Система для испытания транспортных средств на топливную экономичность

 

Изобретение относится к технике испытаний автомобиля, а более конкретно к технике для их испытаний на топливную экономичность, и может быть использовано в учебной автомобильной дорожной лаборатории для снятия топливно-экономической характеристики автомобиля. Цель - повышение надежности испытаний путем стабилизации скорости движения. Система снабжена устройством 3 для задания и автоматической стабилизации скорости движения автомобиля, измерителем 2 пути и RS-триггером 4, в качестве переключающего устройства в ней использован электромагнитный клапан 10, а ее топливомер 1 содержит отсчетное устройство расхода топлива, включающее в себя первичный преобразователь углового перемещения зубчатого диска, связанного через шестерню со штоком - рейкой поршня топливомера, и электронную схему на элементах цифровой электроники. 5 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5i)s G 01 М 17/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ.».

I»

49иа У (21) 3884858/31-1 1 (22) 16.04.85 (46) 23,08.90. Бюл. N 31 (71) Целиноградский инженерна -строительный институт (72) il.Б,Лукавский, В.Г.Сорокин, Ф.Ф.©атхулин и В.К,Егорченка (53) 629.113 (088.8) (56) Патент США M 3549868, кл. G 01 М 15/00, 1970, 42 1587367 А) (54) СИСТЕМА ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ ТРАНСПОРТНЫХ СРЕДСТВ НА ТОПЛИВНУЮ

ЭКОНОМИЧНОСТЬ (57) Изобретение относится к технике испытаний автомобиля, а более конкретно к технике для их испытаний на топливную экономичность, и может быть использовано в учебной автомобильной дорожной лаборатории для снятия топливно-экономической характеристики автомобиля. Цель — павыQl

СО 3

6д (1

1587367

3 шение надежности испытаний путем стабилизации скорости движения. Система снабжена устройством 3 для задания и автоматической стабилизации скорости движения автомобиля, измерителем 2 пути и RS-триггером 4, в качестве переключающего устройства в ней использован электромагнитный клапан 1О, а ее топливомер 1

Изобретение относится к техника для испытаний автомобилей, а более конкретно к технике для их испытаний на топливную экономичность, и может быть использовано в учебной автомобильной дорожной лаборатории для снятия топливно-зкономической характеристики автомобиля. а также при отработке различных устройств и системы, предназначенных дпя уменьшения расхода топлива, улучшенля тягово-скоростных, тормозных и других его эксплуатационных

- качеств.

Цель изобретения — повышение нада>;ности испытаний пу":ем сãàáêëèçàöèè скорости движения.

На фиг,1 показана прлчципиальная электрическая схема системы для лспытания транспортных срадств на топливную экономичность; на фиг.2 — кинематическэя схема механической части исполнительного органа; на фиг,З вЂ” разрез А-А на фиг,2; на фиг.4 — вид Б на фиг.2; нэ фиг.5 — электрическая принципиальная схема испслнлтельИОГО ОрГана.

Система в себя включает топливомер 1, измеритель 2 пути и устройство 3 для задания и автоматической стабилизации скорости движения автомобиля, подключенные соответственно к R u S входам RS-триггер 4„ усилители 5 и 6 мощности, элемент И-HF 7 и исполнительный орган 8 дпя стабилизации скоростного режима двигателя 9.

Топливомер 1 соде рж.ит электромагнитный клапан 10, выполняющий функцию переключающего устройства, вспомогательные электромагнитный 11 и редукционный 12 клапаны, мерный бачок 13 с поршнем 14, шток

15 которого выполнен в виде рейки, находящейся в зацеплении с шестерней 16, выполненной заодно с зубчатым диском 17, ось которйх установлена в кронштейне, укрепленном на верхней крышке 18 мерного бачка

