Стенд для испытания двигателя внутреннего сгорания

 

СТЕНД ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ, содержащий нагрузочное .устройство с исполнитепьным механизмом регупирова ния частоты, испопнитепьный механизм регулирования нагрузки, датчик обратной связи, импупьсаторы разгона-торможения нагрузочного устройства и открытиязакрытия заспонки, преобразователь частоты вращения в ,-электрический сигнал с первой схемой сравнения, генератор импульсов, первую и вторую схемы совпаденш, первую схему ИЛИ, схему торможения , тиристорные преобразователи и программное устройство, выполненное в виде программоносителя и элементов реле времени, задатчиков частоты вращения , нагрузки, длительности режимов, углового ускорения и количества циклов связанных с программоносителем, соединенным через импульсатор открытиязакрытия дроссельной заслонки последовательно со схемой тop oжeния, одним из тиристорных преобразователей и исполнительным механизмом регулирования нагрузки, программоноситель соединен параллельно с первой и,второй схемами совпадения, подключенными к первой схеме ИПП, соединенной через импульсатор разгона-торможешет нагрузочного устройства с другим тиристорным преобразователем , связанным с исполнительным механизмом регулирования частоты нагрузочного устройства, причем первая схема совпадения с подключенным к ней генеi ратором V импульсов и вторая схема совпадения соединены с первой схемой сра&СЛ нения, соединенной параллельно с датчиком обратной связи и программоносителем, а задатчик числа циклов соединен с реле времени, отличаюшийся тем, что, с целью повышения точности имитации переходных режимов, стенд дополнительно содержит вторую схему ИЛИ, вторую схему сравнения и блок вычисления первой производной, включенный между датчиком обратной свйзи и .одним входом второй схемы сравнения, другой вход которой соединен с программоносителем, а выход - с импупьсатором разгона-тормолеенгШ нагрузочного устройства, причем вторая схема ИЛИ включена между реле времени «. .программоносителем, а выход первой схемы сравнения соединен с входрм второй схемы ИЛИ.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

3(51) G 01 М 15/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ, Н ABTGPCHGMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21 ) 347041 7/25-06 (22) 14.07.82 (46) 07.11.83. Бюп. No. 41 (72) С. H. Овсянников, Ф. П.Лассапь, A. В. Громов, В. А . Чече ндае в и Ю. В . К узнецов (71) Научно-исспедоватепьский конструкторско-технопогический институт тракторных и комбайновых двигатепей (53) 621.436.001.5 (088,8) (56) 1 ° Авторское свидетепьство СССР № 85 9851, кп. G 01 М 1 5/00, 1 981.

2 А вторское свидетеньство СССР

No 811093, кп. G 01 М 15/00, 1981. (54) (57) СТЕНД ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ

ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ, содержащий нагрузочное .устройство с испопнитепьным механизмом регупирования частоты, испопнитепьный механизм регупирования нагрузки, датчик обратной связи, импуньсаторы разгона-торможения нагрузочного устройства и откры иязакрытия заспонки, преобразоватепь час тоты вращения в эпектрический сигнап с первой схемой сравнения, генератор импупьсов, первую и вторую схемы совпадения, первую схему ИЛИ, схему торможения, тиристорные преобразоватепи и программное устройство, выпопненное в виде программоноситепя и апементов репе времени, задатчиков частоты вращения, нагрузки, длитепьности режимов, угпового ускорения и копичества циклов, связанных с программоноситепем, соединенным через импупьсатор открытиязакрытия дроссепьной заслонки поспедоватепьно со схемой торможения, одним из тиристорных лраобразоватепей и иопопнитепьным механизмом регупирования нагрузки, программоноситепь соединен параллельно с первой и второй схемами совпадения, одкпюченными к первой схеме ИЛИ, соединенной через импупьсатор разгона-торможения нагрузочного устройства с другим тиристорным преобразоватепем, связанным с испопнитепьным механизмом регупирования частоты нагрузочного устройства, причем первая схема совпадения с подкпюченным к ней генератором ; импупьсов и вторая схема совпадения соединены с первой схемой срав кения, соединенной параппепьно с датчиком обратной связи H щограммоноситепем, а задатчик числя цикпов соединен с репе времени, о т п и ч а ю шийся тем, что, с цепью повышения точности имитации переходных режимов, стенд допопнитепьно содержит вторую схему ИЛИ, вторую схему сравнения и блок вычиспения первой производной, вкпюченный между датчиком обратной св*зи и одним входом второй схемы сравнения, другой вход которой соединен с программоноситепем, а выход - с импупьсатором разгона-торможения нагрузочного устройства, причем вторая схеМа ИЛИ вкпючена между репе времени и,программоноситепем, а выход первой схемы сравнения соединен с входрм второй схемы ИЛИ, 1052

