Способ испытания двигателя внутреннего сгорания

 

(72) Авторы (54) СПОСОБ ИСПЫТАНИЯ ДВИГАТЕЛЯ BHYTPEHHего СОР ЛЯ

Изобретение относится к способам испытания и диагностики двигателей внутреннего сгорания, преимущественно и по частоте вращения вала.

Известны способы испытания двигателя внутреннего сгорания, заключающиеся в

5 том, что регистрируют текущую угловую скорость вращения вала, измеряют ее и формируют непрерывный сигнал, на основании которого судят о состоянии двигателя (1).

Однако такие способы не позволяют определить идентичность последовательных рабочих циклов каждого двигателя в условиях серийного производства, так как. в каждом двигателе качество топливной системы, в частности неравномерность состава смеси, зависит от нескольких конструктивных факторов, причем значимость отдельных факторов и их конкретное сочетание для раз ных двигателей неодинаковы и присуши только данному двигателю.

Такие способы не обладают достаточной точностью и объективностью измерения из-за наличия сложных и громоздких усилителей и регистрирующих устройств, а также из-эа того, что рабочий процесс индицируемого gaлиндра является средним по отношению к соответствующим процессам всех цилиндров многоцилиндрового двигателя. Правильный выбор такого "среднего" цилиндра затруднителен в связи с ограниченными воэможностями контроля рабочего процесса без индицирования.

Целью изобретения является оценка идентичности последовательных циклов. указанная цель достигается тем, что измеряют амплитудные значения угловой скорости, вычисляют их дисперсию и в качестве непрерывного сигнала принимают сигнал, пропорциональный дисперсии амплитудных значений.

На фиг. 1 приведена кривая изменения угловой скорости вращения коленчатого вала по времени при установившемся режиме работы четырехтактового карбюраторного двигателя; на фиг. 2 — блок-схема устройства для осуществления предлагаемого способа.

3 935735

Устройство для реализации способа испытания содержит зубчатый элемент 1, жестко закрепленный на валу двигателя, частотный преобразователь 2, преобразователь 3 частоты в напряжение, селектор 4 амплитудных значений угловой скорости вращения коленчатого вала и устройство 5 для определения величины дисперсии.

Примером конкретного выполнения способа может служить оценка идентичности по- 10 следовательных рабочих циклов . четырехтактного 4-цилиндрового двигателя ВА3 2106 с числом зубцов венца маховика 129. Частотный преобразователь выполнен на базе реле РЭС-10, установлен на расстоянии 15

1,5 — 2 мм от зубцов венца маховика двигателя. Измерение проводится за время, соот-. ветствующее 25 оборотам коленчатого вала двигателя. При вращении коленчатого вала двигателя в обмотке частотного преобразо- эп вателя 2 наводятся импульсы напряжения, частота . которых пропорциональна угловой скорости вращения коленчатого вала. Импульсы частотного преобразователя поступают на преобразователь 3 частоты в напряжение, с выхода которого напряжение поступает на селектор 4 амплитудных значений угловой скорости вращения коленчатого вала, далее — на устройство 5 для определения дисперсии полученных амплитудных значений угловой скорости.

Для оценки идентичности последовательных рабочих циклов измеряют амплитудные значения угловой скорости вращения коленчатого вала двигателя за период„изменения суммарного крутящего момента двигателя, ХараКтер изменения этой величины связан с качеством протекания рабочих процессов в цилиндрах двигателя, в частности с их иден10 тичностью. При нормальном протекании рабочего процесса в цилиндрах двигателя при рабате на установившемся режиме характер отклонений текущих значений угловой скорости вращения относительно среднего значения угловой скорости близок к синусоидальному. Степень идентичности рабочих циклов двигателя оценивают по величине дисперсии полученных амплитудных значений,, угловой скорости вращения коленчатого вала.

Дисперсия 2 амплитудных значений эа вре- 50 мя и циклов определяется по формуле

55 где uU — амплитудные значения угловой скорости вращения .коленчатого вала;

М вЂ” математическое ожидание значения угловой скорости вращения коленчатого вала, определяемое по формуле и

И1„,= — Q а(Ь,;)

1"-1

Оценка идентичности последовательных рабочих циклов по амплитудным значениям угловой скорости вращения коленчатого вала уменьшает трудоемкость испытаний, исключает необходимость вмешательства в конструкцию двигателя, связанного с установкой датчика давления, позволяет определять идентичность последовательных рабочих циклов каждого двигателя в условиях серийного производства, увеличивает точность измерения и объективность оценки, так как отпадает необходимость в допущении, что рабочий процесс индицируемого цилиндра является средним по отношению к соответствующим процессам всех цилиндров многоцилиндрового двигателя.

Амплитудные значения угловой скорости вращения коленчатого вала целесообразно определять по величине напряжения, пропорционального частоте следования импульсов. Импульсы получают от частотного преобразователя, устанавливаемого против зубчатого элемента с равномерно расположенными выступами, жестко закрепленного на коленчатом валу двигателя. Частота следования импульсов преобразователя пропорциональна произведению числа и оборотов коленчатого sana двигателя в минуту на число 2. выступов на ободе колеса, т.е.

И Х Р 60 причем минимальное число зубьев не должно быть менее 20, так как в противном случае невозможно уверенно выделить амплитудные значения угловой скорости вращения коленчатого вала.

Применение частотного метода измерения позволяет определить изменения угловой скорости вращения коленчатого вала на протяжении периода изменения суммарного крутящего момента за полное время измерений, т.е. за 50 — 60 периодов изменения суммарного крутящего момента, а также легко автоматизировать процесс измерения и определения значения дисперсии.

Использование предлагаемого способа оценки идентичности последовательных рабочих циклов двигателей внутреннего сгорания путем измерения амплитудных значений угла. вой скорости вращения коленчатого вала двигателя создает следующие технико-экономические преимущества по сравнению с извест935735

ВНИИПИ Заказ 4195/41 Тираж 887 Подписное

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 ным способом: позволяет оперативно контролировать качество работы топливной аппаратуры каждого двигателя в условиях серийного производства (беэ вмешательства в конструкцию двигателя); увеличивает точность и объективность. контроля при уменьшении сложности и трудоемкости измерений (оценка качества работы топливной аппаратуры двигателей может производиться персоналом более низкой квалификации за более короткое 1О время); способ может стать основой создания гостированной методики испытаний двигателей внутреннего сгорания на идентичность последовательных рабочих циклов.

Выполнение требований такого ГОСТа 3 S позволит уменьшить токсичность отработавших газов и повысить экономичность двигателей внутреннего сгорания.

Формула изобретения

Способ испытания двигателя внутреннего сгорания, заключающийся в том, что регистриру; ют текущую угловую скорость вращения вала, измеряют ее и формируют непрерывный сигнал, на основании которого судят о состоянии двигателей, отличающийся тем, что, с целью оценки идентичности последовательных циклов, измеряют амплитудные значения угловой скорости, вычисляют их дисперсию и в качестве непрерывного сигнала принимают сигнал, пропорциональный диспер- сии амплитудных значений.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Стефановский Б. С. и др. Испытания двигателей внутреннего сгорания. М., "Машиностроение", 1971.