Стенд для обкатки и испытания двигателя внутреннего сгорания

 

СТЕНД ДЛЯ ОБКАТКИ И ИСПЫТАНИЯ .ДВИГАТЕГЯ- ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ,. Содержащий нагрузочное устройстйо, выполненное в виде электрической нагрузочной машины переменного тока, цепь изг рения и регулирования частоты вращения вала двигателя, выполненную в виде датчика частоты вращения , блока регулирования частоты и Фо «фователя частоты, связанных последовательно , цепь измерения и регулирования момента двигателя, выполненную в виде датчика момента двигателя , блока регулирования момента и формирователя момента, связанных последовательно , переключатель и исполнительный механизм нагрузки, причем ,электрическая нагрузочная машина механически связана с валом испытуемого двигателя и электрически - с электрической сетью, а исполнительный механизм нагрузки связан с цепями измерения и регулирования частоты и момента, отличающий ся тем, что, с целью повышения эффективности путемрасширения функциональных возможностей и области применения, исполнительный механизм нагрузки выполнен в виде статического преобразователя частоты со звеном постоянного тока, содержащего первый и второй ts тиристорные преобразователи, вклю (Л ченные последовательно в цепь связи электрической нагрузочной машины с электрической сетью, а связи исполнительного механизма нагрузки с цепями измерения и регулирования частоты и момента выполнены в виде соединения формирователячастоты через первые контакты переключения с первым и вторым тиристорными преобразоа вателями и соединения формирователя х момента через вторые цонтакты переключателя с первым и вторым тиристор 1 ными преобразователямио ел х1

(19) (1И

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

3(59 G 01 М 15 00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСНОММ СВИДЕТЕЛЬСТВМ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ГЮ ДЕЛАЫ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21 ) 3513602/25-06 (22) 15.11.82 (46 ) 23.01.84. вюл. 9 3 (72) В.Н. Закривидорога, В.К. Зыков, И.Д. Кочубиевский, A.A. Мендельсон, П.A. Матвеев, С.М. Гармашов, В.C. Темченко, Г.Д. Заварзин, В.й. Климчук и Д.И. Мухин (53) 621.43.001.5(088.8) (56) 1. Ногорелнй И.П. Обкатка и испытания тракторных и автомобильных двигателей. N. "Колос", 1973, с. 150-160.

2..Стенды для испытания дизелей.

Сб. ДВС НИИИНФОРМТЯЖМАШ, М., 1974, 9 4-74-4, с. 31-35. (54)(57) стенд для Овклтки и испытлния,дВКГАтеГя. ВнутРеннеГО сГОРАния содержащий нагрузочное устройство, выполненное в виде электрической нагрузочной машины переменного тока, цепь измерения и регулирования частоты вращения вала двигателя., выполненную в виде датчика частоты вращения, блока регулирования частоты и формирователя частоты, связанных последовательно, цепь измерения и регулирования момента двигателя, выпол» ненную в виде датчика момента двигатели, блока регулирования момента и формирователя момента, связанных последовательно, переключатель и исполнительный механизм нагрузки, причем .электрическая нагрузочная машина ме- ханически связана с валом испытуемого двигателя и электрически - с электрической сетью, а исполнительный ме« ханизм нагрузки связан с цепями измерения и регулирования частоты и момента, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности путем расширения функциональных возможностей и области применения, исполнительный механизм нагрузки выполнен в виде статического преобразователя частоты со звеном постоянного тока, содержащего первый и второй Е тиристорные преобразователи, включенные последовательно в цепь связи электрической нагрузочной машины с электрической сетью, а связи испол С, нительного механизма нагрузки с це« пями измерения и регулирования частоты и момента выполнены в виде соединения формирователя частоты через первые контакты переключения с первым и вторым тиристорными преобразователями и соединения формирователя момента через вторые контакты переключателя с первым и вторым тиристорными преобразователями.