Изобретение относится к истплтатепьной технике, в частности к стендам дпя испытания двигатепей внутреннего сгоранияя.

Известен стенд для испытания цвигатепей внутреннего сгорания, содержащий нагрузочное устройство с испопнитепьным механизмом регупирования частоты, испопнитепьный механизм регупирования нагрузки, датчик обратной связи, преобразоватепь частоты вращения в эпектрический сигнап с первой схемой совпадения, программное устройство (1).

Недостатком явпяется то, что на стендах непьзя управпять двигатепем во время переходных процессов, а, спедоватепьно, и точно их имитировать.

Известен стенц дпя испытания двига-епя внутреннего сгорания, содержащий нагрузочное устройство с испопннтепьнь|м gp механизмом регупирования частоты, испопнитепьный механизм регупирования нагрузки, датчик обратной связи, импупь- . ( саторы разгона-торможения нагрузочного устройства и открытия-закрытия заспонки,p5 преобразоватепь частоты вращения в эпектрический сигнап с первой схемой сравнения, генератор импупьсов, первую и вторую схемы совпадения, первую схему ИЛИ, схему торможен и, тиристорные преобразоватепи и программное уст ройство, выпопненное в виде программоноситепя и эпементов репе времени, задатчиков частоты вращения, нагрузки, дпитепьности режимов, угпового ускорения и копичества пикпов, связанных с

35 программоноситепем, соединенным через импупьсатор открытия-закрытия дроссепь ной заспонки поспецоватепьно со.схемой торможения, одним из тиристорных преоб40 разоватепей и испопнитепьным механизмом регупирования нагрузки, программс носитепь соединен параппельно с первой и второй схемами совпадения, поцкпюченными к первой схеме ИЛИ, соединенной

45 через пупьсатор, разгона-торможения нагрузочного устройства с другим тйрис.

«топным преобразоватепем, связанным с испопнитепьным механизмом регупирован88 частоты нагрузочного устройства, первая схема совпадения с подкпюченным к ней генератором импупьсов и вторая схема совпадения соединены с первой схемой сравнения, соединенной параппепьно с датчиком обратной связи и программоносителем, а задатчик чиспа 55 иикпов соединен с репе времени $2) .

Недостатком явпяется то,. что на

«стенде непьзя точно регупировать вели912 чину ускорения вапа двигатепя и длительность переходных процессов.

Цепь изобретения - повышение точности имитации перехоцных процессов.

