Устройство для измерения крутящего момента двигателя внутреннего сгорания

(21) 3788 (22) 06. 0 (46) 07. 0 (71) Науч структорст т акт КРУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИИ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ.86. Бюл. У 29о-исследовательский коно-технологический инстирных и комбайновых двига ту р отелей(56) Фролов Л,Б. Измерения крутящего момента. М.; Энергия, 1967, с. 102.Коновалов М,Д, и др. Фотоэлектрический прибор для измеренйя крутящих моментов. - Измерительная техниа, 1959, У 2, с. 28.(54)(57) 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯТЯЩЕГО МОМЕНТА ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ, содержащее торсионный вал, расположенный в цепи передачи момента между двигателем и исполнительным механизмом, два растровых диска, расположенных между источниками света и фотоприемниками, соединенными с измерителем, при этом один и ков жестко закреплен на торс м валу, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения крутящего момента, в него введены упругие спицы, втулка и кольца, причем растровый диск, расположенный со стороны исполнительного механизма, упруго соединен с торсионным валом посредством втулки и упругих спиц, радиально закрепленных одними концами на втулке, которая жестко связана с торсионным валом, а другими концами в растровом диске, на котором жестко закреплены кольца,2, Устройство по и, 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью измерения полного момента, оно снабжено установленной с возможностью фиксации на выполненной со шлицами втулке шлицевой втулкой, причем для наружных шлицов шлицевой втулки на растровом диске выполнены ответные шпицы..где1Изобретение относится к силоизмерительной технике и предназначено для измерения крутящего момента двигателя внутреннего сгорания.Целью изобретения является повышение точности измерения крутящего момента.На чертеже приведена принципиальная схема устройства.Устройство для измерения крутящего момента содержит торсионный вал 1, расположенный в цепи передачи момента, на котором жестко закреплены растровый диск 2 и втулка 3, имеющая наружные шлицы. В резьбовые отверстия втулки 3 радиально к торсионному валу 1 ввернуты упругие спицы 4, имеющие резьбу на обоих концах. Своими противоположными концами упругие спицы 4 ввернуты в радиальные резьбовые отверстия растрового диска 5, имеющего шлицы на внутренней поверхности. На боковой поверхности растрового диска 5 с помощью винта 6 закреплены кольца 7, составляющие переменную инерционную массу. На шлицах втулки 3 подвижно установлена шлицевая втулка 8. В сквозное радиальное отверстие шлицевой втулки 8 ввернут болт 9, На наружной поверхности втулки 8 выполнены шлицы, сопрягаемые со шлицами растрового диска 5, По разные стороны от дисков 2 и 5 размещены источники 10 света, подключенные к электрической сети 11, и фотоприемники 12, подключенные к измерительному прибору 13.Устройство работает следующим образом.Перед измерением производится регулирование чувствительности инерционного элемента путем установки колец 7 и спиц 4 в количестве, определяемом из условия равенства угловых деформаций торсионного нала 1 под действием момента от сил инерции вращающихся масс двигателя и упругих спиц 4 под действием момента от сил инерции, масс растрового диска 5 и колец 7 по формуле:- число колец 7;ь - число спиц 4;3 - момент инерции вращающихся. ьмасс двигателя, кг,м;- момент инерции растровогоРдиска 5, кг.м 23- момент инерции кольца 7,кг.мС - податливость торсионноговала 1, рад/Н.м 15 податливость спицы 4,рад/Н. м.При работе двигателя на переходномрежиме на выходном конце коленчатоговала действует крутящий момент:10 где М - действующий крутящий момент,Н.м;М. - момент от газовых сил в цилиндрах двигателя, Н.м;М - момент механических потерьМе 1двигателя, Н.м;М - момент от сил инерции враГ20 щающихся масс двигателя,Н.м.Действующий крутящий момент, передаваемый через торсионный вал,скручивает его, что приводит к сме щению закрепленных на нем растрового диска 2 и втулки 3 друг относительно друга на угол: у=М С=(М. - М - М) С КР иь где 1- угол смещения растровогодиска 2 и втулки 3 друг относительно друга, рад.35 При этом момент от сил инерциивращающихся масс двигателя в зависимости от знака угпового ускоренияуменьшает или увеличивает угол смещения растрового диска 2 и втулки 40 3 друг относительно друга на угол; где аУ - угол смещения растрового 45 диска 2 и втулки 3 друготносительно друга под действием момента от сил инерции вращающихся масс;- угловое ускорение коленчатого и торсионного валов.Одновременно с этим под действием момента от сил инерции масс растрового диска 5 и колец 7 происходитизгиб спиц 4 и угловое смещение раст 5 рового диска 5 относительно втулки3 на угол:а =(3 +3 г) е к (5)Редактор Р. Циц Обруч аказ 4225/4 Тираж 778НИИПИ Государственного кпо делам изобретений и13035, Москва, Ж, Рауш Подписи митета СССР крытий кая наб., д. 4/ фическое предприя л. Проектная, 4 роиэводственно-пол жго где о - угловое смещение растровогодиска относительно втулки 3.Из условия (1) следует, что о ==АР,Угол смещения растрового диска 5относительно диска 2 будет: у - . р к = у ф ь Р .гПосле подстановки выражений (3) и (4) получим: Таким образом, угол смещения растрового диска 5 относительно растрового диска 2 пропорционален разности моментов от газовых сил и механичес 49355 4Угловое смещение растровых дисков2 и 5 друг относительно друга приведет к пропорциональному изменениюсветового потока от источника 10 све 5 та, проникающего через щели растровых дисков и попадающего на фотоприемники 12.Для измерения действующего крутящего момента в целом втулку 8 вводятв зацепление наружными шлицами сошлицами растрового диска 5 и закрепляют болтом 9.Введение в устройство упругогосоединения растрового диска с торсионом вала позволит измерить крутящиймомент двигателя на переходном режиме работы.