Стенд для обкатки и испытания двигателя внутреннего сгорания

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИ УБЛИК 01 М 15 0 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН Сб. И ИСПЫТАСГОРАНИЯойство,есной нас тока,ния чася., выполты вращестоты ианных поия и рееля, выполта двигаомента и АРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРЛАЫ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ СКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(56) 1, Погорелый И.П. Обкаткаи испытания тракторных и автомобильиых двигателей. М., "Колос", 1973,с. 150-160.2 Стенды для испытания дизелей.ДВС НИИИНФОРМТЯЖМАШ, М., 1974,В 4-74-4, с. 31-35.(54)(57) СТЕНД ДЛЯ ОБКАТКИ НИЯ,ДВИГАТЕГЯ. ВНУТРЕННЕГО содержащий нагрузочное устр выполненное в.виде электрич грузочной машины перемеиног цепь измерения и регулирова тоти вращения вала двигател неиную в виде датчика часто ноя, блока регулирования ча Формирователя частоты, связ следовательно, цепь измерен гулирования момента двигат ненную в виде датчика момен тели, блока регулирования м формирователя момента, связанных последовательно, переключатель и исполнительный механизм нагрузки, причем электрическая нагрузочная машина ме-ханически связана с валом испытуемого двигателя и электрически - с электрической сетью, а исполнительный ме ханизм нагрузки связан с цепями измерения и регулирования частоты и момента, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения эффективности путем расширения функциональных возможностей и области применения, исполнительный механизм нагрузки выполнен в виде статического преобразователя частоты со звеном постоянного тока, содержащего первый и второй Е тиристорные преобразователи, включенные последовательно в цепь связи электрической нагрузочной машины с электрической сетью, а связи испол С нительного механизма нагрузки с це пями измерения и регулирования частоты и момента выполнены в виде со" единения формирователя частоты через первые контакты переключения с первым и вторым тнристорными преобразователями и соединения формирователя момента через вторые контакты переключателя с первым и вторым тиристорными преобразователями.Изобретение относится к машиностроению, в частности к средствамобкатки и испытания двигателей внутреннего сгорания.Известны стенды для обкатки и испытания двигателя внутреннего сгорания, содержащие нагрузочное устройство, выполненное в виде электрической машины, механически связаннойс валом испытуемого двигателя, аэлектрически - с электрическойсетью11,Однако такие стенды не позволяют воспроизводить высокодинамические режимы нагружения, соответствующие эксплуатационным. Кроме того,утилизация энергии испытываемогодвигателя путем передачи ее в промышленную сеть возможна лишь в узком диапазоне скоростных режимов.Известны стенды для обкатки и испытания двигателя внутреннего сгорания, содержащие нагрузочное устройство, выполненное в виде электрической нагрузочной машины переменноготока, цепь измерения и регулирования частоты вращения вала двигателя, выполненную в виде датчика частоты вращения, блока регулированиячастоты и формирователя частоты,связанных последовательно, цепь измерения и регулирования момента двигателя, выполненную в виде датчикамомента двигателя, блока регулирования момента и Формирователя момента,. связанных последовательно, переключатель и исполнительный механизмнагрузки, причем электрическая нагрузочная машина механически связана с валом испытуемого двигателя,а электрически - с электрическойсетью, исполнительный механизм нагрузки связан с цепями регулированиячастоты и момента. Такие стенды позволяют воспроизводить динамическиережимы нагружения для испытуемыхдвитателей и обеспечивают передачуэнергии в электрическую сеть в широком диапазоне испытательных режимов -21,Однако в таких стендах регулирование момента нагрузки на валу испытуемого двигателя осуществляется посредством измерения и регулирования электрической мощности, передаваемой нагрузочным (синхронным) генератором переменного тока, что не обеспечивает высокой точности воспроизведения момента нагрузки Кроме тОго, стенды сложны, содержат вращающийся преобразователь электрической энергии, состоящий из двух машин постоянного и одной машины переменного тока. Наличие в стенде дополнительных передач существенно ограничивает воэможность использования стенда для обкатки и испыта 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 ний мощных двигателей внутреннегосгорания.Недостатком стенда является такженеобходимость осуществления достаточно сложнойоперации по синхронизации нагрузочного генератора сэлектрической сетью.Цель изобретения - повышение эффективности путем расширения функциональных возможностей и областиприменения, а также упрощение конструкции стенда.