13, на которой также на кронштейнЬ с минлмальным зазором относительно зубьев установлен чувствительный элемент 19 первичного преобразователя углового ггеремещения зубчатого диска 17 в электричасодержлт отсчетиое устройство расхода топлива, включающее в себя первичный преобразователь углового перемещения зубчатого диска, связанного через шестерню со штоком-рейкой поршня топливомера, и электронную схему на элементах цифровой электроники, 1 3.п. ф-лы, 5 ил. ские импульсные сигналы, причем выход чувствительного элемента 19 электрически связан с формирователем 20 импульсов, выход которого через один из входов перво5 ro ключевого элемента 21 соединен с каналом 22 счета и индикации, содержашем последовательно соединенные цифровой счетчик 23, регистр 24, дешифратор 25 и световое табло 26.

10 Измеритель 2 пути состоит иэ первичного преобразователя углового перемещения одного из ведомых колес в электрические импульсные сигналы, включающего тормозной барабан 27, на торце которого, обра 5 гценном к опорному тормозному щиту, прсфрезарованы пазы-зубья и чувствительный элемент 28, установленный на кронштейне нэ опорном тормозном щите с минимальным зазором относительно пазов20 зубьев тормозного барабана 27; выход чувствительного элемента 28 через формирователь 29 импульсов и один из входов второго ключевого элемента 30 связан с каналом 31 счета и индикации, содержащим

25 последовательно соединенные цифровой счетчик 32, дешифратор 33, зэдатчик 34 длины мерного участка пути и световое табло 35, Аппаратура для испытаний автомобиля

30 нэ топливную экономичность включает в себя также устройство 3 для задания автоматической стабилизации скорости движения автомобиля, которое содеожит генератор 36 стабилизированной частоты и эрифметиче35 скил блок 37, включающий цифровой счетчик 38 импульсов сигналов первичного преобразователя углового перемещения ведомого колеса с дешифратором 39, подключенным к выходу счетчика 38; выходы

40 дешифратора 39 через зэдатчик 40 скорости двлжения, выполненный в виде переключателя, с помощью которого задается пороговое значение (уставкэ) скорости автомобиля изменением емкостл сче.,чикэ 38, соедлне45 нь с лнформационным входом реглстра 41, цифоовой счетчик 42 импульсов сигналов

iåèåpàòoðà 36 стабилизированной частоты

1587367

10

20

55 с дешифратором 43, подключенным к выходу счетчика 42; выход дешифратора 43 соединен с входом синхронизации регистра 41, входом блока 44, формирующего сигнал. сброса счетчиков в нулевое состояние, выход которого связан с входами сброса на нуль обоих счетчиков 38 и 42 и входом блока

45, формирующего сигнал времени измерения в каждом цикле (строб-импульс), выход

KoTopof О подключен к Одним из входов ключевых схем 46 и 47, другие входы которых связаны между собой, входам асинхронной установки в нуль регистра 41 и с сочлененным с педалью акселератора 48 пареключателем 49, который через включатель 50 соединен с положительной клеммой источника питания, которая через кнопку 51 ручного сброса на нуль счетчиков 23 и 32 подсоединена к соответствующим их входам, третьи входы каждой ключевой схемы

46, 47 подключены соответственно к выходу формирователя 29 импульсов сигналов чувствительного элемента 28 первичного преобразователя углового перемещения ведомого колеса и выходу генератора 36 стабилизированной частоты, а выходы †.к цифровым счетчикам соответственно 38 и

42. Выход регистра 41 устройства 3 через усилитель 5 мощности связан с исполнительным органом 8 для стабилизации скоростного режима двигателя 9 соответствующего заданному значению скорости движения автомобиля и с входом RS-триггера 4, выход которого через один из входов элемента И-НЕ, второй вход которого подсоединен к переключателю 49, и усилитель

6 мощности связан с обмоткой электромагнитного клапана 10, выполняющего функцию переключающего устройства, и обмотками вспомогательных электромагнитных 1", а также с другими входами первого 21 и второго 30 ключевых элементов, второй вход R которого связан с задатчиком

34 длины мерного участка пути.

