Автоматический стенд

(9) 2 В 79/00 5 6 01 М 15/О ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР гтг., ф. з 1,; м;. Ф 1ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ РСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(56) Авторское свидетельство СССРМ 1247715, кл. 0 01 М 15/00, 1986.(57) Изобретение относится к двигателестроению, Целью изобретения является снижение расхода топлива и времениприработки двигателя, Оптимизация процесса приработки и его контроля достигается путем возбуждения резонансныхавтоколебаний индивидуально для каждогодвигателя. Автоматический стенд бестормозных испытаний и приработки двигателя Изобретение относится к двигателестроению, в частности к устройствам для приработки двигателей внутреннего сгорания, и может быть использовано в качестве нагруэочного устройства при бестормозных испытаниях двигателей.Целью изобретения является снижение расхода топлива и времени приработки двигателя.На фиг,1 представлена схема стенда; на фиг.2 - графики изменения частоты вращения (в) и момента на валу двигателя (М) в процессе испытаний по времени.Стенд для бестормозных испытаний и приработки двигателя 1. обладающего приведенным моментом инерции ) подвижных частей. содержит пусковую электрическую внутреннего сгорания содержит станину с датчиком частоты воащения и нагрузочным устройством двигателя в виде маховика, закрепленного на валу пусковой электромашины и кинематически связанного с механизмом управления органом подачи топлива, выполненным в виде винтовой передачи, соединенной с регистрирующим устройством и концевым выключателем блокировки топливоподачи и электроснабжения стенда. Связь двигателя с нагрузочным маховиком выполнена через шестерни дифференциала,у которого коробка водила сателлитов соединена с торцом неподвижной спиральной пружины, образующей с моментами инерции двигателя и маховика колебательную систему, а с профилированным роликом вала механизма управления - винтовую передачу положительной обратной связи с органом подачи топлива. 2 ил. машину 2, на валу ротора которой закреплен маховик с суммарным моментом инерции 2, Двигатель 1 снабжен датчиком частоты вращения коленчатого вала и соединен с стендовым механизмом 3 регулирования подачи топлива в двигатель, Вал двигателя 1 кинематически связан с маховиком на валу машины 2 через шестерни дифференциала 4, у которого короб 5 водила сателлитов механически соединен с торцом спиральной цилиндрической пружины 6, закрепленной противоположным торцом в корпусе дифференциала 4, С одним из витков пружины 6 контактирует профилированный ролик 7, установленный с возможностью поворота на валу 8 управления и образующий с пружиной винтовуюпередачу, Вал 8 установлен в корпусе дифференциала 4 с возможностью осевого перемещения, Вал 8 связан с механизмом 3 регулирования топливоподачи, например набюратором, в направлении увеличения подг 1 и топлива при увеличении угла О поворота водила сателлитов и закрутки пружины б, определяемого разностью углов поворота вала двигателя гР 1 и вала электромэшины 02, и соединен с блоком 9 регистрации, снабженным концевым выключателем блокировки топливоподачи и электроснабжения стенда.Автоматический стенд работает следующим образом,Уравнение вращения вала двигателя с нагрузочным маховиком и пружиной записывается в видеК11 Т 1 4 602 - Р 1)6 - Мп,1 г 4 гггг ггг=о, ( (г)Кгде Мь и Мт - соответственно вращающий и тормозной моменты, приложенные к деигател ю.Общее решение уравнения является суммой общего решения однородного уравнен 4 я и частного решения неоднородного уравнения.Из общего оешения однородного уравнения получим частотное уравнение1 2 Р- - (11+12) Р 2=0, (2)4 КсткндзР, = 1 гтгг=ггпу(3)4 11121Р 2=0,а само решение получается в следующемвиде.р, = А 1 "оз (Р 11 +а) +с +ол;р 2=кА 1 соз( Р 1 т + а )+с + о) т, (4)Ьгде к = --- отношение амплитуд колебаний2двигателя и маховика;а,м,с - соответственно амплитуда,фаза, циклическая частота вращения и постоянная интегрирования, определяемыеконкретньми начальными условиями.Поскольку блоком 9 регистрации отсчигывается уг,эл р, пропорциональный пово 1 эогу торца пружины б, то, вычитая первоеуравнение из второго, получим вместо выражения (1) одно диффер нциальное уравнение дпяр Иэ этих уравнений видно, что рассматриваемая система имеет только одну коле бательную степень свободы относительнокоординаты р, тогда как второй степенисвободы соответствует лишь циклическоевращение полуосей двигателя и маховика с5 постоянной скоростью,Амплитуда А колебаний координатыр представляет гармоническую функциюр=АСОЗ( Р 11+ а),(б)10где А= - А 1( - + 1) определяется со.