Способ испытаний двигателя внутреннего сгорания

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛ ИСТИЧЕСНРЕСПУбЛИК 4 С 01 М 15/00 РЕТ ЙОАНИ К АВГОРО(71) Ленинградское высшее инженерноеморское училыце им. адм. С;О.Иакароывным мар ения от м роцессом, и ских ожнда налов, свя- корреляцион ов ским матич ткло виде случ по автонкциям с ных в ан ныхм ф и взанм е араме тр эксплуа ными в слов и ии дв Л.Шегалов 088.8) тельство СССР М 15/00, 1985(54) СПОСОБ ИСПЫТАНИЯ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ(57) Изобретение позволяет пточность испытаний. Для этогнительно задают математическдания показателей эффективноционирования систем автоматиуправления и регулирования (двигателя в виде случайных ссвязанных по математическойописываемой многомерным диск 1Изобретение относится к испытаниям двигателей внутреннего сгорания, в частности к способам задания режимов работы двигателей на испытательном стенде, и является усовершенствованием способа по авт.св. Р 1147945.Целью изобретения является повышение точности испытаний.На чертеже представлена функциональная схема устройства, реализую" . щая предлагаемый способ.Устройство содержит испытательный стенд 1, состоящий из двигателя и элемента нагрузки, блок 2 управ 1 нп ере всо по атора 4 ельного а б слу имов эксплу сгора записьГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТПРИ ГКНТ СССР(56) Авторское свндР 114945, кл. 6 0 овыситьо дополие ожисти функческогоСАУР)игналов,модели,ретноО 1467424 теля. Измеряют показатели эффективности САУР испытываемого двигателя н по заданным сигналам н измеренным показателям эффективности осуществляют коррекцию положения настроечных органов САУР. В качестве показателей эффективности функционирования САУР используют параметры точности поддер" жания заданного значения частоты вращения коленчатого вала двигателя и точности поддержания т-ры охлаждающей жидкости. Точность испытаний повышается за счет приближения совокупности всех режимов работы двигателя при испытаниях к реальным эксплуатационным режимам, 1 з.п. ф"лы, 1 ил. ления, связанный со стендом вым генератором 3 сигналов ного дискретно-непрерывного кого процесса, выход которо ключен к входу второго гене случайных сигналов, вычисли блока 5 и третьего генерато чайных интервалов времени р работы двигателя 6.Устройство работает след разом.Предварительно в условия атации двигателей внутренне ния производят одновременну1Що 6;Т; 1 птК,("),(И)(С) - щ)(И,(С") - ,)(1 Су /) Т 1 (и;(С) щ) )(п 1(С+) - шОС )1 О1 (К.( ), 3 (;(С).щ.)(;(С) - ,ИС;1т;- (К . (" ) =( С , ( С) - щ , ) ( С , ( С+ ) - щ ) йСлт 1К,О ) Т1 (С(С) - ш, )(;(С+ ) - щ,)йСчф 1т-Гк . ( ) = ) Уп И) " и ) (гп 1(п+1) - пайп" Т 1-в 1 ЮЦ 1т-ьК).,(") =,(8 п,(С) - ш )(п,(С+) - п, )(1 С ,(2) параметров нагрузочного режима и режимов систем автоматического управления и регулирования (например, система автоматического управления и регулирования частотой вращения дви 5 гателя, система автоматического управления и регулирования температурой охлаждающей воды): момента сопротивления на валу двигателя (М), заданного значения частоты вращения двигателя (и), заданного значения температуры охлаждающей воды (С ). Также одновременно производят запись процессов изменения. показателей15 эффективности работы систем автоматического управления и регулирования, например, точность поддержания (отклонение от) заданного значения частоты вращения (Р), точность поддержания температуры охлаждающей воды (4 С ) . Прн этом параметры снимаются в виде сигналов в соответствующих датчиков: датчика момента сопротив-. ления, задатчика частоты вращения, эадатчика температуры, датчиков показателей эффективности. Так, в качестве датчиков точности используют устройство, состоящее из элемента сравнения, к входам которого подключены выходы эадатчика и датчика соответствующего параметра.