Стенд для испытания блока цилиндров двигателя внутреннего сгорания

 

СТЕНД ДПЯ ИСПЫТАНИЯ БЛОКА ЦИПШДРОВ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ , содержащий линии нагружения, состоящие из насосной станции и фор мирователей импульсов давления, связанных с последней, задающее устройство и блоки измерения, каждый из которых выполненв1 виде датчика нагрузки , усилителя и регистрирующего прибора, соединенных последовательно и установленных в каждом из каналов нагружения, причем задающее устройство связано с формирователем импульсов давления, отличающийся тем, что, с целью повышения долговечности испытаний путем приближения нагрузок к реальным, формирователи импульсов давления выполнены в виде электрогидравлнческих с обмотками управления преобразователей , количество которых равно количеству цилиндров испытываемого блока , а задающее устройство выполнено в виде электронного блока, включающер го генераторы тактовых импульсов и (О импульсов произвольной формы, согла (Л сующее устройство, распределитель импульсов, набор управляемых электс ронных ключей с цепями управления коммутатор и электронные усилители, Причем к выходу генератора тактовых импульсов непосредственно подключен .генератор импульсов произвольной формы, а через согласующее устройстсо to во - распределитель импульсов, к генератору импульсов произвольной форк мы параллельно подключены входы О5 электронных ключей, цепи управления которых подключены к выходам распределителя импульсов, а выходы - к коммутатору, выходы которого подключены к первым входам электронных усилителей, вторые входы которых подключены к усилителям, а выходы электронных усилителей связаны с обмотками управления электрогидравлических преобразователей.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)4 С 01 M 13/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3697695/25-06 (22) 06.02.84 (46) 15..08.85. Бюл. И 30 (72) Г.Л.Васильев, А.В.Дерибо, Н.И,Иванов, И.А.Немировский и А.Н.Переяславский (71) Винницкий политехнический ин" ститут (53) 621. 436, 001. 5 (088. 8) (56) Гинзбург М, А. Исследование напряженности и усталостной прочности элементов различных вариантов конструкции сварного блока цилиндров дизеля 11 45.- В кн.;Турбопоршневые двигатели, М., 1965, с.169, фиг.4.

Авторское свидетельство СССР

М- 473079, кл. G 01 M 13/00, 1970.

Салтыков M.À., Горбунов М,Н. и др. Развитие методов и средств ис-. следования прочности основных несущих деталей и узлов транспортных дизелей.-B кн.;Развитие комбинированных двигателей внутреннего сгорания. Под ред M.Ã.Êðóãëîâà, М., Машиностроение", 1974, с.120, рис.6. (54) (57) СТЕНД ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ БЛОКА

ЦИЛИНДРОВ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ, содержащий линии нагружения, состоящие из насосной станции и формирователей импульсов давления, связанных с последней, задающее устройство и блоки измерения, каждый из которых выполнен в виде датчика нагрузки, усилителя и регистрирующего прибора, соединенных последователь„„Я0„„1173226 но и установленных в каждом из каналов нагружения, причем задающее устройство связано с формирователем импульсов давления, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью повышения долговечности испытаний путем приближения нагрузок к реальным, формирователи импульсов давления выполнены в виде злектрогидравлических с обмотками управления преобразователей, количество которых равно количеству цилиндров испытываемого блока, а задающее устройство выполнено в виде электронного блока, включающего генераторы тактовых импульсов и импульсов произвольной формы, согла" сующее устройство, распределитель импульсов, набор управляемых злект- С» ронных ключей с цепями управления, коммутатор и электронные усилители, причем к выходу генератора тактовых импульсов непосредственно подключен щи генератор импульсов произвольной формы, а через согласующее устройство — распределитель импульсов, к ге- С нератору импульсов произвольной формы параллельно подключены входы М электронных ключей, цепи управления ф которых подключены к выходам распределителя импульсов, а выходы — к коммутатору, выходы которого подключены к первым входам электронных. усилителей, вторые входы которых .Вь подключены к усилителям, а выходы электронных усилителей связаны с обмотками управления электрогидравлических преобразователей.

1173226. Изобретение относится к машиностроению, в частности к двигателестроению, и предназначено для испытания на усталостную прочность блоков цилиндров двигателей внут- 5 реннего сгорания от- действия циклических нагрузок, аналогичных создаваемым силами давления газов.

Цель изобретения — повышение достоверности испытаний путем мак- )О симального приближения нагрузок к реальным.

На фиг. 1 изображена схема предлагаемого стенда, на фиг. 2 - схема генератора импульсов произвольной )5 формы; на фиг. 3 — временная диаграмма работы генератора импульсов произвольной формы; на фиг. 4 — временная диаграмма работы согласующего устройства и распределителя им- 20 пульсов; на фиг, 5 — временная диаграмма импульсов управления для восьмицилиндрового двигателя.