Топливо от насоса поступает по каналу

52 в подпоршневую полость 53 мерного бачка 13. Надпоршневая полость 54 мерного бачка сообщена через оба электромагнитных клапана 11 с топливопроводом 55 и через один из клапанов 11 с топливопроводами 56 и 57.

Исполнительный орган 8 включает в себя электромагнит 58 (фиг;3 и 4) для фиксации дроссельной заслонки 59 карбюратора, электромагнит 60 с якорьком 61, связанным с дроссельной заслонкой 59, которая во втулке 62 может проворачиваться на выбранную величину в сторону закрытия, RSтриггер 63, элемент И-НЕ 64 и два усилителя

65 и 66 мощности. При этом в случае, когда электромагнит 60 не запита н электрическим .. током, пружина 67 удерживает заслонку 59 во втулке 62 в крайнем положении в сторону открытия, Разработанная аппаратура функционирует следующим образом.

Перед выездом на участок дороги, предназначенный (выбранный) для испытаний автомобиля на топливную экономичность, при работе двигателя на холостом ходу топ- ливо от насоса через обесточенный электромагнитный клапан 10 по каналу 52 поступает в подпоршневую полость 53 мерного. бачка 13, Пружина редукционного клапана 12 подобрана таким образом, что он в это время закрыт и топливо через него в карбюратор двигателя не поступает. Топливо в карбюратор двигателя при этом поступает из надпоршневой полости 54 мерного бачка 13 через открытые вспомогательные электромагниты 11 и топливопровод 55, а излишняя его часть по топливопроводу 56 сбрасывается в топливный бак автомобиля.

При достижении поршнем 14 крайнего верхнего положения и его упоре при этом в крышку 18 заполнение мерного бачка 13 заканчивается и топливо из насоса, преодолевая расчетное сопротивление пружины редукционного клапана 12, поступает непосредственно в карбюратор двигателя.

После окончания указанного процесса и выезда автомобиля на участок дороги, предназначенный для его испытаний на топливную экономичность, оператор (водитель) устанавливает включатель 50 в положение

"Включено", а задатчики 40 и 34 соответственно в положения, фиксирующие необходимые в данном заезде скорость автомобиля и длину мерного участка йути.

В исходном состоянии переключатель

49 соединен с корпусом автомобиля и сигнал логического нуля запирает ключевые схемы 46 и 47, а также устанавливает регистр 41 устройства 3 для задания и автоматической стабилизации скорости движения автомобиля асинхронно в нуль.

После включения передачи в коробке передач и нажатия водителем (оператором) педали акселератора 48 через переключатель 49 дается разрешение на заполнение счетчика 38 и 42 вышеуказанного устройства 3 через соответствующие ключевые схемы 46 и 47, При этом счетчик 38 заполняется импульсами сигналов с чувствительного элемента 28 первичного преобразователя углового перемещения ведомого колеса в электрические импульсы сигналы; импульсы генератора Зб стабилизированной частоты заполняют счетчик 42, при полном ззполнвнии которого с помощью дешифратора 43 выд28TcA импульс на блок 45 формирования временного интервала измерения, который закрывает ключевые схемы 46 и 47 и на блок

44, формирующий, с нексторой задержкой по времени, импульс асинхронной устанав- 5 ки счетчиков 38 и 42 в нулевое состояние, а также на вход синхронизации С регистра 41, который записывает число, соответствующее величине сигнала на его информационном входе D, которое формируетсл с 10 помощью счетчика 38 с дс,шифратором 39 и задатчика 40 скорости движения автомобиля, Если счетчик 38 не заполнен, то íà его выходе имеет место логический нуль, чта 115 соответствуетдвижению автомобиля со сKG ростью, меньшей задания уставки, T.e. co скоростью, меньшей заданной Операторам при помощи задатчика 40. Если счетчик заполнен или переполнен, то на его выходе 26 имеет место логическая единица, что соответствует движению автомобиля са скоростью, большей значения уставки, которая записывается в регистр 41 на весь последующий цикл измерения и через усиллтал=. 5 ?5 мощности воздействует на исполнительный орган 8, который отсекает при этом тапливоподачу в цилиндры двигателя, В последнем случае cKopocTb автомобиля начинает уменьшаться, однако, если в следую цем Зб цикле на входе Dрегис;тTра 41 еще будет действовать единичный сигнал, 1.0 сигнал с исполнительного органа 8 не снимается так до тех пор, пок- на входе D регистрa 4 1 не будет иметь места логический нуль,,сотo- .5 рый вырабатывается в счетчике 38 с дешиф, ратором 39 тогда, когда число импульсов, соответствующее текущей величине скорости автомобиля, не успевает в следуюших друг за другом циклах измерения запогня ь 0