Запись параметров производится в течение промежутка времени, достаточного для получения статистически представительных реализаций случай 35 ного процесса этих параметров в условиях эксплуатации. В полученных реализациях выделяют временные участки работы двигателя на приблизительно установившихся режимах работы (так называемые квазистационарные участки). Для каждого из этих участковопределяют математические ожиданияпараметров ГДЕ Щ., Щ 11;ф. ДМЩу Щ Д 1 .- математические1ожидания параметров И, п,ди, С, дС соответственноТ - продолжительность всего процесса;Т; - продолжительность анализируемого квазистационарногоучастка;С - текущее значениевремени.Длительность Т; каждого квазиста,ционарного участка является случайной величиной. Ее распределение подчиняется экспоненциальному или нормальному закону. Определяют авто- и взаимокорреляционные функции параметров на квазистационарных режимах:(3) Р к фРкк- вэаимокорреляционные фунции; п и М, 1 и М,1Кп и п, Кси с соответственно,Вычисляют матрицы переходных ве роятностей для математических ожиданий параметров М, п, гф, ди, ьс где Р - вероятность события, со 1стоящего в том, что параметр, имеющий значение в,на д-ом кваэистационарномучастке, примет значениев на -ом участке.С помощью вычисленных статисти ческих показателей случайное изменение параметров нагрузочного режима и 3настроечных режимов систем автоматического управления и регулирования двигателя в условиях эксплуатации, например таких, как момента сопротивлений, заданной частоты вращения, заданной температуры охлаждающей воды, точности поддержания частоты вращения и точности поддержания температуры охлаждающей воды, представляют в виде суммы двух случайных процессов, характеризующихся следующими математическими моделями:, векторный дискретно-непрерывный марковский процесс (однородная марковская цепь событий с дискретными состояниями и непрерывным временем)лс параметрами и, вв ;, во1вамфЮьф;55векторный непрерывный случайный процесс изменения параметров режима около их математических ожиданий т,ь ) (д (с+ ) - и , ) йс;вд 10) ((+ ) в ) 1 К,иу(.)э К,е В,м,(",) в К,. (;) э ь; ;.Перед началом испытаний в генератор 3 вводятся характеристики дискретно-непрерывного марковского пролцесса и; в,.; вв,ф т,; тгфф,) 1 полученные на основе эксплуатационных данных, аналогично в генератор 4. вводятся характеристики К;(.); К,(",); К;,(".); К,о, (С), К, ,(".); К, ,("); ; К". (".); В р(") .В генератор 6 случайных временных интервалов вводятся параметры закона распределения времени работы двигателя при различных режимах. В вычислительный блок 5, представляющий серийно выпускаемую ЭВМ, вводят стандартные программы по статистическому анализу, по обработке и планированию активного эксперимента.При включении в работу блок 2 управления выдает команду "И" на пуск двигателя и в генератор 3, который выдает сигнал "Б" для управления элементом. нагрузки и управляющие сигналы Ъ", "а" системы автоматического управления и регулирования частотой вращения двигателя и температурой охлаждакщей воды соответственно. Генератор 3 выдает сигналы "Ь" и "с", поступающие в вычисля- тельный блок 5 и эаданзцие настроечный режим работы систем автоматического управления и регулирования частотой вращения двигателя и температурой охлаждающей воды, Генератор 3 также выдает сигнал "д" на управление генератором 4, По команде "д" генератор 4 формирует сигнал "р" для управления элементом нагрузки и управляющие сигналы "1", "д" систем,автоматического управления и регу" лирования частоты вращения двигателя и температуры охлаждающей воды.Сигналы "э й "ралгебраически складываются и поступают на ислолнительное устройство, управляющее величиной момента сопротивления, сигналы"Ь" и "1", "а" и "Й" алгебраячески складываются и поступают на исполнительные устройства эадатчиков часто 146 424ты вращения и температуры систем автоматического управления и регулирования частотой вращения двигателя и температурой охлаждающей воды соответственно.