Способ определения основных характеристик двигателя и трансмиссии автотранспортного средства


 


Владельцы патента RU 2614743:

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Северо-Кавказский федеральный университет" (RU)

Изобретение относится к области инерционных испытаний автомобиля и может использоваться для осуществления контроля технического состояния и диагностики двигателей внутреннего сгорания и трансмиссий автотранспортных средств. Способ определения основных характеристик двигателя и трансмиссии автотранспортного средства, в котором суммарный момент внутренних сил сопротивлений в автомобиле, приходящийся на момент инерции беговых барабанов, определяют на выбеге по изменению угловой скорости вращения ведущих колес автомобиля, установленных на беговых барабанах стенда, выступающих в роли присоединенной массы с известным моментом инерции. Суммарный момент инерции автомобиля определяют на выбеге по изменению угловой скорости вращения вывешенных ведущих колес автомобиля, используя полученную характеристику суммарного момента внутренних сил сопротивлений в автомобиле, приходящегося на момент инерции беговых барабанов. Суммарный момент внутренних сил сопротивлений в автомобиле определяют, используя суммарный момент инерции автомобиля и зная угловую скорость вращения вывешенных ведущих колес, тяговый момент на ведущих колесах автомобиля определяют на разгоне по изменению угловой скорости вращения вывешенных ведущих колес автомобиля, используя полученную характеристику суммарного момента инерции автомобиля, и, произведя математическую обработку измеренных и полученных параметров, определяют основные характеристики двигателя и трансмиссии автотранспортного средства. Технический результат: снижение трудоемкости и времени выполнения диагностических работ, повышение производительности труда и точности измерений характеристик двигателя и трансмиссии, расширение номенклатуры получаемых по результатам испытаний характеристик двигателя и трансмиссии.

 

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к области инерционных испытаний автомобиля и может использоваться для осуществления контроля технического состояния и диагностики двигателей внутреннего сгорания и трансмиссий автотранспортных средств.

Уровень техники

Известен энергетический способ определения момента инерции двигателя внутреннего сгорания, заключающийся в том, что со ступицей снятого ведущего колеса автотранспортного средства, смазочное и трансмиссионное масло двигателя внутреннего сгорания которого прогреты до рабочей температуры, механически соединяется вал электродвигателя, а момент инерции двигателя внутреннего сгорания определяется исходя из разности момента инерции системы вращающихся масс «вал электродвигателя, агрегаты трансмиссии, коробка перемены передач, двигатель внутреннего сгорания» при включенной прямой передаче коробки перемены передач и момента инерции системы вращающихся масс «вал электродвигателя, агрегаты трансмиссии, коробка перемены передач» при включенной прямой передаче коробки перемены передач и отключенном сцеплении, установленных в результате определения затрат активной энергии, потребленной электродвигателем на процесс увеличения частоты вращения от нулевой до номинальной системы вращающихся масс «вал электродвигателя, агрегаты трансмиссии, коробка перемены передач, двигатель внутреннего сгорания» при включенной прямой передаче коробки перемены передач и системы вращающихся масс «вал электродвигателя, агрегаты трансмиссии, коробка перемены передач» при включенной прямой передаче коробки перемены передач и отключенном сцеплении (Пат. 2438111 Российская Федерация, МПК G01M 15/04. Энергетический способ определения момента инерции двигателя внутреннего сгорания / Егоров А.В. (RU), Егоров В.Н. (RU), Машкин А.В. (RU); патентообладатель Егоров А.В. (RU), Егоров В.Н. (RU), Машкин А.В. (RU). №2008109681/28; заявл. 11.03.2008; опубл. 27.12.2011).

Недостатком известного способа является необходимость демонтажа колеса автомобиля и выполнения операции присоединения вала электродвигателя к ступице, что значительно повышает трудоемкость и увеличивает временные затраты на проведение испытания двигателя и не позволяет использовать данный способ на линиях инструментального контроля технического состояния автотранспортных средств.