Стенд содержит установленные в испытываемом блоке цилиндров 1 технологические гильзы 2, крьппки блока

3 и поршни 4 с штоками 5, жестко связанными с технологическим валом 6, которые образуют замкнутые полости

7, Длины штоков 5 задают положение поршней 4, соответствующее моменту достижения максимального давления в каждом цилиндре при работе двигателя.

Каждая замкнутая полость 7 связана с выходным каналом соответствующего формирователя импульсов дав-, ления, выполненного в виде электрогидравлического преобразователя 8, входные каналы которого соединены с напорной 9 и сливной 10 магист ралями насосной станции. 11.

В электрогидравлическом преобразователе 8, в качестве которого может использоваться выпускаемый промьппленностью преобразователь типа

ПЗГ-ПМ, положение распределительного золотника управляется электри- . ческим сигналом, подаваемым на обмотку управления. Перемещение золотника пропорционально величине и знаку сигнала управления, подаваемого с выхода электронного усилителя 12 в виде разности между сиг- 55 налами с задающего устройства 13 и датчика нагрузки 14, связанного с усилителем 15.

Задающее устройство 13 включает в себя генератор тактовых импульсов

16, представляющий собой генератор импульсов прямоугольной формы с регулируемой частотой, который связан с генератором импульсов произвольной формы 17 к через согласующее устройство 18 с распределителем импульсов

l9 выходы которого, в свою очередь, управляют электронными ключами 20.

Входы последних. объединены и связаны с геНератором импульсов произвольной формы 17, а выходы соединены с коммутатором 21.

Генератор импульсов произвольной формы 17, выполненный на основе кусочно-ступенчатого функционального преобразователя информации, позволяет получить на выходе точное аналоговое воспроизведение любой кривой, т.е, сформировать импульс напряжения требуемой формы. Пример выполнения генератора импульсов произвольной формы показан на фиг,2. Он включает в себя связанные между собой преобразователь 22 и блок памяти 23.

Выход преобразователя 22 соединен с аналого-цифровым преобразователем

24, а блок памяти 23 — с эадатчиком

25.

Согласующее устройство 18, представляющее собой счетчик тактовых импульсов с перестраиваемым коэффициентом пересчета, позволяет согласовать длительности и фазы импульсов на входе в распределитель импульсов 19 и на выходе генератора импульсов произвольной формы 17.

Распределитель импульсов 19 позволяет равномерно распределять подаваемые на вход импульсы по нескольким выходам, количество которых N регулируется, Электронный ключ 20 обеспечивает соединение своих входной и выходкой цепей под действием электрического сигнала, подаваемого в цепь управления.

Коммутатор 21, представляющий собой набор переключателей, позволяет соединить цепь управления по каждому каналу нагружения соответствующего цилиндра блока 1,2,...i,...N c любым выходом Ul, U2,...UN электронных ключей 20.

Датчик нагрузки 14, представляющий собой датчик давления, совместно с усилителем 15 позволяют получить электрический .сигнал, пропорциональный величине давления в замкнутой полости 7. Выход усилителя 15 соединяется с вторым, инвертирующнм, входом электронного усилителя 12 и с регистрирующим прибором 26, Стенд работает следующим образом.

Тактовые импульсы с генератора

16 подаются на вход генератора импульсов произвольной формы 17, блок-схема которого приведена на фиг.2. Тактовые импульсы поступают одновременно на преобразователь 22 и блок памяти 23. Преобразователь

22 представляет собой цифровое устройство, на выходах которого образуется цифровая комбинация в двоичном коде, определяемая серией так.товых импульсов на входе. С приходом каждого следующего тактового импульса цифровая комбинация на выходах преобразователя изменяется °

Характер изменения цифровой комбинации определяется блоком памяти 23, который задает программу обработки. тактовых импульсов.

Аналого-цифровой преобразователь

24 позволяет получить на выходе электрическое напряжение UBblx, величина которого определяется цифровой комбинацией на входе. При поступ ленин каждого следующего тактового импульса на вход генератора импульсов произвольной формы происходит ступенчатое изменение выходного электрического напряжения U>, U<, U ... (см, временную диаграмму на фиг.З).

Огибающая ступенчато изменяющегося напряжения и есть кривая требуемой формы, Задавая с помощью задатчика 25 определенную программу об-. работки тактовых импульсов, можно легко изменять форму импульса напряжения на выходе генератора импульсов произвольной формы.

Число тактовых импульсов и, формирующих выходной сигнал, задается из условия обеспечения необходимой точности воспроизведения требуемой формы импульса напряжения, а программа обработки тактовых импульсов задает форму импульса в соответствии с индикаторной диаграммой испытываемого типа двигателя. С приходом и-го импульса генератор импуль1173226 4 сов произвольной формы 17 переводится в исходное состояние и цикл повторяется. Следовательно, на выходе генератора импульсов произвольной формы задается серия импульсов требуемой формы, длительность которых равна-.

