Способ испытаний двигателя внутреннего сгорания

 

Изобретение позволяет повысить точность испытаний. Для этого дополнительно задают математические ожидания показателей эффективности функционирования систем автоматического управления и регулирования (САУР) двигателя в виде случайных сигналов, связанных по математической модели, йписываемой многомерньм дискретнонепрерывным марковским процессом, и отклонения от математических ожчцаний в виде случайных сигналов, связанных по автои взаимокорреляцконным функциям с параметрами, полученными в условиях эксплуатации двигателя . Измеряют показатели эффе.ктивности САУР испытываемого двигателя и по заданным сигналам и измеренным показателям эффективности осуществляют коррекцию положения настроечных органов САУР. В качестве показателей эффективности функционирования САУР используют параметры точности поддержания заданного значения частоты вращения коленчатого вала двигателя и точности поддержания т-ры охлаждающей жидкости. Точность испытаний повышается за счет приближения совокупности всех режимов работы двигателя при испытаниях к реальным эксплуатационным режимам, 1 з.п. ф-лы, 1 ил.. Ф

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИ К

РЕСПУбЛИК 5п 4 С 01 М 15/00

1.

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИаобРЕТЕКИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

MPH ГИКТ СССР (61)»47945 (21) 4279392/25-06 (22) 06.07.877 ,(46) 23.03.89. Бюл. У (71) Ленинградское высшее инженерное морское училыце им. адм. С;О.Макарова (72) В. C. Иванов и И.Л.Шегалов (53) 621. 436. 001. 5 (088. 8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 114?945, кл. G 01 М 15/00, 1985. (54) СПОСОБ ИСПЫТАНИЯ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ (57) Изобретение позволяет повысить точность испытаний. Для этого дополнительно задают математические ожидания показателей эффективности функционирования систем автоматического управления и регулирования (САУР) двигателя в виде случайных сигналов, связанных по математической модели, описываемой многомерным дискретно1

Изобретение относится к испытаниям двигателей внутреннего сгорания, в частности к способам задания режимов работы двигателей на испытатель« ном стенде, и является усовершенствованием способа по авт.св. Р 1147945.

Целью изобретения является повышение точности испытаний.

На чертеже представлена функциональная схема устройства, реализую- . щая предлагаемый способ.

Устройство содержит испытательный стенд 1, состоящий из двигателя и элемента нагрузки, блок 2 управ,.SUÄÄ 1467424 А 2 непрерывным марковским процессом, и отклонения от математических ожиданий н виде случайных сигналов, связанных по авто- и взаимокорреляционным функциям с параметрами, полученными в условиях эксплуатации двигателя. Измеряют показатели эффективности САУР испытываемого двигателя и по заданным сигналам и измеренным показателям эффективности осуществля1 ют коррекцию положения настроечных органов САУР. В качестве показателей эффективности функциониров ания САУР используют параметры точности поддер" жания заданного значения частоты вращения коленчатого вала двигателя и точности поддержания т-ры охлаж дающей жидкости. Точность испытаний повышается за счет приближения совокупности всех режимов работы двигателя при испытаниях к реальным эксплуатационным режимам. 1 з.п. ф-лы, 1 нл.

2 ления, связаннъ|й со стендом 1 н первым генератором 3 сигналов векторного дискретно-непрерывного марковского процесса, выход которого подключен к входу второго генератора 4 случайных сигналов, вычислительного блока 5 и третьего генератора 6 случайных интервалов времени режимов работы двигателя 6.

Устройство работает следующим о6разом.

Предварительно в условиях эксплуатации двигателей внутреннего сгорания производят одновременную запись

1467424 т; м,.(!))с, в т;

I n;(c)dt; о т, t en,(l) àl; о

$ t, (t)dt; о т;

)dt (с)йс, () ш ра(1 ш

ll l

1 ш, йй !

1!

1 ш

Т;

mdút;; =

Т; т -ri

K„,. () Т $ (И1(") ! " 0

1

K„; (i) =, „ (n,(t) - ш„,.)(n1(t+q) - m„.)dt

0 т; (R„.„.(:) „ (n;(t) - ш„.)(M;(t+i) - m„.)dt;

1 т;-(К, () — Т. „) (t (t) - m,)(t .() — m,.)

1 °

«!

