Способ динамических испытаний двигателя внутреннего сгорания

 

Целью изобретения является повышение качества испытаний путем приближения к реальным условиям. При осуществлении способа двигатель 1 выдает частоту вращения Ω<SB POS="POST">D</SB> , узел 3 формирования постоянной составляющей, выполненный в виде генератора с маховиком, выдает сигнал Ω<SB POS="POST">G</SB> , а узел 4 формирования переменной составляющей, выполненный в виде электродвигателя, выдает синусоидальный сигнал Ω <SB POS="POST">ON</SB> , которые суммируются в трехвальном дифференциальном механизме 2. В результате расширяется полнота испытаний, создаются условия для измения частоты и амплитуды в требуемом диапазоне. 6 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„Я0„„1506323 А 1 (51) 4 G 01 М 15/00

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЭОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

Н А ВТ0РСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

2 ближения к реальным условиям. При осуществлении способа двигатель I вьщает частоту вращения Я, узел 3 формирования постоянной составляющей, выполненный в виде генератора с маховиком, вьщает сигнал уг, а узел 4 формирования переменндй составляющей, выполненный в ниде электродвигателя, выдает синусоидальный сигнал(, 1, которые суммируются в

an трехвальном дифференциальном механизме, В результате расширяется полнота испытаний, создаются условия для изменения частоты и амплитуды в требуемом диапазоне. 6 ил. (21) 4303621/25-06 (22) 04.06,87 (46) 07.09.89. Бюл. N 33 (71) Челябинский институт механизации и электрификации сельского хозяйства (72) Н.F..Eïèøêoâ, Ф.А.Новожилов, А.Н,Горбунов и В.Л.Довжик (53) 621.436,001.5(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

11 364859, кл. С 01 М 15/00, 1978. (54) СПОСОБ ДИНАМИЧЕСКИХ ИСПЫТАНИЙ

ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ (57) Целью изобретения является повышение качества испытаний путем приОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

1506323

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению, в частности к технологии стендовых испытаний двигателей внутреннего сгора5 иця, прцмспяемых ца тракторах и других сельскохозяйственных машинах, пренмуще< твенно на неустановившихся рсж:!мах, Целью изобретения является повыше- 1р ние качества динамических испытаний двигателя внутреннего сгорания.

Па фцг. 1 показана функциональная схема стенда, реализующего предлагаем!!! способ; п<1 фиг. 2 — кцнемати- 15 ческая cхема дифференциального механиз!!а; на Ьиг, 3 — процесс алгебраического сложения постоянной и иереме1гной cocтавляющих угловой скорост!1„ ца фиг, 4 — схема стснда для 20 ,1!пцамическнх испытаний двигателя вну рс1!1!сго сгорания; на фиг ° 5 — сенс!1!ство,!мг!1!итудно-частотных характеристик дппгателя внутреннего cropa»«st; на фцг. 6 — принципиальная элек- 25 трпчсская схема управления стендом для 1!циамlп1еских испытаний, С Ьун,ctIItottastt»tot! точки зрения стенд для дннамцчсских испытаний сосгоит цз испытуемого двцгателя 1, сое- 30 динительно-суммирующего элемента !, узл» 3 формирования постоянной . 1c гнпп!по!!!с!! 1! узла 4 формирован!-з !!е! !tot со! Тавляющс11, Фуlпсциоп !!а. схема поясняет принцип не-!. мого формирования посто!1!11!о!! и .cpet. !tltolt cocTавл11ющ1!х угJIQBost clcc poc",H д1!у . !10 fo -Ilt a! lJ !Ital!п1цц!1у, Постояв .:а.: со гавляющая необходимого уровня сов гцстствии с выбранной точкой 40