Поставпенная цепь достигае гся тем, что на стенде дпя испытания двигатепя внутреннего сгорания, содержащем на» грузочное устройство с испопнитепьным механизмом регупирования частоты, исполнитепьный механизм регулирования нагрузки, датчик обратной связи, импупьсаторы разгона-торможения нагрузочного устройства и открытия закрьirma заслонки, преобразователь частоты вращения в эпектрический сигнап с первой схемой сравнения, генератор импупьсов, первую и вторую схемы совпадения, первую схему ИЛИ, схему торможения, тиристорные преобразоватепи и программное устройство, выпопненное в виде программоноситепя и эпементов репе времени, зацатчиков частоты вращения, нагрузки, дпитепьности режимов, угпового ускорения и копичества цикпов, связанных с программоноситепем, соединенным через импупьсатор открытия-закрытия дроссепьной заслонки поспедоватепьно со схемой тормо>кения, одним из тиристорных преобразоватепей и испопнитепьным механизмом регупирования нагрузки, программоносытепь соединен параппепьно с первой и второй схемами совпадения, подключенными к первой схеме ИЛИ, соединенной через .импупьсатор разгона-торможения нагрузочного устройства с другим тиристорным преобразоватепем, связанным с испопнитепьным механизмом регупирования частоты нагрузочного устройства, причем первая схема совпадения с подкпюченным к ней генератором импульсов и вторая схема совпадения соединены с первой схемой сравнения, соециненной параппельно с датчиком обратной cBaGH u программоноситепем, а задатчик числа пикпов соединен с реле времени, допопнитепьно содержит вторую схему ИЛИ, вторую схему сравнения и блок вычиспения первой производной, включенный между датчиком обратной связи и одним входом второй схемы сравнения, другой вход которой соединен с программоноситепем, а выход — с импупьсатором разгона-торможения нагрузочного устройства, причем вторая схема ИЛИ вкпючена между репе времени и нрограммоноситепем, а выход первой схемы сравнения соединен с входом второй сх.емы ИЛИ.

На чертеже изображена структурная схема предпагаемого стенда.

3 10529

Стенд для испытания двигателя в>тутреннего сгорания содержит нагрузо«пое устройство 1 в виде балансирной машины постоянного тока, исголнительпые меха низмы 2 и 3 регулирования частоты и

Регулирования нагрузки соответственно, связанные с реостатом 4 воэбужцения балансирной машины и дроссельной заслонкой 5 испытуемого цвигателя, програм мное устройство.6, включающее репе 7 0 времени, зада тчики 8 -1 0 длительности режима, частоты вращения и нагрузки, соответственно, программоноситель l 1, преобразователь частоты вращения в электрический сигнал с первой схемой 12 т5 сравнения, генератор 13 импульсов, импульсаторы 14 и 15 разгона-торможения нагрузочного устройства и открытияэакрытия дроссельной заслонкой 5 соответственно, задатчик 16 ускорения, пер- 20 вая и вторая схемы 17 и 18 совпадения, первая схема ИЛИ 19, тиристорные преобразователи 20 и 21, схему 22 торможения, задатчик 23 количества циклов, вал 24, соединяющий испытуемый двига- 25 тель 25 с нагрузочным устройством 1, датчик 26 обратной связи, вторую1схему 27 сравнения, блок 28 вычисления первой производной скорости, вторую схему ИЛИ 29. 30

Задатчик 16 ускорения через программоноситель 11 и один иэ входов второй схемы 27 сравнения соединен с входом импульсатора 14, второй вход которого чеРез пеРвую схемУ ИЛИ 19 связан со схемами 17 и 18 совпацения. Первые

ВХОДЫ ПОСЛЕДНИХ СОЕДИНЕНЫ С ВЫХОЦОМ первой схемы 12 сравнения и одним из входов программоносителя 11, второй вход первой схемы 17 совпадения под- 40 ключен к выходу генератора 13 импульсов, а третий вхоц схемы 17 и второй вхоц второй схемы 18 совпадения — к выходам программоносителя 1 1. Выход импульсатора 14 через тиристорный пре- „ образователь 20 связан с исполнительным механизмом 2. Один выход импульсатора

15 через программоноситель 11 подключен к задатчику 10 нагрузки, другой . вход — к другому выходу программоноси50 теля 11, а выход через схему 22 торможения и тиристорный преобразователь 21 связан с исполнительным механизмом 3 регулирования нагрузки. Вход задатчика

23 количества циклов связан с одним из выходов программоносителя 11, а выход

55 подключен к репе 7 времени.

Блок вычисления первой производной скорости включен между датчиком 26

} > 4

>братной связи и второй схемой 27 сравнения, ЕЗторая схема ИЛИ 29 включена между реле 7 времени и программоносителем 11, выход первой схемы 12 сравнения подключен к второму входу второй схемы ИЛИ 29.

