Способ определения мощности дизельного двигателя

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик р 11987442(31) М. Ка.з се 01 М 15/00 Государственный комитет СССР но делам изобретений н открытий. .-,фЛенинградский ордена Трудового КраснЪге 3 нййенй,;сельскохозяйственный ииститут(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МОЩНОСТИ ДИЗЕЛЬНОГО ДВИГАТЕЛЯ Изобретение относится к машиностроению, а точнее к технике для испытания двигателя внутреннего сгорания как при стендовых испытаниях, так и в ус 5 лов иях эксплуатации.Известен способ определения мощности дизельного двигателя путем перемножения значений углового ускорения, частоты вращения и момента 10 инерции, приведенного к коленчатому валу двигателя, причем измерение углового ускорения производят при новенальной частоте .вращения и свободном разгоне двигателя с частью отключенных цилиндров при мгновенном увеличении подачи топлива 13.Недостатком способа является низкая достоверность, так как способ не отражает нормативных условий эксплуатации.Целью изобретения является повышение достоверности определения мощностиПоставленная цель достигаетая тем, что подачу топлива осуществляют импульсами с постоянной длительностью и периодом следования, имекхяими два значения амплитуды, чередующихся через каждый импульс, причем угловое ускорение измеряют на последнем им- ЗО пульсе при нагрузке со средним значением коэффициента вариации.На фиг.1 приведена блок-схема устройства для реализации способа на фиг.2 показаны импульсы подачи топлива, где под амплитудой подразу мевается перемещение рычага топливо- подачи или величина расхода топлива. Блок-схема включает общий пульт 1 управления, выходы которого связаны с блоком 2 измерения и индикации углового ускорения вала двигателя и блоком 3 настройки и автоматичес" кого управления режимом работы исполнительного механизма, выводы которого в свою очередь связаны с исполнительным механизмом 4 и блоком 2 измерения и индикации углового ускорения. Исполнительный механизм 4 связан с двигателем 5 через топливный насос 6 с регулятором, а выход с регулятора 7 связан с блокем 3. Двигатель 5 связан с датчиком 8 частоты вращения вала .двигателя, выход которого связан с блоком 2 измерения и индикации углового ускорения вала двигателя и блоком 3 настройки и автоматического управления исполнительным механизмом.Способ реализуется следующим образом,Дви га тель подгота вли вае тся дляработы на требуемом режиме (отключается часть цилиндров ), прогревается, а затем оператор подготавливаетблоки 2 и 3 к работе . По индикаторуамплитуды частоты вращения блока 3и по сигналу с регулятора 7 определяется и устанавливается режим. номинальной частоты, а затем и тре-буемая амплитуда колебаний частотывращения вала двигателя. После этого блок 3 переключают в режим автоматического управления и он управляет исполнительным механизмом позаданному закону, После перемещения 15рычага топливоподачи исполнительныммеханизмом до максимального значенияон остается в этом положении до техпор, пока сигнал с датчика 8 частотыне достигнет верхнего амплитудного 20значения, после этого исполнительныймеханизм перемещает рычаг в сторонууменьшения до установленного уровняи остается в этом положении до техпор, пока сигнал с датчика 8 частоты,2не достигнет нижнего амплитудногозначения. В таком режиме исполнительный механизм работает 10-15 с, послеэтого при движении в сторону увеличения рычага топливоподачи включается 30блок измерения и индикации угловогоускорения вала двигателя, В это времяработа двигателя происходит на неустановившемся режиме с заданнойамплитудой и периодом колебаний час- З 5тоты вращения вала двигателя. Индика"торные показатели работы двигателястабилизируются. Они уменьшаются засчет уменьшения массового расходатоплива при колебаниях рейки топливного насоса с нелинейной характеристикой и за счет деформации рабочего процесса при вращении вала двигателя с ускорением. Полные внутренние потери двигателя, как правило,возрастают оа счет увеличения потерь 45на насосные ходы и на трение.Поскольку для динамического режима нагружения был принят норматив"ный коэффициент вариации моментасопротивления, значение замеренноймощности будет отражать воэможностидвигателя при работе его с неустановившейся нормативной нагрузкой.Обычно на установившемся режименагрузки между параметрами, характериэунидими работу двигателя и нагрузкой, имеются определенные Функциональные зависимости. Для бестормозного динамического метода с частьюотключенных цилиндров эти зависимости практически сохраняются и тогдабудет справедливо выражение где 3 - приведенный мОмент инерциидвигателя;- угловое ускорение коленчато 4 ЯШ41го ала;2 - число цилиндров двигателя;2 и 2 з - число работающих и выключенных цилиндров двигателя,М;- индикаторный момент одногоцилиндра;М - момент внутренних потерь,Одйако в эксплуатационных условияхиндикаторная, а следовательно, и эффективная мощность снижаются и в первую очередь по причине уменьшениямассового расхода топлива вследствиенелинейности регуляторной характеристики, дефОрмации рабочего процесса изза вращения вала двигателя с ускорением. При изменении технического состояния двигателя появляется дополнительное изменение реализуемой эффективноймощности от эффекта взаимодействиятехнического состояния и вероятностного характера нагрузки, которая является функцией времени ( наработки).