СЧЕТЧИК 38 да ПрЕдЕЛа ЕГО 8МКасти, Сигнал с испалнительнога ор ана 8 Б этом случае снимается, однако, 1-ак как В!!дитель в заезде удерживает ьсегда педаль акселератора 48 в пола>кении, саатветст =,у- 45 ющем подаче топлива для движения со Kñростью, большей значения уставки, та

cK0pocTb автомобиля BHÎBb начи i28T pdcT!i, Исполнительный орган 8 работает сладуюшим образом, 56

Как только скорость автомобиля дас-. игает заданного значения (значения уставя. :), сигнал "1" с выхода регистра 41 через 1<Я триггер 63 и усилитель 65 мощности запитывает электрическим током абмот.<у -. 5 электромагнита 1 л последний с H8KGTOp0. задержкой, равной времени ега сраГBTI:.:;,:=ния, фиксирует дроссельную заслал .:;у.". кар бюратара в положении, соответстяу,ашек1 некоторому превышению cKopocrv автамoбиля над заданной, ОДHGBpPM8HHG c!1! Hd Ibl 1" с выходов регистра 41 и RS-триггера 63 врез элемент Vl-НЕ 64 и усилитель 66 мощности запитывают электрическим током обмотку электромагнита 60. Якорек 61 притягивается к сердечнику электромагнита

60 и паворачиваат дроссельную заслонку 59

BG BTулку 62 Б КОЯЙнее пала>(ение в сторону закрытия, Скорость автомобиля начинает уменьшаться и как только ана станет меньше заданной, на выходе регис;ра 41 сигнал "1" исчезнет, что приводит к исчезновению сигнала "1" на выходе элемента И вЂ” НЕ 64 обесточиванию электромагнита 60 и повороту эасл01- ки 59 под действием пружины 67 ва втулке 62 Б край:88 полажение в сторону открь тия. Скорссть 22 fof!oáèëÿ в:-гонь павыШ28ТСЯ.

Далее циклы рабсты систе !bi псвторяl- ..)TCß, 2 С" ОРОС: Ь 2ВТОмООИЛЯ ПОДД8Р><«iB28T ся вблизи заданной.

I1 o i О щ ь ю B 2,2, 2 T ii A K 2 4 0: B bi !1 0 f I H 8 H H 0 I 0

Б БИД8 П808КЛЮЧ2ТБЛ>1, /ДИ Г<Р81 HG ИЗМОНЯЮIi 8! 0 BMKOGTb cHBT I«i YB ЗР, 40l

-.$13CT2ИТ8ЛЬНаГО 218МБНта <8 В ЗМЕряЕМЫЕ промежу-;"<и Bpe!18HI,:, т,8. задавать различные скopocTи движения автомобиля па мерному участку (От 1/; Bo I!>aKc).

