Способ испытания двигателя внутреннего сгорания

 

И u)6pt Te ine .1яег ||)ибли uiп. режим работы двигат(.мя на иснытате/и.ном стенде к .1уатаииоиным режимам. Д.чя двигате. И) ра: ме1иак)т в к.пиматической камере (КК) и догюлнительно чадают математические ожидания (МО) т-ры, дав. 1ения, отиоеите.1Ы1()й в.1ажности и .чап1)1.ценности во:(духа с помощью математической моде,;1и и однов()С менные отк. юнения от МО и:(менения т-ры. давления, относительной в,1ажносги и (аньменности в виде с,1учаины. си| - на,1ов, (1(),|ученны.х из ус. ювии TtKciKiyaTa- нии. Также :1адак)т дискретный спектр частой вибрации в соответствии с заданно частотой вращения ва, 1а двигате,)я и на основаии ()тк,оне11ий от .МО на 11рав, 1Я)П1не npr:ini.i КК подают cHiii;.ibi па п.шенепие T-)i)i, дав,1е1П1Я, отн()сптел1,но(1 влажности и .(,1 нпости во.духа. При испытании двигате.1я ,1ное устройство 4 выдает команду в reii(()p 5, кот() вырабатывает cniiia.ii) 1фав,1ения КК и си| на, 1 па управ, 1енпе 1Ч не)ато|)()м 6, который формирует сп1на.1ы Д.чя управ.чепия КК. Сигналы носгупакгг на исно,чните, 1ьн111е устройства, унрав.чяюшие , барометрическим дав- , 1ением, относите,1Ы1ой в,важностью, запылеппостьк) (1сферы в испытательной камере. Но команде lenepaTop С- форми пч т си|Д1а, 1Ы дли управ.чеппя дви1ателем и нагрузочным Me.ann3M(jM, которые поступают в гчп)ератор 7. Mc pe.i с.чучайные промежутки времени генератор 8 выдаег команды на генератор 5, но кото()ым он формирует новые .значения н|1ав,1яюпи1х сигна, 1ов. 1 и,1. (О (Л оо со No

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИ<.(ЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5)) 4 () ()1 1 1 >< ()() ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (()1) (21 ) (7 7 ) (476) (71) ский (7 7)

И .. 1. ский (53) (;)() ) .ft l l

621. 1:!.()17(.7.(Н)1 4 ((()()(.)() .Ь(ор(к(к сl(ид«T<ль«1ВО (Х(.Р

47!) 1:), кл. (j (1! М 15< ()!), I!)8:>

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

1 47()45)

4()()24(j() 725-()() () 2. f) 1. <)()

15.()!).87. Ьк>л. Х» 54

11(.Итр;(льный научно-иссл(донат< л(,д и з< л ь н ь(и и н «1 и т у т

В (. Iiва(н>В..Ч !1.. 1«вин, 111(га,(ов, 3 (.. 11«тров и В, В Ром;(н()н(54) (:I1(!(:<)Ü f<: 1 117!1 -XI I f IH . IH111 (1 Е. 171

В!(УТР) .I I! Il-: () (.I ÎÐËI(hI× (57) 11 п>бр(т(ни(по <ВО.IH«г Ilptt(7ëè <и гl р»ким работы двигат(,IH на испы <атель(и)м стенд«к зк »луатационным р()кимам.,! IH атого двигатель р<)зм< п(()к)т в климати» ской камере (Kh() и дополнительно задак)г м;)т(м;)ти Ic«KH< ()iKH, (анин (MO) T-Pl I, IHH, ft нин, ()TH<)(1lÒ(.11<»(>H Н. l;) <к НО(. ТИ И За П Ь(л(HH()(T H

H(> 3 t t % МОП(ЬК) <<1<(т(М аТП l«CKO(t МО.IC, I II

<>.(H >I3f>(tI ннl it ОTK(I< II(HHH HT <ЧО

»(H» н Г- Р(<(,, 1í() и Вл;1 >к—

ÄÄSUÄÄ1337710 A 2

H()<. Ги и «1»ыл(нпо<.ти В вид((ë3 ч<)и1!ы <. ИГti <1, I<) H, f1<), I (tI<. ННЫХ ИЗ < Сгl(>H» и ЗК(П,! > <)Ta» Hit. Та KiK« .<ада к)1 ди<)T 13(Ò(! В И И С:3

Ч (1СТОТО и HP<1 llf(. » 1t H it11<< Illl ll <) Г .)1() (I <1 < 11 !)<1 В, IЯ К) I(if<.