Практически его трудно учесть поправочными коэффициентами. Кроме того,изменяются и внутренние потери двигателя вследствие нарушения тепловогорежима, изменения сопротивления насосных ходов и другие.Для фиксированной наработки (технического состояния ) наибольшее влияниенеустановившейся нагрузки проявляетсяна режиме номинальной нагрузки и будет зависеть в основном от коэффициента вариации момента сопротивления.Следует заключить, что определениеэффективной мощности возможной к реализации в эксплуатационных условиях,а следовательно, и оценки эффективности использования двигателя должнопроизводиться на режиме двигателяидентичном эксплуатационному. Поскольку в эксплуатационных условияхкоэффициент вариации момента сопротивления изменяется.в широких пределах (0-33), то при имитации неустановившегося режима загрузки целесообразно воспользоваться нормативнымкоэффициентом вариации момента сопротивления(Ч =0,.167). Коэффициентсвариации момента сопротивления приимитации неустановившейся нагрузкиопределяется по выражению м,Ур = 1 (2 )сгде 4 м - среднее квадратичное отклоснение момента сопротивления при нагруженииМс - среднее за опыт значениемомента сопротивления.Момент сопротивления и его среднее квадратичное отклонение создаются моментом внутренних потерь двигателя и моментом инерционных сил.Момент внутренних потерь двигателя определяется по выражениямс=ЪЬ,2 Чф 2 гус, (4)где а, Ь - постоянные коэффициентыдля данной марки двигателя; 10и - частота вращения коленчатого вала двигателя;п - рабочий Объем цилиндра,коэффиццент тактности.Момент инерционных сил определяется по выражению15М =ЗИГ (Ц/сИ, (.5)где Х И)=Яэнта - функция изменениячастоты вращениявала двигателя;Ап - амплитуда измене"ния частоты вращения вала двигателя;щ= 2 У/Т - частота периодического процесса; 25Т - период процесса,С учетом выражений ),2) и 5) получено выражение для определения коэффициента вариации момента сопротивления при динамическом режиме нагру- ЗОжения,чм:дз(кзйьо+сь)71 м, (ь)где К - коэффициент, определяемыйамплитудой и частотой изменения частоты вращения валадвигателя,Мй- номинальное значение моментаодного цилиндра.Приравняв ЧМ нормативномуИм =0,167)4 Опо выражению б) можно определитьмсрежим нагружения при диагностировании двигателя (амплитуда и периодизменения частоты вращения вала дви-гателя ). Число повторностей воздействий определяется из условий, что втаком режиме двигатель до начала измерения должен работать не менее10-15 с.Параметры импульсов, а также ихколичество наперед заданы и постоянны для данного типа дизеля, т.е. являются нормированными. Так, для двигателя Дбыли определены следующие параметры импульсов: амплитуда от 0,7 до 1,15 от номинального значения, длительность и период следования 0,2 с,число импульсов 30.Технико-экономический эффект способа заключается в следующем: появляется воэможность приблизить режим работы двигателя к эксплуатационному и за счет этого повысить достоверность информации о состоянии двигателя. Решение о дальнейшем функционировании двигателя принимается по допускам ца эффективную мощность в условиях неустановившихся нагрузок, повыаается средняя за период эксплуатации фактическая мощность двигателя и, следовательно, производительность машинно-тракторного агрегата, работающего с этим двигателем.формула изобретенияСпособ определения мощности дизельного двигателя путем перемножения значений углового ускорения, частоты вращения и момента инерции, приведенного к коленчатому валу двигателя, причем измерение углового ускорения производят при номинальной частоте вращения и свободном разгоне двигателя с частью отключенных цилиндров при мгновенном увеличении подачи топлива, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения достоверности способа подачу топлива осуществляют импульсами с постоянной длительностью и периодом следования, имеющими два значения амплитуды, чередующихся через каждый импульс, причем угловое ускорение измеряют на последнем импульсе при нагрузке со средним значением коэффициента вариации.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРВ 243999, кл. Р 02 В 3/00, 1968ю ставител хред О.Н це Юрковецкая Те 8 , ти Государственн елам изобрете Москва, Ж4/5 иал ППП Патент , г. Ужгород, ул. Проектная,Редактор О, ФшвЮВМ ш Заказ 10282/ ВНИИПИ по 113035раж 871ого коьщтетаний и открытиРаушакая наб клинКорректор С. ШПодписноеССР