Поставленная цель достигаетсятем, что в стенде для обкатки и испытания двигателя внутреннего сгорания, содержащем нагрузочное устройство, выполненное в виде электрической нагрузочной машины переменноготока, цепь измерения и регулирования частоты вращения вала двигателя,выполненную в виде датчика частотывращения, блока регулирования частоты и формирователя частоты, связанных последовательно, цепь измеренияи регулирования момента двигателя,выполненную в виде датчика моментадвигателя, блока регулирования момента и формирователя момента, связанных последовательно, переключательи исполнительный механизм нагрузки,причем электрическая нагрузочнаямашина механически связана с валомиспытуемого двигателя и электрически - с электрической сетью, а исполнительный механизм связан с цепямиизмерения и регулирования частотыи момента, исполнительный механизмнагрузки выполнен в виде статического преобразователя частоты со звеном постоянного тока, содержащегопервый и второй тиристорные преобразователи, включенные последовательно в цепь связи электрической нагрузочной машины с электрической сетью,а связи исполнительного механизманагрузки с цепями измерения и регулирования частоты и момента выполнены в виде соединения Формирователячастоты через первые контакты переключателяс первым и вторым тиристорными преобразователями и соединения формирователя момента через вторые контакты переключателя с первыми вторым тиристорными преобразователями.На чертеже приведена принципиальная схема стенда,Вал испытуемого двигателя 1 внутреннего сгорания механически соединен с валом электрической нагрузочной машины 2 переменного тока.Статический преобразователь частоты со звеном постоянного тока содержит первый 3 и второй 4 тиристорные преобразователи. Обмотка статораэлектрической машины 2 подключенак первому силовому входу статического преобразователя 3. Второй силовой вход статического преобраэовате" ля - силовой вход переменного тока тиристорного преобразователя 4, присоединен к шинам электрической сети 5.Канал регулирования частоты вращения вала двигателя 1 внутреннего сгорания содержит датчик 6 частоты вращения например,(тахогенератор), блок 7 регулирования частоты вращения 7 (состоящий, например, из датчика частоты вращения и собственно регулятора), формирователь 8 частоты, выходы которого через переключатель 9 присоединены к управляющим входам первого 3 и второго 4 тиристорных преобразователей.Канал регулирования момента на валу испытуемого двигателя 1 внутреннего сгорания содержит датчик 10 момента, блок 11 регулирования момента (состоящий, например, из задатчика момента и собственно регулятора момента), формирователь 12, выходы которого через переключатель 9 присоединены к управляющим входам первого 3 и второго 4 тиристорных преобразователей.Устройство работает следующим образом.В режиме холодной обкатки двигателя 1 внутреннего сгорания переключатель 9 устанавливают в положение 1 и подключают канал регулирования частоты вращения к управляющим входам тиристорных преобразователей 3 и 4 При этом Формирователь 8 обеспечивает работу тиристорного преобразователя 3 в инверторном цикле и тиристорного преобразователя 4 в выпрями- тельном режиме Электрическая энергия из промышленной электрической сети 5 передается через преобразователи 4 и 3 к электрической машине 2 переменного тока, которая работает в двигательном режиме.Электромагнитный момент электрической машины приближенно определяется следующим выражением где Ф - магнитный поток синхронноймашины,Зю - фазовый ток в обмотке статора,Ъз 4 - коэффициент мощности, К - коэффициент.Управляя углами зажигания тиристоров. преобразователя 3, регулируют 5 величину соя(цир 1 " соя). Управляяуглами зажигания тиристоров преобразователя 4, регулируют величинуэлектромагнитного момента Мэ так,чтобы ИэмИс, где И- момент сопротивления вращения, создаваемыйдвигателем 1 внутреннего сгорания,осуществляют разгон двигателя внутреннего сгорания до заданной частоты вращения.15Для создания нагрузочного моментана валу работающего двигателя 1 внутреннего сгорания переключатель 9 переводят в положение 11, чем отключают Формирователь 8 и присоединяютк управляющим входам тиристсрных,преобразователей 3 и 4 канал регулирования момента нагрузки. При этомформирователь 12 обеспечивает работу тиристорного преобразователя 3в выпрямительном режиме, а тиристорного преобразователя 4 - в инверторном режиме, ЭЛектрическая энергиянагрузочной машины 2 переменноготока, работающей в режиме генератора, через тиристорные преобразователи 3 и 4 передается в промышленную электрическую сеть 5. Величинанагрузочного момента на валу двигателя 1 внутреннего сгорания, создаваемая электрической машиной, определяется выражением (1), но знаксовР в этом режиме противоположен, знаку режима обкатки. 40Регулируя электромагнитный моментэлектрической машины 2 путем управления углами зажигания тиристоровпреобразователей 3 и 4, изменяют соотношение между вращающим моментом, 45 развиваемым двигателем 1 внутреннегосгорания, и электромагнитным моментом электрической машиныо(2Зу =Мдвс-МэМ50где 2 - момент инерции вращающихсмасс стенда, связанных с валом испытуемого двигателя,и - частота вращения вала,время.1068757,Составитель Н. Пат Техред Л. Пилипенко Редактор О. Буг 827 Подписноеенного комитета СССРтений и открытий5, Раушская наб., д, 4/5 Заказ Филиал ППП фПатент", г. Ужгород, ул. тнаяеивае еавееапюю 51/36 Тира НИИПИ Государс по делам изоб 035, Москва, Ж лъцевКорректоР И. Эрдейи