Патент на изобретение №2236019

(54) УСТРОЙСТВО КОНТРОЛЯ РАБОТОСПОСОБНОСТИ СИСТЕМЫ ЗАЖИГАНИЯ И НАСТРОЙКИ ТОПЛИВНОЙ АППАРАТУРЫ ГАЗОТУРБИННОГО ДВИГАТЕЛЯ

(57) Реферат:

Изобретение относится к электроизмерительной технике, в частности к устройствам для измерения параметров искровых разрядов в свечах зажигания. Устройство включает последовательно соединенные делитель напряжения, ограничитель амплитуды сигнала, выпрямитель, цепь задержки, первый компаратор, счетчик, регистр, блок арифметического умножения и блок индикации. При этом выход цепи задержки соединен также с входами второго компаратора и измерителя периода следования импульсов, выходы которых соединены соответственно с входами элемента И и блока арифметического умножения. Второй вход элемента И подключен к выходу одновибратора, вход которого соединен с выходом первого компаратора. Выход элемента И подключен к входам счетчика и регистра. С входом обнуления счетчика соединен выход датчика подачи топлива. Изобретение обеспечивает возможность настройки топливной аппаратуры, за счет измерения времени задержки попадания топлива в разрядный промежуток свечи. 2 ил.

Изобретение относится к электроизмерительной технике, в частности к устройствам для измерения параметров искровых разрядов в свечах зажигания, и может быть использовано для измерения длительности задержки между моментом подачи топлива и моментом попадания топлива на рабочий торец свечи.

Известен измеритель длительности искры (а.с. СССР №1679416, кл. G 01 R 29/02, опубл. 23.09.91), содержащий датчик тока, двухпороговый дискриминатор уровня, пиковый детектор, дискриминатор уровня, одновибратор, элемент И, блок счета, причем выход датчика тока соединен с входом двухпорогового дискриминатора уровня, выход которого соединен с входом пикового детектора, выход последнего соединен с входом дискриминатора уровня и с входом одновибратора, выход дискриминатора уровня соединен с первым входом элемента И, второй вход элемента И соединен с выходом одновибратора, выход элемента И соединен с входом блока счета.

Измеритель длительности искры может использоваться для контроля работоспособности системы зажигания, так как показания измерителя свидетельствуют о наличии искрообразования в свече, однако, данное устройство по своим функциональным возможностям неприменимо для измерения времени задержки между моментом подачи топлива и моментом попадания топлива в разрядный промежуток свечи.

Данная задача возникает при настройке пусковой топливной аппаратуры двигателя. Необходимым условием для воспламенения горючей смеси в камере сгорания является попадание смеси в искровой промежуток свечи. Момент попадания топлива в искровой промежуток может быть зафиксирован при изменении падения напряжения в свече, т.к. известно, что смачивание свечи топливом приводит к увеличению падения напряжения в свече. Если топливо не попадает в искровой промежуток свечи, или попадает со значительной задержкой, то это свидетельствует об отклонениях в настройке пусковой топливной аппаратуры, т.к. моменты включения свечи и клапанов пусковой топливной аппаратуры связаны циклограммой запуска газотурбинного двигателя.

Известен также способ контроля электрической системы зажигания путем измерения падения напряжения в искровой стадии разряда в свече и сравнения его с эталонным значением (а.с. СССР №1106207, кл. F 02 С 7/266, опубл. 30.07.84, бюл. №28), который может быть использован для контроля качества настройки топливной аппаратуры на основе определения наличия или отсутствия топлива в искровом промежутке свечи в процессе запуска двигателя. К недостатку способа следует отнести то, что при этом не определяется время задержки между моментом подачи топлива и моментом попадания топлива в разрядный промежуток свечи, что ограничивает информативность контроля.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому устройству является измеритель длительности подготовительной стадии разряда в свечах зажигания (патент №2182339 Россия, МКИ G 01 R 22/00, 22/02, опубл. 10.05.02, бюл. №13), содержащий счетчик, делитель напряжения, компаратор, генератор тактовых импульсов, временной селектор, блок памяти, блок управления памятью, дешифратор, блок цифровой индикации, при этом выход делителя напряжения, с которого снимается напряжение в свече, соединен с входом компаратора, при этом уровень порога срабатывания компаратора выбирается превышающим падение напряжения в свече, выход компаратора соединен с первым входом временного селектора, к второму входу последнего подключен генератор тактовых импульсов, выход компаратора подключен также к управляющему входу счетчика и ко входу блока управления памятью, выход последнего подключен к управляющему входу блока памяти, выход временного селектора соединен с счетным входом счетчика, выход последнего соединен с информационным входом блока памяти, выход последнего соединен с входом дешифратора, выход последнего соединен с блоком цифровой индикации.

Недостаток данного устройства заключается в том, что оно по своим функциональным возможностям неприменимо для измерения длительности задержки между моментом подачи топлива и моментом попадания топлива в разрядный промежуток свечи.

Задачей изобретения является расширение функциональных возможностей устройства контроля, обеспечивающее возможность настройки топливной аппаратуры, за счет измерения времени задержки попадания топлива в разрядный промежуток свечи по отношению к моменту подачи топлива.