1 тf а „.() Т 3 (" (t) ш, )(N;(t+i) m„)dt Ю"!

l-. n

l. . (° ) = ) (Юп (t) ia ),(Рп,(+Π— m )dr. 1 п " х, -„, I,)„, т!-ь

Rdn,.„.(2) = Т « 3 (8 (t) - ш „)(n,(t+L) — щ„. )dt, т, - (2) параметров нагрузочного режима и режимов систем автоматического управления и регулирования (например, система автоматического управления и регулирования частотой вращения дви5 гателя, система автоматического управления и регулирования температурой охлаждающей воды): момента сопротивления на валу двигателя (N), заданного значения частоты вращения двигателя (n), заданного значения температуры охлаждающей воды (t }.

Также одновременно производят запись процессов изменения. показателей

15 эффективности работы систем автоматического управления и регулирования, например, точность поддержания (отклонение от) заданного значения частоты вращения (d ), точность поддержания температуры охлаждающей воды (4 t ) . При этом параметры снимаются в виде сигналов в соответствующих датчиков: датчика момента сопротив-ления, задатчика частоты вращения, эадатчика температуры, датчиков показателей эффективности. Так, в качестве датчиков точности используют устройство, состоящее из элемента сравнения, к входам которого подключены выходы эадатчика и датчика соответствующего параметра.

Запись параметров производится в течение промежутка времени, достаточного для получения статистически представительных реализаций случай35 ного процесса этих параметров в условиях эксплуатации. В полученных реализациях выделяют временные участки работы двигателя на приблизительно установившихся режимах работы (так называемые квазистационарные участки). Для каждого из этих участков определяют математические ожидания параметров где ш,„., ш „;, ш,у„

m m dl . — математические ! ! ожидания параметров И, и, д и, t d t с оответственно

Т вЂ” продолжительность всего процесса;

T; - продолжительность анализи руемого квазистационарного участка; текущее значение времени.

Длительность Т; каждого квазиста,ционарного участка является случайной величиной. Ее распределение подчиняется экспоненциальному или нормальному закону. Определяют авто- и взаимокорреляционные функции параметров на квазистационарных режимах:

1467424

1 (st. (t)—

Т;-

) (It,.(t)— о т

1 1 где K,(), К„. (l), к,,(;), к „.(".), к,. (а) автокорреляци- 10 онные функции параметров М,,г, к (i) в, (т) д в м((" ) 25

P z ° ° ° P< (3) Р к P

Кп и п, A u t соответственно.

Вычисляют матрицы переходных вероятностей для математических ожиданий параметров М, п, t, d è, ь t где P... .- вероятность события, со\) стоящего в том, что параметр, имеющий значение m, 1 на i-ом квазистационарном участке, примет значение

m íà j-ом участке.

С помощью вычисленных статистических показателей случайное изменение параметров нагрузочного режима и

I настроечных режимов систем автоматического управления и регулирования двигателя в условиях эксплуатации» например таких, как момента сопротивлений, заданной частоты вращения, заданной температуры охлаждающей воды, точности поддержания частоты вращения и точности поддержания температуры охлаждающей воды, представляют в виде суммы двух случайных процессов, характеризующихся следующими математическими моделями: . векторный дискретно-непрерывный марковский процесс (однородная марковская цепь событий с дискретными состояниями и непрерывным временем) с параметрами и, в„„в „;, т

1 щ у; щук», 55 векторный непрерывный случайный процесс изменения параметров режима около их математических ожиданий

m & )(d t (t+l) m (ь)(г

1 I

К чу(, )» К„, ()» Ве,,»(",)» К, . (;)»

RdI <(с).

Перед началом испытаний в генератор 3 вводятся характеристики дискретно-непрерывного марковского процесса ii m„в „;; mt» гп .;, my »., ) 1 I полученные на основе эксплуатационных данных, аналогично в генератор 4. вводятся характеристики К ;(.i);

К„; (l) К ; » (i); K i», (С) Ф R f„,.(i);

Ky n (")» Rgn, м;(4 )» Кб4 (")» В »1 () °

В генератор 6 случайных временных интервалов вводятся параметры закона распределения времени работы двигателя при различных режимах. В вычислительный блок 5, представляющий серийно выпускаемую 3ВМ, вводят стандартные программы по статистическому анализу, по обработке и планированию активного эксперимента.

При включении в работу блок 2 управления выдает команду "И" на пуск двигателя и в генератор 3, который выдает сигнал "S" для управления элементом нагрузки и управляющие сигналы h "а" системы автоматического управления и регулирования частотой вращения двигателя и температурой охлаждакщей воды соответственно. Генератор 3 выдает сигналы

"Ь" и "с", поступающие в вычислятельный блок 5 и задающие настроечный режим работы систем автоматического управления и регулирования частотой вращения двигателя и температурой охлаждающей воды, Генератор 3 также выдает сигнал "g" на управление генератором 4. По команде "g" генератор 4 формирует сигнал "р" для управления элементом нагрузки и управляющие сигналы "1", "d" систем, автоматического управления и pery1 лирования частоты вращения двигателя и температуры охлаждающей воды.