Известен способ определения момента инерции двигателя внутреннего сгорания, заключающийся в том, что на фланец коленчатого вала устанавливается диск с эталонным моментом инерции. Измеряется угловое ускорение системы вращающихся масс «диск с эталонным моментом инерции, двигатель внутреннего сгорания». Далее диск с эталонным моментом инерции демонтируется и определяется угловое ускорение системы вращающихся масс «двигатель внутреннего сгорания». А момент инерции двигателя внутреннего сгорания определяется как отношение произведения углового ускорения системы вращающихся масс системы «диск с эталонным моментом инерции, двигатель внутреннего сгорания» на момент инерции диска с эталонным моментом инерции к разности углового ускорения системы вращающихся масс «двигатель внутреннего сгорания» и углового ускорения системы вращающихся масс «диск с эталонным моментом инерции, двигатель внутреннего сгорания» (Пат. 2408000 Российская Федерация, МПК G01M 15/04. Способ определения момента инерции двигателя внутреннего сгорания / Егоров А.В. (RU), Егоров В.Н. (RU), Машкин А.В. (RU); патентообладатель Егоров А.В. (RU), Егоров В.Н. (RU), Машкин А.В. (RU). - №2008110456/06; заявл. 18.03.2008; опубл. 27.12.2010).

Недостатком известного способа является необходимость демонтажа двигателя с автотранспортного средства, что значительно повышает трудоемкость, увеличивает временные затраты на проведение испытания двигателя и не позволяет использовать данный способ на линиях инструментального контроля технического состояния автотранспортных средств. Также измерение углового ускорения связано со значительными погрешностями, в сравнении с измерением угловой скорости.

Раскрытие изобретения

Изобретение направлено на обеспечение возможности определения основных характеристик двигателя и трансмиссии автотранспортного средства.

Технический результат заключается в снижении трудоемкости и времени выполнения диагностических работ и повышении производительности труда на линиях инструментального контроля технического состояния автотранспортных средств за счет отсутствия необходимости проведения демонтажа каких-либо агрегатов или узлов автомобиля при его испытании; повышении точности измерения характеристик двигателя и трансмиссии за счет измерения при испытаниях всего лишь двух параметров - угловой скорости вращения ведущих колес и мгновенного расхода топлива двигателем; снижении материальных затрат, связанных с обслуживанием испытательного стенда за счет отсутствия необходимости наличия нагрузочного устройства; расширении номенклатуры получаемых по результатам испытаний характеристик двигателя и трансмиссии.

Технический результат достигается тем, что барабаны стенда выступают в роли присоединенной массы с известным моментом инерции, трансмиссия и ведущие колеса автомобиля выступают в роли нагрузки на двигатель, двигатель выступает в роли источника энергии для вращающихся масс, параметры определяются в режимах «выбег - выбег - разгон», аппаратная часть испытательного стенда производит обработку измеряемых параметров по определенному алгоритму.

Осуществление изобретения

Автотранспортное средство, моторное и трансмиссионное масла которого прогреты до рабочей температуры, устанавливают ведущими колесами на беговые барабаны стенда инерционного типа, в конструкции которого предусмотрены устройство для вывешивания ведущих колес и общий для обеих секций барабанов стенда ролик, с помощью которого осуществляется измерение угловой скорости вращения ведущих колес. Далее испытания выполняют в следующей последовательности:

1. Беговые барабаны стенда раскручивают двигателем до оборотов, соответствующих его номинальной мощности, и переводят в режим выбега выключением зажигания в двигателе. На выбеге выполняют измерение угловой скорости вращения ведущих колес и, поскольку беговые барабаны стенда выступают в роли присоединенной массы с известным моментом инерции, определяют суммарный момент внутренних сил сопротивлений в автомобиле, приходящийся на момент инерции беговых барабанов, при включенном сцеплении.

2. Беговые барабаны стенда вновь раскручивают двигателем до оборотов, соответствующих его номинальной мощности, и переводят в режим выбега выключением сцепления. На выбеге выполняют измерение угловой скорости вращения ведущих колес и, поскольку беговые барабаны стенда выступают в роли присоединенной массы с известным моментом инерции, определяют суммарный момент внутренних сил сопротивлений в автомобиле, приходящийся на момент инерции беговых барабанов, при выключенном сцеплении.

3. Ведущие колеса автомобиля вывешивают при помощи устройства.

4. Ведущие колеса автомобиля раскручивают двигателем до оборотов, соответствующих его номинальной мощности, и переводят в режим выбега выключением зажигания в двигателе. На выбеге выполняют измерение угловой скорости вращения ведущих колес и, поскольку известен суммарный момент внутренних сил сопротивлений в автомобиле, приходящийся на момент инерции беговых барабанов, при включенном сцеплении, определяют суммарный момент инерции автомобиля при включенном сцеплении. Затем, зная суммарный момент инерции автомобиля при включенном сцеплении и угловую скорость вращения ведущих колес, определяют суммарный момент внутренних сил сопротивлений в автомобиле при включенном сцеплении.