:1схап г:ectco;t характеристики, на кото-!!ъ; —:радио.!а! ается сиять частотные характ.:р!1còt:к!1, задастся функциональным "<;to!! 3 . с".1-Iy co I tq ëüíàÿ со стаьляю щ.я требyг:,ott частоты ц ам!!литуды — 45 уз11о1! 1, 3ти состаиляющ11е алгебра-! гасо .и складываются в соед!!нцтель!1осумм!!дующем зле1tQItте 2, Процесс алге: р !!1 !сс <ого сложения постоянной и перс;."!!но ". составляющ!!х углово!1 скорос- 5р

lto! д; в к;!чсстве сосдш цтсльпоу1!1!!!рую! егo элемента примсцяют мех:.1!1и.!и с,л :,ву;!я còoïoíÿttè свободь1, напргп.:".р грсхз1!ен!ц.й дифференциальный !. сха1п!. и, 1!оказап !1а !1!иг. 3, Принц!!и 55

pitL)o и; дг!111!ого механизма состоит в т-О11, !тС ДПЯ ПЕРСДаЧИ ПОтОКа МОЩНОСг! от дв!!г стеля 1 к генератору цли

, поборет «еобход!1мо создать момент опоры на боковом звене, например, с помощью электродвигателя. В противном случае боковое звено вращается, а скорость генератора (при работающем двигателе 1) равна нулю, Прц постоянной угловой скорости вала, соединенного с узлом 3, частота вращения вала генератора Qf =1 (в относительных единицах), и при заторможенном вале, соединенном с узлом 4, частота вращения опорного звенаЦ „=О, приведенная угловая скорость вала испытуемого двигателя в относительных единицах Q =l. При из1 менении угловой скорости сс,„вала, соединенного с узлом 4, по синусоидальному закону во времени угловая скорость вала, соединеш!огo с дви!.ателем, содержит пос гоянную составляющую и синусондально цзм .няющуюся переменную сос- «в!!яющу:;, ПрИМЕр реаЛИЗ:1цц! Пр, :,.Г1аГаСМОГО способа рассма" р! лается па фиг. 4, Узел 3 форм!!ро1!анин пос го lHHoH составляющей состоит из элек" рогенератора 5, блока 6 формирования постоянной составляющей ч маховика 7.

Узел 4 формирования переменной составляющей состоит из зпорного электропривода 8 и блока 9 формирования пер 1менной составляющей. Соедини.»;>Itt,— у! мирующий элемент 2 реали— н эсхг;льным дифференциальным .!з.:пни!!!ом. Технические средства дл1 регцсгравци ц обработки опытных данных представлены измерителем 10 скорости ц измерителем 11 момента.

Стенд работает следующим образом (фиг. 4) .

После запуска и прогрева испытуемого двигателя внутреннего сгорания положением рейки топливного насоса устанавливают режим, на котором предстоит проводить динамические испытан.я, С помощью опорного электропривода 8, переводя его в режим СО, =0, оп создают момент опоры, При этом осуществляется разгон электрогенератора

5 до скорости, соответствующей рабочей точке мсхаппческой характеристики, Рабочий режим устанавливается блоком 6 формирования постоянной составляющей, воздейcтвующим на обмотку возбуждения ц якорную цепь электрогенератора 5. Динамические испытания начинаются после перевода опорного электропривода н качающийся режим относительно значения угловой скорости бо1506323 кового звена дифференциального механизма(.1,„=0.

Изменением угловой скорости опорного электропривода по синусоидальному закону (уменьшением, увеличением

5 или путем колебания вокруг значения

1,1 =0)достигается изменение передаог> гс 1»ого отношения между звеньями, при оед>гне>иными к»агрузочному устройству (узел 3) и испытуемого двигателю

1 ° За счет этоro при постоянной скорости нагрузсчного уc÷;> Frñ Tâà получают колебание угловой скорости вала, н»исоециненнсго к испытуемому двигателю 1, около заданного постоянного значе> ия, т. е. получают и южную временную фун; 1ию у >.>вои сксp >< ти.

Маховик 7 (фиг. ч) в да»ном случае выполняет две задачи: стабилизацию 20 постоянной составляющей угловой скорости нагрузочнсго устройства и соответственно постоянной составляющей угловой скорости испытуемого двигателя и ограничение прохождения коле- 25 баний переменной составляющей угловой скорости на вал нагрузочного устройства. Это облегчает формирование режи;.ов к"..с=>ания углов и скорости вала >.сп> туе".,or;. двига".ля при одновременн и стаб1»1 .заци1> углов и скорости нагрузочного устройства, Аипл>>гуд; и частота переменной составля>огас,". "., äàþòeÿ бло>;ем 9 формирования и >л< рным электрол>риводом 8.