Сигналы "s и р алгебраически складываются и поступают на ислолнительное устройство, управляющее величиной момента сопротивления, сигналы

"Ь" и "1", "а" и "d" алгебраячески складываются и поступают на исполнительные устройства эадатчиков часто146? 424 ты вращения и температуры систем автоматического управления и регулирования частотой вращения двигателя и температурой охлаждающей воды соответственно.

Генератор 4 формирует также сигналы "1", "Е", поступающие в вычислительный блок 5. Сигналь1 "Ь" и "1", "с" и "Е" на входе вычислительного блока 5 алгебраически складываются и представляют собой случайные процессы, статистические характеристики которых аналогичнь1 статистическим характеристикам процессов изменения показателей эффективности работы

15 ,,(например, точности поддержания заданного значежм) систем автоматического управления и регулирования соответственно частоты вращения и температуры охлаждающей воды в условиях эксплуатации. Во время испыта:ния двигателя с датчиков показателей эффективности работы снимаются сигналы "r" и "j" которь1е подают в вы25 числительный блок S где сравнивают с сигналами "Ь" + "1" и "с" + "Е".

Бычислительный блок 5 определяет статические характеристики разностных сигналов, производит опыты по планированию активного эксперимента, производит проверку воспроизводимости опытов, проводит регрессионный анализ и определяет уравнение регрессии, производит проверку значимости коэффициентов уравнения регрессии, про- 35 верку адекватности уравнения регрессии, оптимизацию и определяет значения регулировочных параметров систем автомагического управления и регулирования. С помощью выходных сиг- "О налов "m" и "К" блока 5 через исполнительные устройства задают положение настроечных органов систем а то матического управления и регулирования частоты вращения и температуры 45 охлакдающей воды в соответствии с ка1кдым опытом планирования эксперимента. Блок 5 задает с помощью выходных сигналов положение настроечных органов таким, что качество работы $g ,:систем автоматического управления и. регулирования двигателя на стенде максимально точно соответствует условиям эксплуатации. Через .случайные промежутки времени Т генератор 6 55 выдает команды на гейератор 3, по ко\ торым он формирует новые значения управляющих воздействий "и, Ь 1, 11 11 11 11 11 а, b, с в соответствии с матрнцей переходных в е роя т но с т ей Г .

При этом изменяется сигнал " g " укр авл яющий г е н ер атор ом 4 . Г е не р атораMH 3, 4 и 6 производится ав тома т ическая и од с тр ойк а в случае отклонения статистических хар а ктери с тик выход ных сигналов о т з ад а нных э нач е ний .

Та ким образом, предлагаемый сп особ испытаний п о з в ол я е т приблизить совокупность всех р ежимо в работы двигателя (на гр у з оч ных систем а втоматич еско го управления и р ег ул и ро ва ния ) при испытаниях н а ст е нд е к р еал ь ным э к сплуа т ацн о н ным р ежимам . Т ем самым об е спе чива е тс я в о зможн а с т ь сокр ащения сроков создания новых и м оде р низиро ва нных двигател ей .

Формула изобретения

1 Способ испытания двигателя внутреннего сгорания по авт.св.

Р 1147945, отличающийся тем, что, с целью повышения точности испытаний, дополнительно задают математические ожидания показателей эффективности функционирования систем автоматического управления и регулирования двигателя в виде случайных сигналов, связанных по математической модели, описываемой многомерным дискретно-непрерывным марковским процессом, и отклонения от математических ожиданий в виде случайных сигналов, связанных по авто- и взаимокорреляционным функциям с параметрами, полученными в условиях эксплуатации двигателя, измеряют показатели эффективности систем автоматического управления и регулирования испытываемого двигателя и по заданным сигналам и измеренным показателям эффективности осуществляют коррекцию положения настроечных органов систем автоматического управления и регулирования.

2. Способ но п.1, о т л и ч а юшийся тем, что в качестве показателей эффективности функционирования систем автоматического управления и регулирования используют параметры точности поддержания заданного значения частоты вращения коленчатого вала двигателя и точности поддержания температуры охлаждающей жидкости.

1467424

Составитель А.Золотов

Редактор Л.Гратилло Техред А.Кравчук Корректор А. Обручар

Заказ 1186/38 Тираж 788 Подписное

ВНИИПО Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Ф

П оизводственно-издательский комбинат Патент, г. жгор д, у . p и

У о л. Гага ина t 01 рок