203599. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és berendezés főleg közúti gépjárművek belsőégésű motorja pillanatnyi teljesítményének meghatározására
1 HU 203 599 B 2 A találmány tárgya eljárás, főleg közúti gépjárművek belsőégésű motorja pillanatnyi teljesítményénekmeghatározására, továbbá tárgya a jelen bejelentésnek a fenti eljárás foganatosítására való berendezés is. Ismert például a 170 589 lajstromszámú HU szabadalmi leírásból olyan mérési eljárás, amely erő- és munkagépek, valamint gépjárművek terhelésarányos üzemóráinak meghatározására szolgál. Enneél az eljárásnál és az eljárás foganatosítására való mérőberendezésnél a kipufogógáz hőmérsékletét érzékelik és elektronikus mérő-átalakító segítségével arányos feszültség-jellé alakítják, amelyet aztán kijeleznek. Ismert továbbá, hogy a belsőégésű motorok körfolyamatának átlaghőmérséklete az égéstérbe időegység alatt bejutó hajtóanyag energiájának függvénye, és mindkettőnek adott fordulatszámnál függvénye a motor által kifejtett teljesítmény is. A gyakorlati tapasztalatok azt mutatták, hogy a fenti megoldás elsősorban regulátoros motorral rendelkező traktoroknál, tankoknál és hasonlóknál alkalmazható, ezzel szemben például közúti dizel-motoros gépjárműveknél alkalmazása alig jöhet szóba. A jelen találmánnyal célunk olyan tökéletesített megoldás létrehozása, amellyel elsősorban közúti gépjárműveknél lényegesen nagyobb mérési pontosság mellett határozható meg a pillanatnyi teljesítmény. A jelen találmány létrehozásakor abból indultunk ki, hogy a különböző típusú belsőégésű motorokkal felszerelt gépjárművek gazdaságos üzemeltetése a motor üzemi terhelésétől függő teljesítményének, továbbá az üzemidő alatt végzett motormunkával arányos futáskilométer ismeretét kívánná meg. Ez tehetné ugyanis lehetővé, hogy az üzemelési alapadatokat pontosan meghatározhassuk, és ennek segítségével megtervezhessük a különböző technológiák gépesítési adatait, továbbá hitelesen ellenőrzhető legyen a hajtóanyag- és kenőolajfogyasztás, továbbá a karbantartási és javítási munkák tervszerűen ütemezhetők legyenek, továbbá reálisan meghatározhassuk a belsőégésű motorok, illetve a gépjárművek használati idejét és amortizációs időszakát. A belsőégésű motor körfolyamatának átlaghőmérséklete, illetve az ezzel arányos egyéb égési hőmérsékletek önmagában ismert módon, teljesítményarányos paraméterként foghatók fel. E paraméterek bármelyikének változását érzékelni lehet és fel lehet fogni például egy- vagy többcsatornás regisztrálón, amely a jelzéseket rögzíti, és adott esetben az idő függvényében digitalizálja. Közúti járműveknél a pillanatnyi teljesítmény meghatározásához szükséges másik paraméter a belsőégésű motor főtengelyének fordulatszáma. Ennek mérésével és elektronikus feldolgozásával a mérés egésze tovább pontosítható. A kitűzött feladat megoldásához tehát olyan ismert eljárásból indultunk ki, amelynél a belsőégésű motor körfolyamatának átlaghőmérsékletével arányos kipufogógáz-hőmérsékletet mérjük, és azt adott esetben kijelezzük. Ezt a találmány szerint azzal fejlesztettük tovább, azaz a jelen találmány lényege, hogy a kipufogógáz-hőmérséklet mérésével egyidejűleg a belsőégésű motor főtengelyének pillanatnyi fordulatszámát is mérjük, és az így nyert értékekből meghatározzuk a motor pülanatnyi teljesítményét, mégpedig úgy, hogy ehhez etalonként egyenlettel definiált, vagy mátrix alakban tárolt hiperfelületet használunk A találmány szerinti eljárás egyik előnyös foganatosítási módjánál tehát a pillanatnyi kipufogógáz-hőmérséklet értékét és az ezzel egyidejűleg mért pillanatnyi főtengely-fordulatszám értékét behelyettesítjük a motorteljesítményt leíró hiperfelület egyenletébe, és ebből határozzuk meg a pillanatnyi motorteljesítményt. A találmány szerinti eljárás másik előnyös foganatosítási módjánál viszont a motorteljesítményt leíró hiperfelület mint etalon mátrix alakban van tárolva. Ennél a koordináták szerint kikeressük a mindenkori pillanatnyi hőmérséklet és fordulatszám értékek koordinátához legközelebbi pillanatnyi teljesítményértéket. Célszerű továbbá, ha a pillanatnyi teljesítményt százalékos értékben jelezzük ki, hiszen ezzel egyszerűen és könnyen kezelhető paramétert kapunk. A pülanatnyi teljesítmény százalékos értékével előnyösen megszorozva a futásküométereket összegezzük a redukált futáskilométerket. Ez utóbbit „teljesítménykilométer”-nek nevezhetjük. A találmány szerinti eljárás olyan berendezéssel foganatosítható, amelynek kipufogógáz-hőmérséklet jeladója, kijelzője és ezek közé iktatott mérő-átalakító készüléke van. E berendezés lényege, hogy az elektronikus mérő-átalakító készüléknek olyan párhuzamos jel-vezeték rendszerű busza van, amellyel vezérlőegységen keresztül óragenerátor, egy-egy buszillesztőn, számlálón és szűrő-jelformáló egységen keresztül sebesség/út jeladó, illetve fordulatszám-jeladó, továbbá A/D konverteren, erősítőn és szűrőn keresztül a kipufogógáz-hőmérséklet jeladó, továbbá olvasható memória, és a kijelző van kapcsolatban, amely utóbbi lehet analóg étvágy digitális. A találmányt részletesebben a csatolt rajz alapján ismertetjük, amelyen a találmány szerinti megoldás példakénti kiviteli alakját tüntettük fel. A rajzon:- az 1-3. ábrákon térbeli koordináta rendszerben különböző helyzetekben ábrázoltuk a találmány szerinti megoldásnál „etalonként” használt hiperfelületet;- a 4. ábra a találmány szerinti berendezés példakénti kiviteli alakjának vázlata;- az 5. ábra a 4. ábra szerinti megoldás részletének blokkdiagrammja. Az 1-3. ábrákon térbeli koordináta rendszerben különféle nézetekben szemléltetjük az etalonként használt hiperfelületet, amelyet F-fel jelöltünk. A térbeli koordináta rendszernél az egyik vízszintes tengelyre a motorofőtengely n fordulatszámát, a másik vízszintes tengelyre a kipufogógáz Tk hőmérsékletét (°C-ban), a függőleges tengelyre pedig P motorteljesítményt (kW-ban) mértük fel. A jelen esetben aFhiperfelületet mátrix alakban ábrázoltuk, illetve tároltuk A 4. és 5. ábrán a találmány szerinti berendezés pél-5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 2