Ор(:п(ы h:h под: к>т игн;!.!и tf;»tзitt fIt !»tt

Г- f>l)l, 1()в,l(»IIH, <)T»()(!IT(, 1 ЬНОИ 13. (а7К1!ОСTH I!

3 III I». I< »»<)(ти H() (д(H исп ь! Га ни и дВи Гат(. I н к<) м t <. строи«T H(> 4 BI>l. 1<3(т ком;1 ив г«!!«р;! «)p 5. который выраб;(тыва«T сl<: l>i,!ы <..!н (»ði(в,1«ния )чК и сиi нал íа у»Ран, lt I»l(I < H(f>l < пр,!13, lt illÿ h(13,. CI) I (fië û

»(>t Г » 1>О Г Н(! И(. »(> I ll»T< ЛЬНЫ(< (СT17(>H«ТВа.

»р;!» IHK>»i»t т-рой, баром< грическим дав, 1(ни((1, ОT»()(» Tt.,(ЬНОИ В. 1;1 iK НО(ТЬК), За и Ы 1«»н<>стьк> ()тчо(.

l1(> команд(г«»(ратор (формир (г сигналы дли упр;)в.lt нин I!3ltlHT(.,1«м и нагруз()иным ме>,<1»измом, которы«п(>ступ<)к) Г в It. н«p;lT<>7 7 I< p«i с,(уч;(йньи »роме кутки врем< ни г(н«ра гор 8 ныда< I коман (t>l на гt íåf);i 1<>1) 5, »<> которым он Формирует новые .(н;«!«ни», прав.(31!Оп(их сигналов. 1 ил. (ЗЗ7710

PIiPi>. Р

P iР...Р

Р)Р ...Р

P — ве

Г,1 С роятность события, cocToit tltpro в точ, что параметр, изменяющий значение m, на i-м квазистационарном участ15 ке причет значение ш, H3 J-м участке.

С помощью вычислительных статистических показатслсй случайное изменение харакг(ptIt>tx параметров режимов работы двигателя в условиях эксплуатации: частоту вращения, момент сопротивления на валу лвигателя, температуру, лавление, относительнуto влажность, запыленность окружающей срслы, в которой работает двигатель, можно представить в виле суммы лвух случайных процессов, характеризую(цихся слелукпцими чолелями:

25 лискрстно-непрерывный марковский процесс (олноролная марковская цепь с 1Нскрстнычи состояниями и непрерывным врс чснсм с параметрами гп . гп.„., m»,, гп, )тЧ" непрерывный случайный процесс из30 чснсния параметров режима около их математических ожиданий R„,(т), R,„(T), R.„,.(т), К» (т), К (т), Q,(т), К,(т). (.луча)тное изменение вибрационных нагрузок можно представить в виде полигармоничсского процесса с дискретным спект35 роч частот, пропорциональных частоте вращения вала двигателя, характеризующего скоростной режим двигателя.

На чертеже приведена функциональная сыча устройства для реализации прсллагасмого способа.

Устройство состоит из климатической камеры, в которой размещены испытуемый лвигатель с нагрузочным устройством и блоки 1 и 2 исполнительных устройств и датчиков, регулирующих параметры окружаю45 щей среды (блок 1), частоту вра(цения и нагрузку лвигатсля (блок 2). В устройство также входят командное устройство 4, обеспечивающее выдачу команд на пуск и остановку двигателя, генератор 5 сигналов векторного дискретно-непрерывного марковского процесса, генератор 6 непрерывных случайных сигналов, генератор 7 гармонических колебаний и генератор 8 сигналов случайных интервалов времени режимов работы двигателя (скоростных, нагрузочных, вибрационных и климатических процессов).

55 Перед началом испытаний в генератор

5 вводятся характ pHOTHKH дискретно-непрерывного марковского процесса m., rn, m»., ш„, m», ш, л, полученные на основе с а ( эксплуатационных данных; в генератор 6—

I II =- Г- 1 n (t ) d t;

1 т» (т,= Т) (t) dt;

>)>

ln», = 1 ) ), (t ) с11;

Т ° (тт» = T- р, (t ) (11;

)т)у g,(t) dt; т(tnt - 1 -t(t)(tt;

11ï)брс T(HH(относится к области испытаний лвигатслей внутреннего сгорания преичушествс нно на неустановившихся режич;), работы.

t1(ль изобретения приближение рсжимон работы лвигателя на испытательном (T(iIrt(к эксплуатационным режимам. (.ущность изобретения заключается в том, что в условия.(эксплуатации в течение лостаточного промежутка времени производят запись таких параметров двигателя, как чочснт сопротивления М, частоту вращения и, вибрационнос псрсчещение основания лвигатсля Х, течпсратуру К, лавлсние р, относитсльнл ю влажность ((, запыленн(гсть атмосферы; с теч, чтобы получить статистически прелставленные реализации слу чайного процесса этих парачетров в ус.п)виях эксплуатации.