Тя ф = t и, где Т„ — длительность импульса

10 произвольной формы; — длительность тактового импульса.

Одновременно тактовые импульсы подаются на согласующее устройство

18, счетчик которого настраивается на коэффициент пересчета, равный числу и (числу тактовых импульсов, формирующих сигнал на выходе генератора импульсов произвольной формы)

В результате на выходе согласующего устройства 18 формируются импульсы (см, временную диаграмму на фиг.4), длительность которых равна

Tt> = tn, 25 где Т „ — длительность импульсов на выходе согласующего устройства.

Импульсы, полученные на выходе согласующего устройства 18, равномер

3Q но распределяются по N выходам распределителя импульсов 19, как показано на фиг.4. После появления импульса на N-и выходе распределитель импульсов возвращается в исходное состояние и цикл повторяется.

Количество выходов N распределителя импульсов 19 задается равным количеству цилиндров испытываемого блока, При подаче импульсов с выхода распределителя импульсов 19 в цепи управления электронных ключей 20 происходит поочередное срабатывание последних. Вследствие совпадения длительностей и фаэ импульсов, полу45 чаемых на выходах распределител импульсов и генератора импульсов произвольной формы, в выходных каналах электронных ключей 20 поочередно по-. являются сигналы в виде импульсов заданной формы.

Коммутатор 21, соединяя данный канал нагружения с выходом любого электронного ключа, позволяет задавать последовательность импульсов управления по различным каналам нагружения 1,2,3,...i,...N, аналогичную последовательностиработы цилиндров испытываемого типа двигателя.

1173226

Таким образом, задающее устройство 13 позволяет получить по всем . каналам нагружения, количество которых задается равным количеству цилиндров испытываемого блока, электрические сигналы управления в виде импульсов напряжения, форма которых аналогична индикаторной диаграмме, а последовательность по различным каналам соответствует порядку работы цилиндров испытываемого типа двигателя.

В качестве примера на фиг.5 приведена временная диаграмма задания импульсов управления по различным каналам нагружения для вось мицилиндрового Ч-образного четырехтактного двигателя. Задав на выходе генератора импульсов произволь" ной формы 17 импульсы, аналогичные по форме индикаторной диаграмме данного двигателя, настраивают распределитель импульсов )9 на восемь выходных каналов (N=8); С помощью коммутатора 2 1 каналы нагружения блока цилиндров 1 соединяются с выходами U электронных ключей 20 в такой последовательности: U1 канал ); U2 — 5 канал; U3 " 4 канал

U4 — 8 канал; U5 " 6 канал; U6 — 3 канал; U7 - 7. канал, U8 -2 канал.

Этим обеспечивается последовательность задания импульсов управления о различным каналам нагружения, аналогичная последовательности работы цилиндров на работающем двига" теле.

Сигнал управления по каждому каналу нагружения, поступая на первый, прямой, вход электронного усилителя 12, усиливается и подается на обмотку управления электрогидрав-

Лического преобразователя 8. Распределительный золотник последнего коммутирует выходной канал с напорной или сливной магистралями соответственно знаку электрического сигнала. Величина открытия дроссельной щели, образованной рабочими кромками золотниковой пары, пропорцио l0 нальна величине электрического сигнала. При этом в.выходном канале электрогидравлического преобразователя. создается поток рабочей жидкости, пропорциональный по мощности

15 входному электрическому сигналу. В результате в замкнутой полости А формируется импульс давления, форма которого задается электрическим сигналом управления.

20 На второй, инвертирующий, вход электронного усилителя 12 подается сигнал от датчика нагрузки 14, последовательно связанного с усилите-. лем 15. На выходе электронного усилителя 12 образуется сигнал, пропорциональный разности входных сигналов, .который представляет собой "ошибку" (отклонение ) действительной величины давления в замкнутой полости А от

30 величины, определяемой задающим уст" ройством. Таким образом, система нагружения выполнена следящей с отри цательной обратной связью, что обеспечивает высокую точность формироваЯ ния импульса давления в замкнутой полости в соответствии с требуем-.!и законом

Регистрирующий прибор, связанный

40 с выходом усилителя 15, позволяет наблюдать и записывать нагрузку в замкнутых полостях в процессе про" ведения испытаний, 1173226

l l 13?26 физ. 4 (1 ф

Ъ о ж югюжп4аsiuavжав

Pvr. S

Составитель Н. Патрахальцев

Редактор О,Колесникова Техред Ж.Кастелевич Корректор M.Ñàìáoðñêàÿ

3аказ 5040/39 Тираж 897 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СЯСР по делам изобретений и открытий .113035, Москва, Ж"35, Раушская наб., д, 4/5 .

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