Поставленная задача достигается тем, что в устройство контроля работоспособности системы зажигания и настройки топливной аппаратуры газотурбинного двигателя, содержащее счетчик, компаратор, делитель напряжения и блок индикации, в отличие от прототипа, введены ограничитель амплитуды сигнала, выпрямитель, цепь задержки, датчик подачи топлива, регистр, измеритель периода следования импульсов, блок арифметического умножения, одновибратор и логический элемент И, при этом выход делителя напряжения соединен с входом ограничителя амплитуды сигнала, выход которого соединен с входом выпрямителя, выход последнего подключен к цепи задержки, выход которой соединен одновременно с входом второго компаратора, входом измерителя частоты следования импульсов и входом первого компаратора, выход последнего подключен одновременно к входу одновибратора и счетному входу счетчика, выход которого соединен с входом регистра, выход которого подключен к входу блока арифметического умножения, выход последнего соединен с входом блока индикации, при этом выход второго компаратора соединен с первым входом элемента И, выход одновибратора соединен со вторым входом элемента И, выход которого подключен к одновременно к входу разрешения записи регистра и к входу остановки счета счетчика, выход датчика подачи топлива соединен с входом обнуления счетчика.

На фиг.1 изображена структурная схема заявляемого устройства; на фиг.2 – временные диаграммы работы заявляемого устройства.

Устройство содержит делитель напряжения 1, ограничитель амплитуды сигнала 2, выпрямитель 3, цепь задержки 4, датчик подачи топлива 5, первый компаратор 6, второй компаратор 7, одновибратор 8, счетчик 9, логический элемент И 10, регистр 11, измеритель периода следования импульсов 12, блок арифметического умножения 13, блок индикации 14, при этом выход делителя напряжения 1 соединен с входом ограничителя амплитуды сигнала 2, выход которого соединен с входом выпрямителя 3, выход последнего подключен к цепи задержки 4, выход которой соединен одновременно с входом второго компаратора 7, входом измерителя периода следования импульсов 12 и входом первого компаратора 6, выход последнего подключен одновременно к входу одновибратора 8 и счетному входу счетчика 9, выход которого соединен с входом регистра 11, выход которого подключен к входу блока арифметического умножения 13, выход последнего соединен с входом блока индикации 14, при этом выход второго компаратора 7 соединен с первым входом элемента И 10, выход одновибратора 8 соединен со вторым входом элемента И 10, выход которого подключен одновременно к входу разрешения записи регистра 11 и к входу остановки счета счетчика 9, выход датчика подачи топлива 5 соединен с входом обнуления счетчика 9.

Форма сигнала падения напряжения в свече u_св, снимаемого с делителя напряжения 1, подключенного ко входу свечи зажигания, показана на фиг.2а, где обозначено: _и – длительность искровой стадии разряда, t_пс – длительность подготовительной стадии разряда. Приведенные временные диаграммы работы устройства соответствуют моменту времени после попадания топлива в разрядный промежуток свечи.

Сигнал u_св с делителя напряжения 1 проходит через ограничитель амплитуды сигнала 2 и выпрямитель 3 и попадает в цепь задержки 4, в которой осуществляется заполнение промежутков между полуволнами сигнала (фиг.2б). Затем сигнал поступает на входы первого и второго компараторов. Пороговое напряжение первого компаратора U_пор.1 устанавливается на уровне, заведомо большем амплитуды падения напряжения в свече во время искрового разряда. Пороговое напряжение второго компаратора U_пор.2 устанавливается на уровне большем, чем амплитуда падения напряжения в свече до момента попадания топлива в разрядный промежуток свечи U_св.до. и меньшем, чем пороговое напряжение первого компаратора U_пор.1:U_св.дo.пор.2пop.1. Вид сигналов на выходах первого U_вых.К1 и второго компараторов U_вых.К2 после попадания топлива в разрядный промежуток свечи показан на фиг.2в и 2г соответственно. По срезу сигнала U_вых.К1 осуществляется счет разрядных импульсов на счетчике. Обнуление счетчика производится в момент подачи топлива от датчика подачи топлива. По срезу сигнала U_вых.K1 производится также запуск одновибратора, время задержки которого t_одн выбирается заведомо меньшим минимально возможной длительности искровой стадии разряда t_и.min: t_одни.min. По истечении времени t_одн от момента начала искровой стадии разряда элементом И по сигналу U_вых.К2 проверяется наличие факта попадания топлива в разрядный промежуток свечи, соответствующее сигналу “логическая единица” на выходе второго компаратора. Форма сигнала на выходе одновибратора показана на фиг.2д. Вид сигнала на выходе элемента И показан на фиг.2е, срез этого импульса останавливает счет в счетчике и разрешает запись содержимого счетчика в регистр, в котором фиксируется, таким образом, число разрядных импульсов, проследовавших от момента подачи топлива до момента попадания топлива в разрядный промежуток свечи. К входу цепи задержки подключен цифровой измеритель периода следования импульсов. В блоке арифметического умножения производится операция арифметического умножения цифровых кодов регистра и измерителя периода следования импульсов. С выхода блока арифметического умножения результат измерения – задержка между моментом подачи топлива и моментом попадания топлива в разрядный промежуток свечи поступает в блок индикации.