г 2отношением вращающего и тормозящегомоментов,Тормозной ломент является нелинейной функцией скорости гп, обусловленнойналичием воздушного, вязкого и пограничного тренияГПМт= В;," р, (7)п=1Вращающий момент, создаваемый обратной связью Я, пропорционален упругойсиле пружины б, действующей с некоторымэапазрыванием во времени т, обусловлен 25 ной инерционностью органа топливоподачии термодинамических процессов е самомдвигатЕлЕ 1М, =- Я р(1 - г). (8)Разлагая координату р( - т) в степен 30 ной ряд Тейлора 20 Я т-Р 1 Вг, ЙЗГ 1= - ; Г 2= -- ; ГЭ -11Б Бопред.ляется выражениемТаким образом, непосредственно послеПУСКг ДВИГатЕЛЬ 1 НЕКОТОРОЕ ВРЕМЯ тгг РабО(13) Р(-)=Ю(-,ачя) - , - )еи считая т малой величиной, ограничимся двумя первыми членами разложения, 1 огда после подстановки выражений (7), (8) и (9) в уравнение (5) получим новое дифференциальное уравнение колебаний системы, и - 1Р+(Р 1+ И(10)у которого собственная частота Р крутильных колебаний будет несколько отличаться от исходной на величину 45 относительной обратной связи Яl1,Амплитуда установившихся колебанийр = Аоо соз Р т, (11соответствующих уоавнгчию (10) по методу энергетического баланса, при правой части 50 уравнения (10), равнойб/Э=-Гуг +Г 2 уг + ГЗ уг (12)где(14) тает в режиме холостого ходэ, так как коэффициент Р 1 силы трения, пропорциональной перварл степени скооости, превьш ает глубину обратной связи 5 т. Гоэтпму корень вы ражения (13) получается мнимый и автаколебания в системе отсутствуют. Па лере приработки частей двигателя 1 коэффициенты 81 и Вз сил трен;1 я уменьшаются и в системе возникают автокалебания с нарастающей амплитудой и частотой, практически равной резонансной частоте системь Р,В результате са с"араны маи;1 ы 2 двигателю 1 прикладывается нагрузачный момент М,к,тарый часть псрирла тормоз т вращение двигателяа часть перада ускоряет его тем самым имитируя работу двигателя ва время движения автомобиля на .атом, Пропорциональна этому лз.л-.нту происходят крутильные автоколебан, я коробки Ь с;тел - литов, закручиваощие и пруж 111 у б которая за счет повара а одного из своих г 1 лткав, контактируюфних с роликам 7, перт мсщает ега вместе с валом Л управления синхронно с крутильнь 1 фли колебаниями пружины 6. Причем, чем ближе расг влажен обкатываемый роликом 7 виток пружинь б к ее кацу, закрсплен ному в кор. усе дилфе эе 1.,лала 4, тем меньше всли 1 ин обратной связи Я и масштаб регистрэттии момента Ы Таким образом, в процес сабкаткидвигэтель 1 чагружаетсг, переленчы;л моментом нагрузки, амплитуда котооога увелич лвается по м".ре приработки деталей двигателя фиг.2).Как олько амплитуда перемещений вала 8 управления достигнет величины, соответствующей максимальному моменту смак полностью обкатанного двигателя 1, сработает концевой выкл очатель блока 9, который автоматически отключит тапливоподачу и злектрсснэбжение стенда, т.е.,5 10 15 20 25 30 35 40 45 процесс обкатки па истечении лремечи 1 прекратится,Полученные гргф 11 ки;астаты вра дания и и нд;рузачнага мамана ь 1 ч могут быть использованы для аперэтив 1 эд,астики и оценки качества сбор дв;лга-еэлтак как время холостого хада двигатс, я 1, и оптимальной приработки тк инд 1 видуальны для каждого двигател" и апреле лются изменениями момЕнтов с,1 л трения в процессе горячей приработки лвигателяЪог му;а и:обрат;чия "втаматт 1 а"к 1 й с,енд для бет.торт сз ых ИСпытаний и прирабатки двигатвлвй внуэ реннега сгаранич, содержащий станину, устачасленный 1 э ней испытуемый двигатель, снабженей да 1 чик.м ч:сто-ь вращения, блок реги:тгац:., ; .ацелым ВЫКЛЮЧатЕЛОМ тОГЛИВаПО",ЧИ, 1 Г 11 кэСНабжЕНИЯ СтЕНДа, ЧаГРУЗСЧНС УСтра 1," Г ВИДЕ Макааика, УСтаНОВ .:1 НОГО ЧЛ В ч 1тг Кавай ЭЛЕКтРОМаШИНЫ. МОХани л 1 РЕГУЛИ ЗВаНИЯ подачи топливг в двт 1 гатель, к 1 а лл 1 ически соединен 1 й ". валам управл" ия.; ротивоположнь;й конец катар эга связз 1 с кс 1 щевым выключателем, а т л 1 л ч а о щ и и с я 1 ел, что, с целью снижения расхода топлива и времени приоабатки, стад дапалчителы 1 а содержит дифференциал, выполненный в виде ведущей и веда 1 лай шестааен, сателлитных зубчатых колес, размегценчых в коробе, жест а связачнам с еадилс;" алтая"11, " 3,Г 1 ктык колес, и пружин, раз сщс 1 ы ": арпусе, на валу управления устанап с 1;зтла костью поворота 1 рафилирава ьпалик, взаимодействующий с одним; .: витков пружи 1" ы, Одич конец которой за) р план Р кОрпусе,а другой тлаханически соединен с карабт 1 м, вал управления у.т;н-т;"ч в корпусе с возможностью асевага пэремещения, причем вал веду 1 цей шестерни длфференциала соединен с валам двигателя, а вал ведомой шестерни связан с валом электромашины и маховика,1622790 ставитель М.Гороховред М.Моргентал КоРРектоР М. Самборск Редэкто атилл Заказ 107 Тираж ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета пс изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5 ина, 101 Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул