в некоторых случаях отличаются всего на один зуб, желательно сначала сравнить, чтобы увидеть, есть ли какие-либо из них в точности одинаковыми, прежде чем сравнивать с трех- и пятизубчатым запасом (плюс-минус один, плюс-минус два).Кроме того, чтобы использовать общую арифметическую единицу для целей сравнения, в которой знак меняется только в том случае, если производится обратное вычитание, приведенный в качестве примера процесс сравнивает каждое из стандартных чисел с измеренным числом, сначала определяя, больше ли измеренное число. чем эталонное число, путем вычитания (по команде 20) измеренного числа из эталонного числа меньше 1, и в этом случае отрицательный результат указывает на прохождение теста, поскольку измеренное число должно быть больше эталонного числа меньше 1.И тогда в инструкции 24 далее из измеренного числа вычитается эталонное число плюс 1, и оно должно быть больше измеренного числа, чтобы пройти тест. Другими словами, измеренное число фактически сравнивается с заключенным в скобки стандартным числом, чтобы определить, больше ли оно стандартного числа за вычетом 1 и меньше стандартного числа плюс 1. Всякий раз, когда происходит отказ в первом или втором тесте , процесс определяет, выполняется ли сравнение или нет, и, если нет, возвращается к сравнению со следующим элементом в таблице, пока таблица не будет завершена.При указании отказа для последнего числа в таблице, если два набора сравнений не производились трижды (плюс-минус ноль, плюс-минус один, плюс-минус два), то допустимое приращение увеличивают ответвлением от инструкция 32 к инструкции 13; но если все три прохода выполнены, то отображается измеренное количество и процесс завершается. Всякий раз, когда второй тест указывает на прохождение, процесс завершается загрузкой значения таблицы, которая успешно прошла оба теста, в ячейку памяти, где была сохранена измеренная величина.

    Подробный процесс в примерном диагностическом устройстве, описанном выше, может осуществляться в соответствии со следующими инструкциями:

    ______________________________________
    Счетчик 2 15. Загрузить MEM (Ctr 2) в A REG 16. Загрузить счетчик один в B REG 17. Вычесть 18. Загрузить RSLT в A REG 19.Загрузите MEM (Count) в B REG PASS LO 20. Вычтите; Пропустить один, если — FAIL LO 21. Перейти к 29 22. Загрузить MEM (Ctr 2) в A REG 23. Загрузить счетчик 1 в B REG 24. Добавить 25. Загрузить RSLT в B REG 26. Загрузить MEM (Count) в A REG FAIL HI 27. Вычесть; Пропустить один, если + PASS HI 28. Перейти к 36 29. Пропустить один, если Счетчик 2 = 8 30. Перейти к 14 31. Пропустить один, если Счетчик 1 = 3 32. Перейти к 12 НЕТ 33. Загрузить ПАМЯТЬ (счетчик) на дисплей 34 .Отображение ERROR 35. END EQUAL 36. Сброс B REG 37. Загрузка MEM (Ctr 2) в B REG 38. Загрузка B REG в MEM (Count) 39. Переход к 35
    ______________________________________

    В примере обработки данных устройства, в котором может быть использовано настоящее изобретение, определение количества зубьев на маховике обычно желательно, когда требуется программа скорости или другая процедура получения скорости или угловой информации от счетчика зубьев.Так как программа продолжит работу после определения количества зубов с помощью любой процедуры, требующей подсчета зубов, нет необходимости отображать количество, выбранное из таблицы. Цель отображения измеренного количества, когда оно не сравнивается ни с одним из значений таблицы, состоит в том, чтобы дать оператору указание на то, что что-то не так, указать, почему программа зависла (что произойдет, если программа скорости ожидание подсчета зубов), и дать оператору возможность ввести с клавиатуры какое-либо значение зуба, если он того пожелает.Эта функция представляет собой просто операцию загрузки данных, которая может быть выполнена в соответствии со способами, хорошо известными в данной области техники, и здесь не описывается.

    Вышеупомянутый процесс завершен и соответствует описанию в вышеупомянутой заявке Stick et al. Однако при отсутствии идентификационного сигнала цилиндра (либо из-за неисправности, либо из-за того, что на испытываемый двигатель не был установлен подходящий преобразователь), настоящее изобретение обеспечивает измерение зубьев, которое можно использовать в процессе, описанном в отношении инструкций 11- 39 выше, чтобы определить точное количество зубьев, если это возможно.