Стенд работает слецутошим образом.

Перед началом работы в автоматичес ком режиме ручным управлением запускают нагруэочное устройство 1 и испытуемый двигатель 25 и обеспечивают режим холостого хода двигателя.

При подаче команды Пуск" на репе

7 времени на пинается автоматический режим. Программоноситель 1 l включает первый кадр программы; соответствук ший холостому ходу ПО истечении Време ни, заданного rra задатчнке 8 длительности режима, репе 7 времени вырабатывает импульс на включение ттрограммоносителя

11, в качестве которого может быть использован шаговый искатель, перфорированная лента, магнитная пента, либо цругой носитель информации. Программоноситель автоматически переключается на второй режим программы, соответствующий разгону дви ателя -no определенной частоты вращения. С помощью прогтыммоносптеля задатчпк 9 частоты вращения подключается к преобразователю с первой схемой 12 сравнения, задатчик 16через вторую схему 27 сравнения на вход импульсатора 14, а эадатчик 10 нагрузки — к входу импульсатора 15. Одновременно с программоносителем 11 импульсы запуска поступают на твлпульсатор

15 и через вторую схему 18 совпадения и первую схему 19 ИЛИ вЂ” на пмпульсатор 14.

Импульсатор 14 запускается при поступлении на вторую схему 18 совпадения от преобразователя частоты вращения в электрический сигнал разрешающего потенциала. Преобразователь выдает этот ! сш нал только в том случае, если частота вращения вала 24 меньше частоты, установленной на задатчике 9.

Таким Образом, оба механизма начинают работать почти Одновременно. Привод дроссельной заслонки 5, Обладая вь>сокг; быстродействием, в течение секунцы Открывает ее, и испытуемый двигатель

25 начинает набирать обороты и развив а ть м Ощ ность на ва л у 24.

При увеличении частоты вращения вала 24 и при наличии напряжения возбуждения в устройстве 1 на его роторе создается момент сопротивления. Чтобы момент сопротивления во время Разгона

1052912 двигателя, т.е. во время перехода с режима хопостого хода на режим движения с заданной постоянной «астотой вра«цения, бып постоянным, необходимо обеспечить постоянный ток через обмотку ротора на грузочного устройства. Дпя этого в генераторе, питающем нагрузочное устройство

1 (система генератор - двигатепь}, изменяют напряжение возбуждения, «исполнительный механизм 2 которого включается с помощью тиристорного преобразователя

20 импупьсатором 14, на который поступает сигнал сравнения заданного и истинного значения ускорения с второй схемы

27 совпадения. 15

Привод исполнительного механизма 2 имеет меньшее быстродействие, поатому ротор нагрузочного устройства 1 разго няется с меньшей скоростью, чем вап 24 испытуемого двигателя 25, благодаря 20 чему на последнем сохраняется момент сопротивпе ния, После достижения разгона вапа 24 испытуемого двигателя 25 заданных оборотов первая схема 12 сравнещи выра- 25 батывает на репе 7 через вторую схему

29 ИЛИ сигнал переключения, перекпючающий программоноситепь на третий кадр программы, соответствующий постоянной частоте вращения вала 24 двигателя 25. 3g

Импупьсатор 15 от программоноситепя

11 запускается импульсом и включает привод исполнительного механизма 3 на прикрытие дрос =епьной заслонки 5 на угол, заданный задатчиком 1 0 нагрузки, при котором испытуемый двигатель 25 .ррзвивает мощность, необходимую дпч преоцопения сопротивпения, создаваемого на его валу 24 нагружающим устройством l. С программоноситепя 11 на вход «р первой схемы 17 совпадения поступает разрешающий сигнал. Если частота вращения вала 24 не равна заданной на задатчике 9, то преобразователь со схемой

