Способ определения механического к.п.д. двигателя внутреннего сгорания

Изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано для диагностирования двигателей внутреннего сгорания. Способ реализуется с учетом того, что у двигателя, переведенного на холостой ход с сохранением номинальных оборотов и цикловых подач, количество подач пропорционально величине механических потерь энергии в нем, а общее число подач на номинальном режиме - индикаторной мощности. Находится число пропущенных подач на его холостом ходу и по его отношению к общему числу подач на номинальном режиме определяется механический к.п.д. двигателя. Технический результат заключается в повышении точности определения величины механического к.п.д. и упрощении процесса испытаний.

 

Изобретение относится к области технического диагностирования двигателей внутреннего сгорания, в частности к способам определения их механического к.п.д. (η_м) и может быть использовано для оценки качества как их изготовления, так и ремонта.

Известные методы определения механического к.п.д. двигателя, основанные на последовательном выключении из работы отдельных цилиндров, прокручивании коленчатого вала от постороннего источника энергии (ГОСТ 14846-81), одиночном и двойном выбеге (а.с. СССР №302644, G01M 15/00, 1971; а.с. СССР №465569, G01L 3/26, 1975; а.с. СССР №993060, G01L 3/24, 1981; а.с. СССР №1573355, G01L 3/26, 1990) и др., имеют относительно высокую погрешность, доходящую до 5…10% [1, с.58-67].

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому способу является выбранный в качестве прототипа метод последовательного отключения цилиндров, позволяющий отключением цилиндра определять его индикаторную мощность N_ix [1]:

N_ix=N_e-N_e-1,

где N_e и N_e-1 - эффективные мощности соответственно при всех работающих цилиндрах и одном выключенном, определяемые на тормозном стенде (по показаниям динамометра).

Сложением найденных таким образом индикаторных мощностей цилиндров находится индикаторная мощность в целом двигателя N_i и затем его механический к.п.д.:

η_м=N_e/N_i

Однако при этом методе, как и при всех других известных, кроме метода одиночного выбега требуется электробалансирная тормозная установка, существенно усложняющая и удорожающая процесс испытания двигателя. Одиночный же выбег, свободный от этого недостатка, по точности существенно уступает другим [1]. К тому же при всех перечисленных методах не удается обеспечивать необходимую для получения высокой точности оценок термическую идентичность (по цилиндрам) испытаний.

Задачей заявляемого изобретения является упрощение процесса испытаний исключением использования электробалансирной тормозной установки и повышение точности определения механического к.п.д.

Отличием настоящего технического решения является то, что механический к.п.д. двигателя определяется при работе его с номинальной подачей топлива на холостом ходу при номинальных оборотах, достигаемых пропуском подачи топлива, причем с равномерным чередованием его по цилиндрам.

Достигается это тем, что при этом:

- двигатель загружается за счет своих внутренних потерь энергии и поэтому не требуется применение электробалансирной тормозной установки;

- создаются практически идентичные по цилиндрам тепловая напряженность и режим смазки сопряжений в узлах с подвижными деталями двигателя, и определяется только число пропущенных на холостом ходу и общее число подач на номинальном режиме, повышающие точность оценки механического к.п.д.

Погрешность данного метода зависит в основном от точности определения числа подач и по расчетам не превышает 1%.

Испытаниями последовательно определяются число реализованных подач k и с его использованием число пропущенных подач как разницу z=(i-k) между общим числом подач на номинальном режиме (i) и (k) и находится механический к.п.д. двигателя:

η_м=z_max/I,

где z_max и i - пропущенные (на холостом ходу) и общее число подач [2].

Общее число подач (i) находится исходя из паспортных данных двигателя, в которых указаны номинальные обороты двигателя (n), число цилиндров (m), с учетом коэффициента тактности (0,5, если двигатель четырехтактный и 1 - двухтактный):

i=n·τ·m.

Источники информации

1. Испытание двигателей внутреннего сгорания [Текст] / [Б.С.Стефановский и др.]. - М.: Машиностроение, 1972, 367 с.

2. Методика исследования дизелей, регулируемых пропуском впрыска топлива [Текст] / Р.М.Баширов, В.Н.Хусаинов, A.M.Миннигалеев. - Уфа: БашГАУ, 2011. 111 с.

Способ определения механического к.п.д. двигателя внутреннего сгорания, отличающийся тем, что при работе двигателя на холостом ходу на номинальных оборотах с номинальной подачей топлива находится число равномерно чередуемых по цилиндрам реализованных подач топлива, а механический к.п.д. определяется как отношение числа пропущенных при этом подач к общему числу подач на номинальном режиме работы.