Стенд для испытания двигателя вращательного движения

 

Изобретение относится к машиностроению и служит для испытания двигателя вращательного движения и обеспечивает повышение точности испытаний за счет расширения частотного диапазона изменения создаваемого тормозного момента путем повышения быстродействия гидроклапана давления. В качестве тормозного устройства используют гидронасос 2, снабженный регулирующим органом, который кинематически соединен с механизмом управления (МУ) 7. МУ 7, в свою очередь, электрически соединен через дополнительный усилитель мощности 10, сумматор 9 и первый согласующий усилитель 8 с одним из выходов блока программного управления (БПУ) 6, другой выход которого через блок деления 11, усилитель мощности 12 соединен с гидроклапаном 5. Датчик положения 13 через второй 14 и третий согласующие усилители соединен соответственно со вторыми входами блока деления 11 и сумматора 9. БПУ 6 позволяет разделить частотный диапазон изменения тормозного момента между гидроклапаном 5 и МУ 7 управления регулирующим органом гидронасоса 2. 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

PEOlVSRHH (У1)5 С 01 M 15/00. -«ььЬ, 3v « ."«:: (, ...; -.-:.:,:--:;«g !. 1,: .",-, «,1

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4431198/25-06 (22) 26.05.88 (46) 23,12,90. Бюл. ¹ 47 (71) Челябинский политехнический институт им. Ленинского комсомола (72) В.Б.Штессель, Ю.А.Староверов и В.Л.Троицкий (53) 621.43.001.6 (088,8) (56) Авакян Б.Е.Тормозная установка для ускоренных испытаний двигателя с циклической нагрузкой. — Промышленность Армении, 1.986, ¹- 1.

„„SU„„1615593 А1

2 (54) СТЕНД ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ ДВИГАТЕЛЯ

ВРАЩАТЕЛЬНОГО ДВИЖЕНИЯ (57) Изобретение относится к машиностроению и служит для испытания двигателя вращательного движения и обеспечивает повышение точности испытаний

I за счет расширения частотного диапазона изменения создаваемого тормозного момента путем повышения быстродействия гидроклапана давления. В качестве тормозного устройства исполь1615593 эуют гидронасос 2, снабженный регулирующим органом, который кинемати( чески соединен с механизмом управления (МУ) 7. ИУ 7, в свою очередь, электрически соединен через дополнительный усилитель 10 мощности, сумматор 9 и первый согласующий усилитель

8 с одним из выходов блока программного управления (БПУ) 6, другой выход которого через блок 11 деления, Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано при стендовых испытаниях двигателей вращательного движения, в частности двигателей внутреннего 20 сгорания.

Цель изобретения — повышение точности испытаний за счет расширения частотного диапазона изменения создаваемого тормозного момента путем по- 25 вышения быстродействия гидроклапана

;давления, ! На фиг..1 представлена общая упро щенная схема стенда; на фиг.2 — схема гидроклапана; на фиг.3 — график, ил люстрирующий закон изменения тормоз- ного момента на валу двигателя.

Стенд (фиг.1) содержит испытуемый двигатель 1, регулируемый гидронасос

2, датчик 3 крутящего момента, понижающий редуктор 4, гидроклапан 5 давления, блок 6 программного управления, механизм 7 управления регист рирующего органа гидронасоса 2, первый согласующий усилитель 8, сумма- 40 тор 9, дополнительный усилитель 10 мощности, блок 11 деления, усилитель

12 мощности, датчик 13 положения, второй согласующий усилитель 14, третий согласующий усилитель 15, предох- 45 ранительный клапан 16, маслоохладитель 17 и фильтр 18. Гидроклапан 5 давления (фиг,2) состоит из электромагнита 19 управляющего элемента

20, золотника 2 1 с дросселем (калиб- 0 рованным отверстием) 22 и пружиной

23, прижимающей золотник 21 к седлу.

Заданный тормозной момент 24 (фиг.3) и огибающий момент 25 заносятся в блок б программного управления в виде значений, отстоящих друг от друга на заданный временной интервал.

Вал испытуемого двигателя 1 «оединен с валом гидронасоса 2 через у илитель 12 мощности соединен с гидроклапаном 5. Датчик 13 положения через второй 14 и третий 15 согласующие усилители соединен соответственно с вторыми входами блока 11 деления и сумматора 9. БПУ 6 позволяет разделить частотный диапазон изменения тормозного момента между гидроклапаном 5 и МУ 7 управления регулирующим органом гидронасоса 2. 3 ил. датчик 3 крутящего момента и понижающий редуктор 4. В напорной магистрали гидронасоса 2 установлен гидроклапан 5 давления. Блок 6 программного управления имеет два выхода.

Один выход соединен с электрическим входом механизма 7 управления регули- . рующего органа гидронасоса через первый согласующий усилитель 8, сумматор 9 и дополнительный усилитель

10 мощности, другой выход соединен с электрическим входом гидроклапана

5 давления через блок 11 деления и усилитель 12 мощности. На регулирующем органе гидронасоса 2 установлен датчик 13 положения, выход которого через второй согласующий усилитель

14 соединен с блоком 11 деления, а через третий согласующий усилитель

15 и сумматор 9 — с входом дополнительного усилителя 10 мощности. Максимальное давление в напорной магистрали гидронасоса 2 ограничивается предохранительным клапаном 16. На сливной магистрали стенда установле-. ны маслоохладитель 17 и фильтр 18.