Генератор 4 формирует также сигналы "1", "Е", поступающие в вычисли" тельный блок 5, Сигналы "Ь" и "1",нс" и "Г на входе вычислительного блока 5 алгебраически складываются и представляют собой случайные процессы, статистические характеристики которых аналогичны статистическим характеристикам процессов изменения показателей эффективности работы15 (например, точности поддержания заданного значения) систем автоматического управления и регулирования соответственно частоты вращения и температуры охлаждающей воды в условиях эксплуатации. Во время испыта:ния двигателя с датчиков показателей эффективности работы снимаются сигналы "г" и "1", которые подают в вы 25 числительный блок 5 где сравнивают с сигналами "Ь" + "1" и "с" + "1". Бычислительный блок 5 определяет статические характеристики разностных сигналов, производит опыты по планированию активного эксперимента, производит проверку воспроизводимости опытов, проводит регрессионный анализ и определяет уравнение регрессии, производит проверку значимости коэфФициентов уравнения регрессии, про верку адекватности уравнения регрессии, оптимизацию и определяет значения регулировочных параметров систем автомагического управления и регулирования, С помощью выходных сиг- ф налов "и" и "К" блока 5 через исполнительные устройства задают положение настроечных органов систем ато матического управления и регулирования частоты вращения и температуры 45 охлаждающей воды в соответствии с каждым опытом планирования эксперимента. Блок 5 задает с помощью выходных сигналов положение настроечных органов таким, что качество работы 5 р ;систем автоматического управления и. регулирования двигателя на стенде максимально точно соответствует условиям эксплуатации. Через случайные промежутки времени Т генератор 6 55 выдает команды на гейератор З,.по которым он формирует новые значения управляющих воздействий "в, Ъ, 11 И 11 11 11 11а , Ь , с в соответствии с матрицей переходных вероятностей Г . При этом изменяется сигнал "д " , укравл яющий генератором 4 . Ге нер аторами 3 , 4 и 6 п роиз в одится ав тома тическая подстройка в случае отклонения статистических хар актери стик выход ных сигналов о т заданных э нач е ний .Таким образом , предла г аемый способ испытаний позволяет приблизить сов скуп нос ть всех р ежимов работы двигателя ( на гр уз оч ных систем автомат ич еского управления и р ег ули рс вания ) при испытаниях н а стенде к р еал ьным э к сплуа тацно н ным режимам . Тем самым обеспечивается в озможно с ть сокращения сроков создания новых и и оде р низирс ва нных двигателей .Формула изобретения1. Способ испытания двигателя внутреннего сгорания по авт,св.Р 114945, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности испытаний, дополнительно задают математические ожидания показателей эфФективности функционирования систем автоматического управления и регулирования двигателя в виде случайных сигналов, связанных пс математической модели, описываемой многомерным дискретно-непрерывным марковским процессом, и отклонения от математических ожиданий в виде случайных сигналов, связанных по авто- и взаимо- корреляционным функциям с параметрами, полученными в условиях эксплуатации двигателя, измеряют показатели эффективности систем автоматического управления и регулирования испытываемого двигателя и по заданным сигналам и измеренным показателям эффективности осуществляют коррекцию положения настроечных органов систем автоматического управления и регулирования.2, Способ о п,1, о т л и ч а ю" щ и й с я тем, что в качестве показателей эффективности функционирования систем автоматического управления и регулирования используют параметры точности поддержания заданного значения частоты вращения коленчатого вала двигателя и точности поддержания температуры охлаждающей жидкости.1467424Составитель А.Золотов Редактор Л.Гратилло Техред А.Кравчук Корректор А.Обруча э 1186/38 Тираж 788 Подписное ЯИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГК Т СН С 113035, Москва, Ж, Рауаская наб., д. 4/5инат "Патент", г, Ужгород, ул. Гагарина, 101 роизводственно-издательский