Сормированное таким образом внешнее

35 воздействие регистрируется измерителем 10 скорости вращения, а измеритель момента фиксирует реакцию двигателя на это ВоздейстВие В Виде Времен 40 ной функции развиваемого момента.

На основе полученной информации строят амплитудно-частотные и фазочастотные характеристики для заданной точки механической характеристики испытуе- 45 мого двигателя.

С помощью блока формирования постоянной составляющей испытуемый двигатель переводится в скоростной режим, соо1ветс1вующий следующей точке механической характеристики.

Аналогичными действиями снимаются частотные характеристики для этого режима. Таким образом, для каждого испытуемого двигателя, имеющего в 55 общем случае семейство существенно нелинейных механических характеристик, может быть снято семейство частотных характеристик, общий вид торых показан на фиг. 5 (где А — амплитуда, f — частота).

Пример реализации блоков формирования переменной и постоянной составляющих показан на принципиальной электрической схеме управления стендом, изображенной на фиг, б.

Схема работает следующим образом.

При разгоне электрогенератора 5 момент опоры диффере»пиальнсго механизма, создаваемый спорным >лектроприводом 8, задается с помощью лов тенциометра Нео, принадлежащего блоку б формирования постоянной составля>ощей, С потенциометра R< подается бо .>остов»ное напряжение на обмотку возбуждения опорного электропривода, величина которого определяет значение опорного момента. Установка рабочей точки механической характеристики устанавливается потенциометром и сопротивлением нагрузки электрогенератора R„ которые также являются элементами блока 6.

Блок 9 формирования переменной составляющей имеет в своем составе блок питания опорного электро»ривода, состоящий из автотрансформатора

AT выпрямителя В, а также генераторы переменной частоты ГПЧ и потенциометра R изменения переменной составляющей. С помощью блока питания задается значение тока якоря опорного электропривода, соответствующего требуемому моменту опоры. Генератором переменной частоты ГПЧ и потенциометром R от которого подается переменное напряжение в обмотку 2 опорного электропривода, устанавливаются частота и амплитуда переме»ной составляющей угловой скорости испытуемого двигателя. При этом полностью исключается влияние динамических параметров устройства, задающего режим работы дизеля, на точность экспериментальных характеристик. В данном случае следует не уменьшать, а предельно увеличивать момент инерции нагрузочного устройства, например, установив маховик. Таким образом, большое значение момента инерции нагрузочного устройства формирующего постоянную составляющую является не недостатком, а преимуществом.

Независимое формирование постоянной и переменной составляющих уг1506323 ловой скорости расширяет полноту испытаний. Постоянная составляющая, которую можно регулировать в широких пределах, обеспечивает режим работы испытуемого двигателя в любой точке его механических характеристик. Независимое формирование переменной составляющей создает условия для изменения у последней частоты и амплитуды 10 в требуемом диапазоне, Это обеспечивает полноту испытаний двигателя.

Формула изобретения

Способ динамических испытаний дви- 15 гателя внутреннего сгорания путем воздействия на его коленчатый вал устройством, задающим режим работы двигателя, причем воздействие создают в виде временной функции угловой ско- 20 рости и нагрузки, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью повышения качества испытаний путем приближения их условий к реальным эксплуатационным, временную функцию задают в виде, содержащем постоянную и переменную составляющие, каждую иэ которых формируют независимо одна от другой, а затем суммируют в механизме с двумя степенями свободы, выполненном в виде трехэвенного зубчатого дифференциального механизма, при этом постоянную составляющую угловой скорости создают и стабилизируют Нагрузочным устройством, содержащим генератор с маховиком, а переменную составляющую формируют генератором синусоидальных колебаний угловой скорости, включающим опорный электропривод, обеспечивающий изменение угловой скорости по гармоническому закону в диапазоне частоты и амплитуд, соответствующих спектру внешних воздействий на коленчатый вал двигателя в реальных условиях эксплуатапми.

1506323

1506323

Составитель Н, Патрахальцев

Редактор И, Горная Техред А. Крачвук Корректор С,Черни

Заказ 5421/44 Тираж 789 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101