1068757

Изобретение относится к машиностроению, в частности к средствам обкатки и испытания двигателей внутреннего сгорания.

Известны стенды для обкатки и испытания двигателя внутреннего сгорания, содержащие нагрузочное устройство, выполненное в виде электрической машины, механически связанной с валом испытуемого двигателя, а электрически — с электрической сетью < 11, Однако такие стенды не позволяют воспроизводить высокодинамические режимы нагружения, соответствующие эксплуатационным. Кроме того, утилизация энергии испытываемого двигателя путем передачи ее в промышленную сеть возможна лишь в узком диапазоне скоростных режимов.

Известны стенды для обкатки и испытания двигателя внутреннего сгорания, содержащие нагрузочное устройство, выполненное в виде электрической нагрузочной машины переменного тока, цепь измерения и регулирования частоты вращения вала двигателя, выполненную в виде датчика часTOTEM вращения, блока регулирования частоты и формирователя частоты, связавных последовательно, цепь измерения и регулирования момента двигателя, выполненную в виде датчика момента двигателя, блока регулирования момента и формирователя момента, связанных последовательно, переключатель и исполнительный механизм нагрузки, причем электрическая нагрузочная машина механически связана с валом испытуемого двигателя, а электрически — с электрической сетью, исполнительный механизм нагрузки связан с цепями регулирования частоты и момента. Такие стенды позволяют воспроизводить динамические режимы нагружения для испытуемых двитателей и обеспечивают передачу энергий в электрическую сеть в широком диапазоне испытательных режимов 21.

Однако в таких стендах регулирование момента нагрузки на валу испытуемого двигателя осуществляется посредством измерения и регулирования электрической мощности, передаваемой нагрузочным (синхронным) генератором переменного тока, что не обеспечива T bEcoE oA To HooTH Воспроизведения момента нагрузки„ Кроме тОго, стенды сложны, содержат вращающийся преобразователь электрической энергии, состоящий из двух машин постоянного и одной машины переменного тока. Наличие в стенде дополнительных передач существенно ограничивает воэможность использования стенда для обкатки и испыта5

65 ний мощных двигателей внутреннего сгорания.

Недостатком стенда является также необходимость осуществления достаточно сложной операции по синхрони зации нагрузочного генератора с электрической сетью.

Цель изобретения — повышение эффективности путем расширения функциональных возможностей и области применения, а также упрощение конструкции стенда.

Поставленная цель достигается тем, что в стенде для обкатки и испытания двигателя внутреннего сгорания, содержащем нагрузочное устройство, выполненное в виде электрической нагрузочной машины переменного тока, цепь измерения и регулирования частоты вращения вала двигателя, выполненную в виде датчика частоты вращения, блока регулирования частоты и формирователя частоты, связанных последовательно, цепь измерения и регулирования момента двигателя, выполненную в виде датчика момента двигателя, блока регулирования момента и формирователя момента, связанных последовательно, переключатель и исполнительный механизм нагрузки, причем электрическая нагрузочная машина механически связана с валом испытуемого двигателя и электрически — с электрической сетью, а исполнительный механизм связан с цепями измерения и регулирования частоты и момента, исполнительный механизм нагрузки выполнен в виде статического преобразователя частоты со звеном постоянного тока, содержащего первый и второй тиристорные преобразователи, включенные последовательно в цепь связи электрической нагрузочной машины с электрической сетью, а связи исполнительного механизма нагрузки с цепями измерения и регулирования частоты и момента выполнены в виде соединения формирователя частоты через первые контакты переключателя с первым и вторым тиристорными преобразователями и соединения формирователя момента через вторые контакты переключателя с первым и вторым тиристорными преобразователями.

На чертеже приведена принципиальная схема стенда.

Вал испытуемого двигателя 1 внутреннего сгорания механически соединен с валом электрической нагрузочной машины 2 переменного тока.