5. Ведущие колеса автомобиля вновь раскручивают двигателем до оборотов, соответствующих его номинальной мощности, и переводят в режим выбега выключением сцепления. На выбеге выполняют измерение угловой скорости вращения ведущих колес и, поскольку известен суммарный момент внутренних сил сопротивлений в автомобиле, приходящийся на момент инерции беговых барабанов, при выключенном сцеплении, определяют суммарный момент инерции автомобиля при выключенном сцеплении. Затем, зная суммарный момент инерции автомобиля при выключенном сцеплении и угловую скорость вращения ведущих колес, определяют суммарный момент внутренних сил сопротивлений в автомобиле при выключенном сцеплении.

6. Двигателем при полной подаче топлива производят разгон ведущих колес до оборотов, соответствующих его номинальной мощности. При разгоне выполняют измерение угловой скорости вращения ведущих колес и мгновенного расхода топлива двигателем (с помощью установленного датчика или бортового компьютера), и, поскольку суммарный момент инерции автомобиля при включенном сцеплении известен, определяют тяговый момент на ведущих колесах автомобиля.

По завершению испытаний производят математическую обработку определенных характеристик и получают следующие основные характеристики двигателя и трансмиссии автотранспортного средства:

1. Эффективный крутящий момент двигателя путем сложения характеристик тягового момента на ведущих колесах автомобиля и суммарного момента внутренних сил сопротивлений в автомобиле при выключенном сцеплении.

2. Индикаторный крутящий момент двигателя путем сложения характеристик тягового момента на ведущих колесах автомобиля и суммарного момента внутренних сил сопротивлений в автомобиле при включенном сцеплении.

3. Момент внутренних сил сопротивлений в двигателе как разность суммарного момента внутренних сил сопротивлений в автомобиле при включенном сцеплении и суммарного момента внутренних сил сопротивлений в автомобиле при выключенном сцеплении.

4. Механический КПД двигателя как отношение момента внутренних сил сопротивлений в двигателе к индикаторному крутящему моменту двигателя.

5. Индикаторный КПД двигателя как отношение индикаторного крутящего момента двигателя к мгновенному расходу топлива.

6. Эффективный КПД двигателя как произведение его механического КПД и индикаторного КПД.

7. Эффективная мощность двигателя как произведение эффективного крутящего момента двигателя и угловой скорости вращения его коленчатого вала.

8. Удельный эффективный расход топлива как отношение мгновенного расхода топлива к эффективной мощности двигателя.

9. Момент инерции двигателя как разность суммарного момента инерции автомобиля при включенном сцеплении и суммарного момента инерции автомобиля при выключенном сцеплении.

10. Момент внутренних сил сопротивлений в трансмиссии.

11. Эффективный КПД трансмиссии как отношение суммарного момента внутренних сил сопротивлений в автомобиле при выключенном сцеплении к эффективному крутящему моменту двигателя.

12. Тяговый момент на ведущих колесах автомобиля.

13. Эффективный КПД автомобиля как произведение эффективного КПД двигателя и эффективного КПД трансмиссии.

Сравнивая результаты текущих испытаний автомобиля с ранее полученными соответствующими характеристиками, определяют величины отклонений и делают заключение об изменении технического состояния двигателя и трансмиссии.