T2клм Образам, благодаря высоким метсярологичес;<им хаагктерист «2 устройс. BB 3> Для задания и авто 12ическай сабилизации скарос1и дви>кения автомобиля,:-ри .-.-.o испытан:-ях на топливную эконОмичнОс ь, паДД8 .живается с бальшоы тс"!Hocтью заданная Оператарам cKopGOTÜ в сече ие Бсегс, Бремени движения автомабиЛЯ ПО МБPi.-. OМУ УЧ2СTi<,, Далее рассмотрим паряда.< (паследоваT8JibH0cTb, BKлючения B рабату Остальных злеме::тсв рассматриваемой аппаратуры, 1ОСЛО Дас; ижЕния автамсаиЛем СкОРос и, равной вели ине у".танки, заданной

Операторам при помощи задат-1ика 40, появляется управляющиIë сl! гнал на .-.ыхаде регистра 41 устройства 3 и далее при движении автомобиля по мерному участку, длина катарага з2даетс;я оператором при помощи задат-1иi:-". 34, -::Oqqep>I:.,>у:- кц tK! Пеаел 4 Ч,: С;СЦ8 0 /01 РС ".С f Bd — 2,<;ф;,, ;2 БС 10МС

i БТЕЛЬНЫ8 ЭЛBК PQI" BI H!A i i iе KЛБ 12! Ы !, 1587367

55 которые перекрывают выходы топливу в топливопроводы 55 и 56. Кроме того, сигнал с выхода RS-триггера 4 синхронно открывает ключевые схемы 21 и 30. Электромагнитный клапан 10 перекрывает связь насоса с подпоршневой полостью 53 мерного бачка

13 через топливопровод 52 и открывает его связь через топливопровод 57 с надпоршневой полостью 54 мерного бачка, Топливо от насоса поступает в надпоршневую полость

54 и поршень 14 перемещается вниз, вытесняя топливо из подпоршневой полости 53 в карбюратор двигателя..

При опускании поршня 14 его,шток, выполненный в виде рейки, вращает через шестерню 16 зубчатый диск 17 и в чувствительном элементе 19 наводятся электрические импульсы, которые через формирователь 20 и открытый ключевой элемент 21 проходят на счетный вход цифрового счетчика 23 и далее через регистр 24 и дешифратор 25 на световое табло 26.

Параллельно отсчету топлива в канале

22 идет отсчет пути, проходимого автомобилем, в канале 31. При этом импульсы сигналы с чувствительного элемента 28 через формирователь 29 и ключевой элемент 30 проходят на вход цифрового счетчика 32 и далее через дешифратор 33 и задатчик 34 длины мерного участка пути на световое табло 35.

После прохождения мерного участка пути на соответствующем выходе дешифратора 33 появляется сигнал "1", который через задатчик 34 поступает на вход R RS-триггера

4, На выходе RS-триггера 4 появляется "0", который закрывает ключевые элементы 21 и

30 каналов 22 и 31, и на световых табло соответственно 26 и 35 остаются зафиксированными значения (величины} расхода топлива и путь, пройденный автомобилем.

flo соответствующей математической формуле определяют путевой расход топлива.

Перед новым испытанием путем воздействия на кнопку 51 оператор производит сброс счетчиков 23 и 32 на нуль и вновь контролирует процесс заполнения топливом мерного бачка 13 топливомера.

Определив путевой расход топлива при помощи разработанной аппаратуры на разных скоростях движения автомобиля от

Чмин до смаке и на дорогах с разными коэффициентами сопротивления движению, строят его топливно-экономическую характеристику. Топливную же экономичность данного (испblòûваемого) автомобиля оценивают сравнением полученной топливноэкономической характеристики с эталонной.