Стенд работает следующим образом.

При работе двигателя 1 гидронасос 2 создает íà его валу момент сопротивления, равный

Ч ЬР (1) где Р— перепад давления в напорной магистрали гидронасоса; рабочий объем гидронасоса, который, например, для аксиально-поршневого гидронасоса вычисляется по формуле d 2 Д. d 2

D cg(Z = - — — — D gI 7, (2) . где d — диаметр поршня насоса;

Š— число поршней гидронасоса;

5 161 угол поворота регулирующего органа;

D : — диаметр окружности, на которой расположены оси поршней гидронасоса.

По формулам (1) и (2) определяют угол поворота регулирующего органа насоса (g>) и давление ЫР>) в магис-. ,трали нагнетания, необходимые для создания заданного тормозного момента М>, Тормозной момент (М), получаемый на валу испытуемого двигателя, пропорционален значению QP>, где угол вычисляется по огибающей Mq (позиция 25,фиг.3) при фиксированном перепаде давления Р „„, равном максимально возможному, а давление Р3 определяется исходя из заданного тормозного момента M и текущего поло3 жения регулирующего органа гидронасоса 2, При испытании двигателя на первом выходе блока 6 программного управлеФ ния формируется сигнал Мо = К„„„М, где К вЂ” коэффициент пропорциональNO ности между огибающей М и сигналом, поступающим с выхода блока 6 програмI много управления. Сигнал М поступает на вход первого согласующего уси.-. лителя 8 с коэффициентом усиления, равным

/ иd

К = 2 н/ Р— — -D Z. àкс 4

На выходе первого согласующего усилителя 8 формируется сигнал (=

= К M ) угла поворота регулирующео

ro органа гидронасоса. Этот сигнал поступает на вход сумматора 9, на другой вход которого поступает сигнал с датчика 13 положения, предварительно усиленный в третьем согласующем усилителе 15 с коэффициентом усиления

К д,, где К О вЂ” коэффициент обратной связи, Сумматор 9 вычитает сигнал, поступающий с 1третьего согласующего усилителя 15, из сигнала, поступающего с первого согласующего усилителя 8.

Результат подается на вход дополни-.. тельного усилителя 10 мощности, на .выходе которого формируется сигнал

; U = К ((— К„ ), поступающий . на входе механизма 7 управления регу-. лирующего органа. Угол поворота регулирующего органа отслеживает задание угла . благодаря наличию обратной связи °

5593

45

55

На втором выходе блока 6 программного управления формируется сигнал

М = К > M> (где Ky > — коэффициент пропорциональности между заданным моментом М и сигналом, поступающим с блока 6 программного управления.

Сигнал М" поступает в блок 11 деления, на другой вход которого поступает сигнал с датчика 13 положения, предварительно усиленный во втором согласующем усилителе 14 с коэффициентом усиления K> = d Ву2/8, 2

В блоке 11 деления производится вычисление сигнала задания ДР путем деления сигнала, поступающего из блока 6 программного управления, на сигнал, поступающий от второго согласующего усилителя 14, т.е. \Р = M /К1ф

Сигнал задания / Р поступает на вход усилителя 12 мощности, на выходе которого формируется управляющий сиг-.

HAJJI U = К4 ° Р, где К4 — коэффициент пропорциональности между сигналом задания Р> и управляющим сигналом.

Управляющий сигнал U поступает на катушку электромагнита 19 гидроклачана 5 давления. Пропорционально сигналу U изменяется усилие на управляющем элементе 20, а следовательно, сопротивление потоку жидкости, вытекающей через управляющий элемент

20 и дроссель 22 золотника 21 на слив ° В результате возникает перепад давления, который вызывает подъем или опускание золотника 21 гидроклапана 5 давления ° Это обуславливает уровень давления в напорной магистрали, пропорциональный входному электрическому сигналу U<, а следовательно, заданию давления ЬР .

Формула из Обретения

Стенд для испытания двигателя вращательного движения, содержащий гидронасос, напорная магистраль которого соединена с гидроклапаном давления; снабженным электрическим входом, блок программного управления и усили" тель мощности, причем выход блока программного управления соединен с. электрическим входом гидроклапана через усилитель мощности, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности испытания и быстродействия гидроклапана давления, гидронасос снабжен регулирующим ор1615593 гфном с механизмом управления и датчфКом положения, а стенд дополнительно содержит блок деления с двум входами и выходом, первый, втор и и третий согласующие усилители, д полнительный усилитель мощности и су атор с двумя входами и выходом, пр чем регулирующий орган кинематиче ки связан с механизмом управления и атчиком положения, блок программн го управления имеет два выхода, од н из которых соединен. через первый вход блока деления и усилитель мощности с электрическим входом гидроклапана давления, а второй выход сое-динен через первый согласующий усилитель, второй вход сумматора и дополнительный усилитель мощности с механизмом управления регулирующим органом насоса, выход датчика положения соединен через второй согласующий усилитель с вторым входом блока деления, а через третий согласующий усилитель — с первым входом сумматора.

1615593

Составитель B.Ãîðáóíoâ

Редактор Е.Папп Техред Л.Олийнык . Корректор ци

О.Ципле

Заказ 3982 Тираж 443 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