Способ определения основных характеристик двигателя и трансмиссии автотранспортного средства, включающий последовательное определение суммарного момента внутренних сил сопротивлений в автомобиле, приходящегося на момент инерции беговых барабанов, суммарного момента инерции автомобиля, суммарного момента внутренних сил сопротивлений в автомобиле и тягового момента на ведущих колесах автомобиля, в котором суммарный момент внутренних сил сопротивлений в автомобиле, приходящийся на момент инерции беговых барабанов, определяют на выбеге по изменению угловой скорости вращения ведущих колес автомобиля, установленных на беговых барабанах стенда, выступающих в роли присоединенной массы с известным моментом инерции, суммарный момент инерции автомобиля определяют на выбеге по изменению угловой скорости вращения вывешенных ведущих колес автомобиля, используя полученную характеристику суммарного момента внутренних сил сопротивлений в автомобиле, приходящегося на момент инерции беговых барабанов стенда, суммарный момент внутренних сил сопротивлений в автомобиле определяют, используя полученную характеристику суммарного момента инерции автомобиля и зная угловую скорость вращения вывешенных ведущих колес автомобиля, тяговый момент на ведущих колесах автомобиля определяют на разгоне по изменению угловой скорости вращения вывешенных ведущих колес автомобиля, используя полученную характеристику суммарного момента инерции автомобиля, и, произведя математическую обработку измеренных и полученных параметров, определяют эффективный крутящий момент, индикаторный крутящий момент, момент внутренних сил сопротивлений, механический коэффициент полезного действия (КПД), индикаторный КПД, эффективный КПД, эффективную мощность, удельный эффективный расход топлива и момент инерции двигателя, момент внутренних сил сопротивлений и эффективный КПД трансмиссии, тяговый момент на ведущих колесах автомобиля и эффективный КПД автомобиля.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к способу диагностики узлов транспортных средств. Для оценки основного параметра, определяющего уровень и характер нагрузки для диагностики особо ответственных узлов транспортных средств, размещают датчики, количество и сочетание которых выбирается индивидуально, на узле транспортного средства, производят измерения различных частотных сигналов, формируют входные параметры для нейронной сети, выполненной на основе технологии параллельных вычислений Nvidia CUDA, производят первоначальное обучение нейронной сети при эксплуатации объекта, оценивают уровень нагрузки на узел транспортного средства с учетом комплексного воздействия всех отдельных параметров.

Изобретение относится к акустической метрологии, в частности к способам контроля уровня шума, производимого шинами. Выполняют серию измерений уровня шума автомобиля, движущегося по мерному участку на всех передачах переднего хода с регистрацией полученных значений, включающих значения скорости и уровней шума с заданным шагом положения автотранспортного средства на мерном участке.

Устройство для диагностики и контроля состояния механизмов и других систем относится к бесконтактной диагностике технических систем и может быть использовано для контроля и диагностики дефектов в двигателях и трансмиссиях автомобилей, а также любых других технических системах.

Группа изобретений относится к области автомобилестроения. Способ заключается в том, что одновременно с однократным экстренным торможением до полной остановки автотранспортного средства производят измерение на каждом колесе диагностируемой оси распределенных продольных реакций по длине пятна контакта эластичной шины колеса автотранспортного средства на ровном сухом горизонтальном участке дороги.

Изобретение относится к области испытания узлов летательных аппаратов, в частности к стендам для испытания электромеханических приводов системы уборки-выпуска закрылков.

Группа изобретений относится к способу диагностики неполадок смонтированной функции, диагностическому инструменту для диагностики неполадок и транспортному средству.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в испытательных стендах. Нагрузочный стенд для испытаний рулевой машины содержит стационарный стол, нагрузочный рычаг с симметрично расположенными консолями, упругую ленту с фиксатором, размещённые в направляющих стаканах съемные грузы переменной массы с упругими лентами с фиксаторами, узлы крепления рулевой машины, кронштейн, два поворотных стола с осями вращения, параллельными плоскости вращения нагрузочного рычага.

Изобретение относится к области оценки безопасности полетов авиационной техники. Сущность: оценку осуществляют с учетом времени эксплуатации авиационной техники до последнего капитального ремонта эквивалентом повреждаемости крыла и коэффициентом технического состояния, зависящим от степени коррозионного и биологического поражения деталей и агрегатов воздушного судна по формуле: где α1 - коэффициент, характеризующий скорость накопления неустранимого износа; Ткр - время эксплуатации воздушного судна до последнего капитального ремонта; kэкв - эквивалент нагруженности крыла; t - время эксплуатации воздушного судна после последнего капитального ремонта; KТС - коэффициент технического состояния, Тмежрем - назначенный межремонтный срок службы воздушного судна; w - весовой коэффициент, значение которого определено по результатам обработки экспертной информации; γ - расчетный коэффициент.

Изобретение относится к области транспортного машиностроения. Способ измерения тяговых усилий трактора заключается в том, что создают регулируемое усилие сопротивления движению испытуемого трактора.

Группа изобретений относится к области транспортного машиностроения. Устройство для акустических испытаний автомобиля на внешнее воздействие дождя состоит из акустической камеры, стенда с беговыми барабанами, испытуемого автомобиля и установки, осуществляющей внешнее воздействие.

Изобретение предназначено для использования в энергомашиностроении и может найти широкое применение при создании систем диагностики осевых турбомашин в авиации и энергомашиностроении.