    На первом этапе процесса с использованием примерной системы, описанной выше, собирают синхронизирующие импульсы зубьев (т. е. подсчеты синхронизирующих импульсов, полученные от зубца к зубцу) для достаточного количества зубьев, чтобы включить, по крайней мере, полный оборот маховик с максимальным числом зубьев (например, 152). Поскольку частота вращения двигателя изменяется в результате изменений компрессии (как на холостом ходу, так и при проворачивании стартером), а также в результате рабочих тактов на холостом ходу, время, прошедшее в интервалах между зубьями, проходящими датчик датчика зуба, будет также меняются циклически.Когда двигатель в данный момент работает на относительно более высокой скорости, количество тактовых импульсов (такое число упоминается здесь как зубчатые тактовые импульсы) будет меньше; точно так же, когда мгновенная скорость ниже, зубчатые часы будут выше. Инструкции, иллюстрирующие процесс получения зубчатых часов по крайней мере за полный оборот любого тестируемого двигателя, могут быть следующими:Сброс счетчика 2 42. Пропустить один, если зубец 43. Перейти к 42 44. Загрузить таймер зубца в память (зуб — Ctr 2) 45. Передвинуть счетчик два вперед 46. Пропустить один, если счетчик два = 200 47. Перейти к 42 48. Сбросить счетчик два ______________________________________

    Следующим шагом, который неразрывно связан с настоящим изобретением, является определение минимумов зубчатых часов, которые разобьют шаблон зубчатых часов на группы цилиндр за цилиндром.В приведенном здесь примерном процессе минимальные значения определяются путем взятия наименьших зубчатых часов для первых 40 зубьев и сохранения идентификации зуба, для которого это определено, при этом подсчет зубьев ведется в счетчике два. Это можно сделать в примерном процессе в соответствии со следующими инструкциями:

    __________________________________________
    49. Загрузить MEM (зуб — Ctr 2) в A REG 50. Переместить второй счетчик 51.Загрузить MEM (зуб — Ctr 2) в B REG 52. Вычесть 53. Пропустить два, если + 54. Загрузить счетчик два в MEM (Min — Ctr 1) 55. Загрузить B REG в A REG 56. Сдвинуть счетчик два 57. Пропустить один если Счетчик 2 = 40 58. Ответвление на 51
    ___________________________________________

    И выполняется проверка, выполнено ли это для необходимого количества цилиндров, которое может быть следующим:

    ___________________________________________
    59.Предварительный счетчик один 59а. Загрузите REG (№ цилиндров) в B REG 59b. Загрузить счетчик 1 в A REG 60. Вычесть 61. Пропустить 1, если — 62. Перейти к 72
    ______________________________________

    минимумы могут возникать через десять зубов после предыдущего действительного минимума) и снова проверяет следующие 40 зубов на минимальное количество зубов; пропуск десяти зубов может осуществляться в соответствии со следующим процессом:

    __________________________________________
    63.Загрузить MEM (Min — Ctr 1) в Counter two 64. Загрузить 9 фактор в A REG 65. Загрузить 1 фактор в B REG 66. Сдвинуть счетчик 2 67. Вычесть 68. Загрузить RSLT в A REG 69. Пропустить один, если — 70. Переход к 65 71. Переход к 49
    __________________________________________

    Когда будет сделано столько проходов, сколько имеется цилиндров, тест, выполненный в инструкциях 59-62, приведет к переходу к инструкции 72. Следующий шаг в процессе заключается в вычитании идентичности зуба, для которого были определены минимумы, из идентичности зуба, для которого были определены следующие минимумы в последовательности, чтобы получить числа, указывающие на количество зубов между минимумами.Поскольку идентификация зубцов, в которых были обнаружены минимумы, сохраняется командой 54 в определенное место в памяти, относящееся к минимумам, и идентифицируется счетчиком один относительно того, о каком из минимумов идет речь (якобы, по одному на каждый цилиндр, когда все работает правильно). ), вычитание может происходить гусеничным способом; но поскольку обычно нелегко уменьшить счетчик, а только увеличить его, второй счетчик (который больше не используется для отслеживания общего количества зубов) используется для отставания от счетчика один за другим. счет.Таким образом, установка второго счетчика всегда на единицу ниже счетчика один, и, следовательно, будет указывать на меньшее из двух чисел при вычитании. Это может быть выполнено в соответствии со следующими инструкциями:

    __________________________________________
    72. СБРОС Счетчика 1 73. СБРОС Счетчика 2 74. Счетчик вперед 1 MEM (Min — Ctr 2) в B REG 77. Вычтите 78.Загрузка RSLT в MEM (Min — Ctr 2) 79. Счетчик опережения 2
    ______________________________________

    И снова проводится испытание, чтобы определить, когда количество сделанных вычитаний равно количеству цилиндров в тестируемом двигателе, как следующим образом:

    ______________________________________
    80. Загрузите REG (число цилиндров) в B REG 81. Загрузите счетчик 1 в A REG 82. Вычтите 83.Пропустить 1, если + 84. Переход к 74 85. Сброс счетчика 2
    ______________________________________