Статический преобразователь частоты со звеном постоянного тока содержит первый 3 и второй 4 тиристорные преобразователи. Обмотка статора электрической машины 2 подключена к первому силовому входу статичес1068757 кого преобразователя 3 . &горой силовой вход статического преобразователя - силовой вход переменного тока тиристорного преобразователя 4, присоединен к шинам электрической сети 5.

Канал регулирования частоты вращения вала двигателя 1 внутреннего сгорания содержит датчик 6 частоты вращения например,(тахогенератор), блок 7 регулирования частоты враще- . ния 7 (состоящий, например, из датчика частоты вращения и собственно регулятора), формирователь 8 частоты, выходы которого через переключатель 9 присоединены к управляющим входам первого 3 и второго 4 тиристорных преобразователей.

Канал регулирования момента на валу испытуемого двигателя 1 внутреннего сгорания содержит датчик 10 момента, блок 11 регулирования момента (состоящий, например, из задатчика момента и собственно регулятора момента), формирователь 12, выходы которого через переключатель 9 присоединены к управляющим входам первого 3 и второго 4 тиристорных преобразователей.

Устройство работает следующим образом.

В режиме холодной обкатки двигателя 1 внутреннего сгорания переключатель 9 устанавливают в положение I и подключают канал регулирования частоты вращения к управляющим входам тиристорных преобразователей 3 и 4„

При этом формирователь 8 обеспечивает работу тиристорного преобразователя 3 в инверторном цикле и тиристорного преобразователя 4 в выпрямительном режиме„ Электрическая энергия из промышленной электрической сети 5 передается через преобразователи 4 и 3 к электрической машине 2 переменного тока, которая работает в двиraтельном режиме.

Электромагнитный момент электрической машины приближенно определяется следующим выражением

MBN =i% CD 2,щ соз, где Ф вЂ” магнитный поток синхронной машины, 4щ — фазовый ток в обмотке статора, <м4 — коэффициент мощности, К - коэффициент.

Управляя углами зажигания тиристоров. преобразователя 3, регулируют

5 величину со з (I+p 1 с о sg ) . Управляя углами зажигания тиристоров преобразователя 4, регулируют величину электромагнитного момента Мэ так, чтобы Иэм Ис, где И - момент сопротивления вращения, создаваемый двигателем 1 внутреннего сгорания, осуществляют разгон двигателя внутреннего сгорания до заданной частоты вращения.

Для создания нагрузочного момента на валу работающего двигателя 1 внутреннего сгорания переключатель 9 переводят в положение ТХ, чем отключают формирователь 8 и присоединяют к управляющим входам тиристсрных .преобразователей 3 и 4 канал регулирования момента нагрузки. При этом формирователь 12 обеспечивает рабод5 ту тиристорного преобразователя 3 в выпрямительном режиме, а тиристорного преобразователя 4 — в инверторном режиме. Электрическая энергия нагрузочной машины 2 переменного тока, работающей в режиме генератора, через тиристорные преобразователи 3 и 4 передается в промышленную электрическую сеть 5. Величина нагрузочного момента на валу двигателя 1 внутреннего сгорания, создаваемая электрической машиной, определяется выражением (1), но знак соя Ц в этом режиме противоположен, знаку режима обкатки.

Регулируя электромагнитный момент электрической машины 2 путем управления углами зажигания тиристоров преобразователей 3 и 4, изменяют соотношение между вращающим моментом, 45 развиваемым двигателем 1 внутреннего сгорания, и электромагнитным моментом электрической машины о 2п у =Мдвс-МэМ, >

50 где 1 — момент инерции вращающихс масс стенда, связанных с ва лом испытуемого двигателя, n — частота вращения вала, время.

1068757.

Составитель Н. Патрахалъцев:

Редактор 0. Бугир Техред Л.Пилипенко Корректор И. Эрдейи е аае ю е ° «юе ее

Заказ 11451/36 Тираж 827 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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