В полученных реализациях выделяют вречснныс участки работы двигателя на приблизительно установившихся режимах рабоTl>l (или кусочно-стационарные участки).

Для кажлого из этих участков опрелеIBloT математические ожидания параметр()в гле ш„„пт„, ш»„ш„>, п1()(, In, -- матечатичесhII(ожидания параметров и, ш, k, р, ((и coo1встственно;

Т -- продолжительность анализируемого квазистационарного участка; текущее значс нис времени.

Для нпбрационного процесса перемещения Х(1) Лlя кажЛОГО hB33H(THIIHot(3pнОГО участка опрелсляк)т

X(t) =- in(1+4 ) глс Ъ,=jn(, т.е. кназистационарный участок прелставляется в ниле полигармонического процесса с лискретныч спектром частот.

Дл ител ьность Т кажлого к вази ста ционарного участка является случайной величиной.

1:» распрслслснис, как прНВН 10, подчиняется экспоненциальночу закону. Определяются автокорреляционныс функции характеристических парачстров в кусочно-стационарных рс жимах:

К„(т)=1/ (п,(t) -m„,) (п,(1+т) — m„,)dt;

К„, (т) 1! (М,(t) — m„„) (М,(t+T) m„„) d

К„„л(т)=1,1 п,(t) m„,) (m,(1+т) — m,„,)лт

R„.,(T) = l, 11()(,(t) m»,) (k,(t+T) -ш„) с(1;

R,,(T) =1,, х(Р, (t) - - m ) (р,. (t+T) — mÄ,) dt;

К» (т) =1, TQ(((t) — ) ((((1+т) -mp,) dt;

К,(т) =1, 1 (=, (!1 mg,) (, (1+т) (п,) dt, где R.,(т), К„, (т), R» (т) R),,,(т). Ктс(т) К с(г) автокорреляционные функции параметров п, m, k, р.

К»» (т ) в >3 и л(окоррс I 3 II HoHH3 R фун кция

5 rlHпц

t -- время.

Вычисляются матрицы переходных вероятностей для всех указанных параметров;

1337710 хдрдкте рис тики К„, (T), (х,„. (т). (),.„,(T)

>с< (1), 1хи (т), IQ<(т), Р „(т), в генератор 7 характерЙ< тики Х„, )1г,; в генератор 8 случайных временньгх ингерва108 -- закон распределения времени работы двигателя при различных скоростных, нагрузочных, вибрзционных и ятчосферных режимах.

При испытании двигателя командное устрой

Ъ на управление генератором 6. 110 команде W генератор 6 фс>рл>ирует сигналы е, k, „ и о для управления климатической кал>ероН. Сиги>1>!1! д и с !н>стуняют !»а исполнительное устройство, упрявлян>щее величиной температуры в испытательной камере, и Hлгебраически складываются. Сигналы h и k, с и 1, <1 и о поступан>т соответственно на исполнительные устройства, х ïð3BHHIOIöèp 63рометрическим давлением, с>гносительш>й влажностьн>, зяпыле ниост>,н) атмосферы в испытательной кзчер» и т;>к ке ялгебраичс<ски ск1те я. В к. 1 им<»тиче е I.Ои кзм< р< 0»дается требусчый зтмо(ф(рн!!й режим ря<юты двигатель. Ко)1 i!I,IH<)p pcòpoèt Tf»<; 4 вы 13ет в геH<. ратор команду (. H;1 Hó< к двиг;1теля. Ген(рятор 5 !»1!1(!ет сиги;1 ill h, к для управления дви! ятсл(ч и k!;l! ру»0чныч л!сха ни зч<) ч «> H е и I !i!i, I <х i< f1 pl 1 I», и ни я I < не pа Ором 6. Г!О кс>л>анде ) i «fk(p;»Top 6 формирует сигналы р и I,äëÿ управления двигателем и нагру»очныч чеханизчом. Сигналы в и р поступают н3 исполнительш>е устройство, управляющее величиной момента сопротивления, где алгебраически складываются. Си>налы h H 1 поступают на исполнительное устройство, управляющее частотой вращения двигателя, и в генератор 7 и также алгебраически складываются. На выходе генератора 7 формируется сигнал 1, поступающий на исполнительн<)с у TpoHcTBo вибряционной платформы и управляющий величинойй отк.и»п ни» НГ>;1 форл<ы, на K<» <>pOII

Р3СН010ЖЕН ДВИГДТЕ,II>.