Изобретение относится к области эксплуатации газотурбинных двигателей, в частности к двигателям, применяемым в качестве привода газоперекачивающих агрегатов и энергоустановок.

Изобретение относится к области двигателестроения, конкретно к способам исследовательских испытаний двигателей внутреннего сгорания с искровым зажиганием по оценке совершенства процессов подготовки и сгорания топлива.

Изобретение относится к двигателестроению, в частности к устройствам для измерения расхода жидкости и цикловой подачи в многоцилиндровых дизельных двигателях. Изобретение позволяет повысить точность измерения неравномерности подачи топлива путем увеличения быстродействия отрыва плунжера от корпуса измерительного устройства за счет устранения залипания бортика плунжера к корпусу измерительного устройства.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при испытании жидкостных ракетных двигателей (ЖРД) и других энергетических установок. Стенд для испытаний энергетических установок содержит систему подачи компонентов топлива с агрегатами управления и систему подачи технологического газа, при этом на выходе энергетической установки установлен трубопровод, связанный с газгольдером, газгольдер соединен с компрессором, который в свою очередь соединен с системой баллонов высокого давления, газгольдер установлен на подвижной платформе, полость наддува газом расходной емкости с компонентом топлива соединена со входом компрессора, а выход компрессора соединен со входом газа в систему баллонов высокого давления.

Изобретение относится к области испытательной техники, в частности к стендам для испытаний крыльчаток вентиляторов, как центробежных, так и осевых. Стенд содержит электропривод с выходным валом, на котором установлено устройство для крепления крыльчатки, пульт управления и индикации, блок управления, к которому подключены электропривод, датчик угловой скорости вращения вала и датчик силы тока электродвигателя электропривода.

Изобретение относится к вибродиагностике машин и механизмов и может использоваться для вибродиагностики машин. Cпособ диагностики машин по косвенным признакам, преимущественно по вибрации корпуса, включает измерение вибрации в информативной точке корпуса машины, восстановление функции распределения вероятности вибрации, по параметрам которой судят о наличии и уровне неисправностей и/или дефектов машины, запоминают временную реализацию вибрации, преобразуют ее в реализацию, значения которой соответствуют оптимальному для диагностики вибропараметру, восстанавливают функцию распределения вероятности мгновенных значений оптимального для диагностики параметра вибрации в текущем измерении, определяют значение выборочного квантиля параметра вибрации при заданной величине функции распределения вероятности, по которому судят о наличии и уровне неисправностей и/или дефектов машины.

Изобретение относится к области стендовой доработки летательных аппаратов. Способ испытания высокоскоростного летательного аппарата на силоизмерительной платформе под заданным углом атаки в испытательной камере, где создают разряжение, продувают испытательную камеру рабочей средой с протоком через отключенный двигатель летательного аппарата.

Изобретение относится к технике испытаний газотурбинных и турбореактивных двигателей и может быть использовано при исследовании процессов в проточной части турбомашин.

Изобретение относится к устройствам для диагностики систем топливоподачи двигателей внутреннего сгорания (ДВС). Комплекс и реализуемый посредством него способ диагностики предназначены для быстрой, точной, экологически и пожаробезопасной бортовой диагностики на месте и в движении системы подачи бензина (СПБ) автомобильного ДВС, оснащенного системой впрыска бензина при низком давлении.

Изобретение относится к области испытания реактивных двигателей в силоизмерительных системах горизонтальных стендов с имитацией высотных условий при прямой и реверсивной тяге. Платформа с закрепленным на ней двигателем расположена в барокамере. Устройство измерения силы тяги двигателя выполнено в виде блока силоизмерительных датчиков замера прямой и реверсивной тяги двигателя, узла контроля датчика замера прямой силы тяги двигателя и узла контроля датчика замера реверсивной силы тяги двигателя. Блок датчиков закреплен на кронштейне, жестко закрепленном внутри барокамеры. Датчики с одной стороны соединены, каждый одной стороной, между собой анкерной тягой и через кронштейн с барокамерой. С другой стороны датчик замера прямой силы тяги двигателя и датчик замера реверсивной силы тяги двигателя соединены с платформой подвижно с осевым зазором. Технический результат заключается в повышенной точности и стабильности измерений прямых и реверсивных сил тяги двигателя. 2 з.п. ф-лы, 5 ил.
Наверх