Формула изобретения

1. Система для испытания транспортных средств на топливную экономичность, содержащая устройство управления, измеритель обьема израсходованного топлива и измеритель пути. отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности испытаний путем стабилизации скорости движения, она снабжена устройством стабилизации скорости, при этом измери-. тель пути включает в себя ключевой элемент, датчик углового перемещения одного из ведомых колес, выход которого через . формирователь импульсов и один из входов ключевого элемента связан с каналом счета и индикации, включающим в себя последовательно соединенные цифровой датчик, дешифратор, задатчик длины мерного участка пути и световое табло, а устройство стабилизации скорости включает в себя генератор стабилизированной частоты и арифметический блок, включающий в себя регистр, блок-формирователь времени измерения, две ключевые схемы, блок обнуления счетчиков. переключатель, тумблер, цифровой счетчик импульсов сигналов датчика углового перемещения ведомого колеса с дешифратором, подключенным к выходу упомянутого счетчика. выходы которого через задатчик скорости движения сообшены с информационным входом регистра, цифровой счетчик импульсов сигналов генератора стабилизированной частоты с дешифратором, подключенным к выходу упомянутого счетчика, выход которого сообщен с входом сигнализации регистра, входом блока обнуления счетчиков, выход которого связан с входами сброса на нуль обоих счетчиков и входом блока-формирователя времени измерения, выход которого подключен к одним из входов ключевых схем, другие входы которых сообщены между собой, входом асинхронной установки в нуль регистра и с сочлененным с педалью акселератора переключателем, который через тумблер соединен с положительной клеммой источника питания, выход регистра через усилитель мощности связан с исполнительным органом для стабилизации скоростного режима двигателя, третьи входы каждой ключевой схемы подключены соответственно к выходу формирователя импульсов сигналов датчика углового перемещения ведомого колеса и к выходу генератора стабилизированной частоты, а выходы ключевых схем подключены к соответствующим цифровым счетчикам. при этом устройство управления включает в себя три электромагнитных клапана, редукционный клапан, усилитель мощности, схему

1587367

И-НЕ и RS-триггер, выход которого через лемент 2И-Н Е, второй вход которого вязан с упомянутым переключателем, и усилитель мощности связан с электромагнитными клапанами, причем R-вход RS purrepa связан с задатчиком пути длины мерного участка пути, а к входу подключен выход регистра, причем измеритель объема израсходованного топлива включает в себя ключевой элемент, мерный бачок с поршем, шток которого выполнен в виде рейки, связанной с шестерней, выполненной заодно с зубчатым диском, ось которых размещена в кронштейне, установленном на верхней крышке мерного бачка, на которой также установлен с зазором относительно зубчатого диска датчик углового перемеще, ния упомянутого диска, выход которого, электрически связан с формирователем им пульсов; выход которого через один из вхо-! дов ключевого элемента сообщен с каналом счета и индикации, содержащем последова, тельно соединенные цифровой счетчик, регистр, дешифратор и световое табло, при этом вторые входы ключевого элемента измерителя пути и ключевого элемента измерителя израсходован ного топлива подключены к выходу RS-триггера, первый электромагнитный клапан выполнен с возможностью сообщения в одной позиции надпоршневой полости мерного бачка, а во второй позиции подпоршневой полости с выходом топливного насоса транспортного средства, причем надпоршневая полость сообщена через второй электромагнитный

5 клапан со сливом, а через второй и третий клапаны — с карбюратором и подпоршневой полостью.

2. Система по п,1. отличающаяся

10 тем, что исполнительный орган стабилизации скорости содержит RS-триггер,. схему

2И-НЕ, два усилителя, два электромагнита. причем R-вход триггера подключен к R-входу счетчика измерителя пути, S-вход — к вы15 ходу регистра, выход триггера соединен через один из усилителей с первым электромагнитом, а через схему 2И вЂ” НЕ и второй усилитель — с вторым электромагнитом, другой вход схемы 2И-НЕ подключен к выходу

20 регистра, при этом исполнительный орган включает в себя электромагнит фиксации дроссельной заслонки карбюратора, пластину, связанную с корпусом карбюратора, выполненную с возможностью взаимодей25 ствия с первым электромагнитом, якорь, связанный с дроссельной заслонкой, выполненный с возможностью взаимодействия с вторым электромагнитом, и подпружиненную втулку, в прорези которой размещена

30 дроссельная заслонка с возможностью поворота в сторону закрытия.

1587367

А-Д

Составитель А.Бариков

Редактор Н.Лазаренко Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор С.Шекмар

Заказ 2413 Тираж 446 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР . 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

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