    Когда подсчеты количества зубьев между минимумами, якобы по одному на цилиндр, хранятся в памяти по адресу, выделенному для минимумы, то следующим шагом является их суммирование, чтобы определить общее количество зубьев для полного оборота (такая же функция выполняется в инструкциях 3-7 здесь и в вышеупомянутой заявке Стика и др., когда цилиндр имеется идентификационный сигнал).Это можно сделать в соответствии со следующим примерным процессом:

    __________________________________________
    86. Сброс счетчика 1 87. Загрузка MEM (сумма) в A REG 88. Загрузка MEM (Min — Ctr 1) в B REG 89 90. Загрузить RSLT в MEM (сумма) 91. Передвинуть счетчик 1 92. Загрузить REG (число цилиндров) в B REG 93. Загрузить счетчик 1 в A REG 94. Вычесть 95. Пропустить 1, если + 96. Перейти к 86 97а.Загрузите MEM (сумма) в A REG 98a. Ветвь на 8
    ______________________________________

    Вышеизложенное, однако, не учитывает каких-либо радикальных ошибок в определении минимумов, которые могут возникать вследствие зашумления данных, определяемых зубчатым таймером в результате шумовые колебания, которые сопровождают определение близости прохождения зубьев маховика. Однако в рудиментарном варианте осуществления изобретения подсчет, указанный в инструкциях 86-98а, может быть адекватным и может использоваться при желании.Однако в соответствии с дополнительными аспектами изобретения другой вариант осуществления изобретения не включает инструкции 97а и 98а, как показано выше, а вместо этого обеспечивает тест (начиная с инструкций 97b и 98b) для определения точности информации и изменить его, если необходимо, чтобы сделать его более точным. Чтобы проверить качество измеренного количества зубьев, измеренное количество зубьев для общего количества цилиндров (как определено выше) усредняется, чтобы определить среднее количество зубьев на цилиндр, и каждое число зубьев на цилиндр сравнивается с 20% что среднее.Конкретный формат инструкции для нахождения среднего имеет недостаток, который позволяет использовать его для нахождения среднего, чтобы выполнить проверку на 20% от него, и использовать его позже, чтобы нормализовать скорректированные данные, как описано далее более полно. Суть в том, чтобы вычесть значение счетчика два из числа цилиндров, чтобы при усреднении скорректированных данных для восстановления до нормализованного количества учитывался тот факт, что некоторые данные, относящиеся к некоторым цилиндрам, не совпадают. используется меньшее число, чтобы определить правильное среднее значение, которое затем можно умножить на общее количество цилиндров, чтобы получить нормализованное количество.Но во время первого прохода, когда определяется среднее значение для проверки 20%, второй счетчик устанавливается в ноль (по инструкции 85, выше), так что это не влияет на процесс усреднения. Среднее значение можно определить следующим образом:

    __________________________________________
    97b. Загрузите REG (№ цилиндров) в A REG 98b. Загрузите Counter 2 в A REG 99. Вычтите 100. Загрузите RSLT в B REG 101. Загрузите MEM (Sum) в A REG 102.Разделить
    ______________________________________

    Если усреднение выполняется перед выполнением проверки 20%, второй счетчик по-прежнему устанавливается на ноль из инструкции 85, так что это не вызывает переход к процедуре нормализации, а вместо этого начнется с процедуры проверки данных в инструкции 105. Это может быть достигнуто следующим образом:

    ______________________________________
    103.Пропустить 1, если счетчик 2 = 0 104. Переход к 135
    ___________________________________________________

    Для выполнения теста 20% среднего значения определяется путем деления на пять, а затем это сравнивается с каждым из минимальных значений. до минимального количества зубов, которое было достигнуто ранее. Сравнение производится путем вычитания квадратов, поскольку это будет иметь дело с абсолютными значениями, не имеет значения, выше или ниже какое-либо значение среднего на 20%, а возведение в квадрат исключает знаки.Таким образом, первые процедуры заключаются в нахождении квадрата 20% среднего значения следующим образом:

    ______________________________________
    105. Загрузить RSLT в MEM (Avg) 106. Загрузить 5-й множитель в B REG 107. Разделить 108. Загрузить RSLT в A REG 109. Загрузить RSLT в B REG 110. Умножить 111. Загрузить RSLT в MEM (20%)
    ______________________________________

    из него вычитается среднее значение, результат возводится в квадрат и из него вычитается квадрат 20% следующим образом:

    ______________________________________
    112.СБРОС Счетчика 1 113. Загрузить MEM (Min — Ctr 1) в A REG 114. Загрузить MEM (Avg) в B REG 115. Вычесть 116. Загрузить RSLT в A REG 117. Загрузить RSLT в B REG 118. Умножить 119. Загрузить RSLT к A REG 120. Загрузите MEM (20%) к B REG 121. Вычтите
    ______________________________________