Через случзйньи п?)ом(жутки врс л»ени г(нератор 8 выдает кочан.!ы на генератор 5, !<о которым он формирует новьи зна и чия управляющих воздействий < игналов я, 1), с, <1, h, h в

СOOTВ(ТСТВИИ (M3 PИIIЕй П(>PС ХОДIIЬ/X R(DOЯТнснте и 3. (.игH;Iературы, р от )1!>тчик>! )явления, ч от датчикаа относитслщн>й вляж>и>(ти. = От 13T Iilк3:зань!.

BP3!1I(.ни я li <Ч OT;131 ÷èê3 чом(I!T3 oflPoтивления поступян>1 ня генераторы 5 и 6.

В генераторе 5 по этим сигналам вычисляк>тся фактичс скис значения чятематичес(<)<тг»ни)<,<н 13 f <)рв) н< и (>.f)t х 1! ?3< р. < К«!?> к I <р З1 .1 I«ин

? «рнж Т, <) 11< и« «< н <, <

)<ит<) т (.(.

lк з5, р;! <.:и, н;<н Ii;I<>.,; 4 <

< « <)t н р е

1 « ..;и> I < р, I 11<«<. I « iit «.<и

:»««, ! ><)»н

III l l1l f? 11f Г «) .1(» р<тн< н)«<ги )«<

I I 3ле нности ятмосфЕРЫ В КЛИЧ;>тнч СКой КДЧЕРЕ, ЧЗСтотЫ вра!цения и момента .онротивления, я также фактическая мдтри 13 пер xolHhlx вероятностей л. В <лучяе их отклонения от»3;(3HH Ы Х 3 Н 3 Ч (. f i И И и Р О И 3 В О, 1 И Т C Я H 0 Д > I 3 С Т Р О И К Д Г t. нератора 5. В генератор» t) н!?числяют я фактические значения корреляционных функций и в случае их отклонения От:»(1д(!!»Н>!х зна10 чений производится ш> fff(fcrp<>ktK3 генератора 6. Сигналы Ъ и f подаются на генератор 6 для управления значениями KOpp(. ляционных функций в зависимости ÎT зя l

Тяк>»л! Образол>, способ испытаний по»воляет В наибольшей степени приблизи Гь

СОВОКуН НОСТЬ В PX режичОВ p360Thl;IBII I;.1тсля при испытаниях ня t т(и 1 Iх к рс;I.II>ным эксffl)3TÇIIHOííûì режимам. Обе(печи20 взя еокращенис сроков создания новых и чо.l(. рнизировянных д!»Нгдтсл H, эксплуатационные ис Ытяния,>!»Нгяте>и!» можно заменить стендовыми испыт;>ниячи, при этом t()стигается полная звгочзти»дция стендовых иcн ь11 Я Hk! Й 11» и Г TP(It н(! 0 сГОРд ПНЯ.

Способ kt< пытдния IBHI <»т<.!я Blt)> Tp« l»H(Го сгорания по авт. св. Лго 1147!Э45, ог.iu<o! тел>, что, с цельн) повышсния достоверности путем приближения условий p360TI двигателя на испытательном стенде к реальным, эксплуатационным, двигатель разме— щают в климатической камер» и дополнительно задан>т чатемятич cKHC ожидания температуры, давления, отш)сительной влажности и запыленности t»0:»духа в климязической камере с помонп н> матечатиче ской

М О;t P.1 И, 0 П И С Ы В Д С М 0 H М I I O ГО Л! (P 11 Ы М 1 И Е K P (T— но-непрерывныл! марковским случяйныч Ilp0 цессоч. и одновр< м< нные отклонения с>т чз40 T(мдтических ожиданий изменения течпер;)Туры. >явления, Отн<>сите.>ьной влажности и запыленности в виде случайных сигН3.1ОВ. !IPP «. Т;IВ,1Я(. %if>IX 3BTOKOPP(.,IЯЦИОННЫXt И <РЪ НКЦИ Я Ч И !13 РЯ Ч< TРOВ, flO. I i Ч(Н Н Ь> Х ifя X <. ловий BKCHO . 313!IHH, ff TBK>KP з3 13K)T

45 крс Гный сн< ктр !!!Ст< т ни<)рации B co<)Tветствии с заданной ч;>стотой вра>ц«ния вала двигателя и HB ое новзнии отклонений математических ожиданий на управс!Ян>IIIHp органы климатической камеры подан>т соответствук)щие сигналы на изме нение темпc p3тI> pы, л а В 1(ни я, <)тно(ит(, 1 ь! Iой B. l <» жности и запыленн<>сти во»духа.