12 сравнения также выдает разрешающий р5 сигнал на первую схему 17 совпадения

При наличии двух разрешающих сигналов импульсы с генератора 13 через схему

17 совпадения и схему ИЛИ 19 поступают на запуск импупьсатора 14. Дпитепьность импульса задается задатчиком 16 ускорения. Этим же задатчиком задается значение ускорения на схему 27 сравнения, которая сравнивает его с истинным значенивм ускорения, вычисленным блоком

28 вычисления первой производной скорости по сш напу с датчика 26 обратной связи и выцает управляющий сигнал на импупьсатор 14, благодаря чему стабипьзируется ускорение вала 24 дви«атепя, а спедоватепьно, отсутствует перерегупирова««ие по скорости, При атом, привод исполнительного механизма вкпючается на кратковременные интервапы времени

Т =Т + Т.

9! где Т вЂ” дпитепьность импупьсов со схемы 19 Илиэ

Т вЂ” дпитепьнооть импульсов со схемы 27 сравнения, и нагрузочное устройство 1 как бы следит за зацанной частотой вращения, Поспе обработки третьего кадра программы прог еммоноситепь переключается на четвертый, соответствующий разгону вала 24 двигатепя 25 с постоянным ускорением, заданным задатчиком 16 и поддерживаемым с помощью схемы 27 сравнения, При атом на импупьсатор 15 с программоноситепя 11 поступает сигнал, перево-,: дящий дроссельную жспонку 5 в положение максимальной подачи топпива. При достижении,- валом 24 скорости, заданной задатчиком 10 на схему сравнения 12, последняя выдает сигнал на переключение программоносите««я HB пятый кадр, соответствующий торможению вала 24 двигателя 25 с постоянной первой производной скорости вра«цения Дрос..с пьная заслонка 5 при атом остается в том же положении. Величина ускорени«задаегся задатчиком 16 и поддерживается постоянной с помощью схемы 27 сравнения, вырабатывающей управляющий сигнап на импупьсатор 14 на уменьшение тока возбуждения нагружающего устройства 1.

При достижении вапсм 24 скорости, заданной задатчиком 10 скорости, схема сравнения выдает сигнал на перекпючение программоноситепя 11 на новый кацр управпения, соответствующий разгону вапа 24 двигателя 25, затем торможению и т.д.

Время разгона и торможения зависит от величины начальной скорости вращения вала 24 двигатепя 25 и вепичины ускорения

Cd t — C«o т-—

F т где Mg u cdo — конечное и начально значение скорости вращения; — ускорение вращения вапа.

После отработки всех кадров управпения программоноситепь 11 перекпючается на режим, соответствующий окончанию цикла испытаний. Привод испопнитепьного

7 1052012 8 механизма быстро закрывает дроссельную ситаль 11. На этом испытания заканчизаслонку 5. Частота вращения вала 24 веются. двигателя 25 уменьшается до выхода на Предлагаемый стенд позволяет с вы режим холостого xol18 Датчик 26 06рАТ кой To khocTblo Многократно воспроизвод ной связи служит для получения сигна- 5 программу испытательных циклов в авт лов, пропорциональных частоте вращения. матическом режиме и имитировать rrepe

Составитель Н. Патрахальцев

Техред М.Тенер Корректор Л. Патей

Редактор Е. Лушникова

Подписное

Заказ 8847/37 Тираж 873

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., n. 4/5

Филиал ППП Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

После выполнения испытательного цикла программоноситель выдает импульс на задатчик 23 количества циклов. При выпол- î некии количества циклов, предусмотрен.ных программой испытаний и установлен= ных.на задатчике 23, последний выдает ,сигнал на реле 7 времени и останавлива.— ет его, а, следовательно, и программоно- 15

/ соить

0ходные процессы двигателей, что дает возможность расширить диапазон автоМатизацин научно-исследовательских испытаний, Он может быть использован, например, при исследовании токсичности отработавших газов, поршневых колец, расхода топлива и топливной аппаратуры двигателей внутреннего сгорания, иссле- доьании его температурных режимов.