    В любой момент, когда разница между одним из минимального и минимального количества зубов и их средним значением превышает 20%, результат будет отрицательным и поэтому его можно игнорировать (то есть данные прошли проверку).Но если результат положительный, это означает, что отдельное показание отличается от среднего более чем на 20 %, поэтому счетчик два выдвигается вперед, чтобы указать, что показание для одного из цилиндров отличается более чем на 20 %, и это показание изменено на ноль, так что оно будет проигнорировано при дальнейшем суммировании показаний, как более подробно описано ниже. Затем процесс повторяется до тех пор, пока не будет проверено количество цилиндров в двигателе, чтобы убедиться, что они находятся в пределах 20% от среднего значения данных.Примеры инструкций для этих функций следующие:

    __________________________________________
    122. Пропустить два, если — (Кол-во цилиндров) до B REG 127. Загрузить счетчик 1 до A REG 128. Вычесть 129. Пропустить 1, если + 130. Переход к 113
    ______________________________________

    Если в конце теста счетчик два не был установлен, то это означает, что все данные прошли.С другой стороны, если какие-либо данные ошибочны, то производится новое суммирование, при этом все ошибочные данные сводятся к нулю, а счетчик два показывает, сколько единиц ошибочных данных было сведено к нулю. Но если счетчик два равен нулю, то в ячейке памяти для хранения суммирования существует правильный результат (что эквивалентно подсчету зубов, полученному в инструкциях 3-7 выше и в вышеупомянутом приложении Стика и др.), так что программа может вернуться к инструкции 8. Этого можно добиться следующим образом:

    __________________________________________
    131.Пропустить 1, если счетчик 2 = 0 мест хранения, и количество из них, признанных неисправными, размещенными в счетчике два, затем производится новое суммирование в инструкциях 86-96, как описано выше. На этот раз, однако, счетчик два не устанавливается на ноль, когда суммирование завершено, поэтому известно, что суммирование должно быть нормализовано путем деления суммы на число, меньшее числа цилиндров, на величину, равную количество ошибочных данных, которые были сведены к нулю; это обеспечивает среднее значение для каждого цилиндра для тех данных, которые были определены как правильные, которые затем должны быть нормализованы к полному количеству цилиндров путем умножения на число в регистре цилиндров.Этого можно добиться следующим образом:

    ______________________________________
    135. Загрузить RSLT в A REG 136. Загрузить REG (число цилиндров) в B REG 137. Умножить 138. Загрузить RSLT в MEM (Sum) 139. до 133
    ______________________________________

    Таким образом, в приведенном здесь улучшенном варианте выполняется первая проверка данных, и любые данные, отличающиеся от среднего более чем на 20%, отбрасываются, а остальные данные нормализуются. для более точного подсчета.После этого программа возвращается к инструкции 8, чтобы выполнить стандартное сопоставление зубов, если это необходимо. Однако следует понимать, что данное изобретение, определение знаков на вращающемся элементе двигателя внутреннего сгорания путем анализа циклического поведения его скорости, может быть реализовано на практике без использования сравнения количества зубьев в вышеупомянутой заявке Стика и др. , при желании.

    В приведенном выше анализе количество цилиндров было принято за количество анализируемых минимумов.Однако можно использовать и другие номера, если они отслеживаются. Например, при желании можно использовать 8 минимумов, или 13 минимумов, или 20 минимумов, при условии, что будет произведено достаточное количество зубцов, чтобы можно было провести такой большой анализ, и такое конкретное количество используется вместо количества цилиндров, где это уместно. Точно так же нет необходимости использовать полный цикл двигателя, можно использовать один оборот или даже меньше оборота, хотя сомнительно, что таким образом можно будет получить точные данные.

    Следует также понимать, что не имеет значения, работает ли двигатель на холостом ходу медленно или прокручивается ли он во время определения количества зубьев.

    При желании могут быть проведены испытания, чтобы убедиться, что двигатель вращается за счет использования предполагаемого количества зубьев в процессе измерения скорости, как это описано и заявлено в совместно находящейся в собственности заявке, сер. № 684219, ИЗМЕРЕНИЯ СУБЦИКЛИЧЕСКОЙ СКОРОСТИ И ЦИКЛИЧЕСКОГО ВРЕМЕНИ ДЛЯ ИНДИКАЦИИ МОЩНОСТИ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ, поданной 7 мая 1976 г. Willenbecher et al.Тем не менее, очевидно, что никакая информация не будет получена, и, следовательно, не будет причинен вред в случае непреднамеренной попытки проведения испытания при остановленном двигателе. В любом случае эти соображения выходят за рамки настоящего изобретения.

    Изобретение также можно применять на практике, используя определение максимумов и/или минимумов более сложным способом, чем тот, который описан в инструкциях 49-58 настоящего документа, например, как это раскрыто в совместно находящейся в совместном владении заявке, сер.

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован.