Стенд для испытания двигателя внутреннего сгорания

(5)5 6 01 М 15/00 ИЕ ИЗОБРЕТЕс.г.А ТОРСКОМ ИДЕТЕЛ ЬСТВ онструк- тракторбеспечивает необх ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕВЕДОМСТВО СССР(56) Авторское свидетельство СССР Ь 1257431, МКИ 6 01 М 15/00, 1985.(54) СТЕНДДЛЯ ИСПЪТАНИЯДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ(57) Сущность изобретения; стенд состоит иэ нагрузочной электрической машины постоянного тока, соединенной с испытываемым двигателем. К якорным зажимам машины подключен измеритель ЭДС вращения, который состоит из делителя напряжения, на резисторах и нормирующего усилителя, Выход усилителя подключен к входу аналого-цифрового преобразователя,Изобретение относится к способам испытаний двигателей внутреннего сгорания (ДВС), преимущественно к автоматизированным системам для стендовых испыта. ний,. Цель изобретения - повышение эффективности испытаний ДВС эа счет повышения точности измерения крутящего момента и качества режимов нагружения.Выполнение стенда с отмеченными отличительными признаками позволяет учесть влияние изменения падения напряжения на обмотках нагрузочной электрической машины и падение напряжения на щеточных контактах, а также потери в стали и добавочные потери, что дает более достоверную исходную информацию о режиме нагружения. Обработка этой информации в,е .Б.Ы О О 1 8 1 4 043 А 1 выход которого соединен с входом вычислителя, состоящего из оперативного запоминающего устройства, логического переключающего устройства, постоянного запоминающего устройства, Датчик частоты вращения импульсного типа подключен к входу преобразователя частоты в код, выход которого. присоединен к одному из входов логического переключающего устройства. Измеритель тока якоря подключен к входу АЦП, выход последнего связан с вычислителем момента, соединенным с дисплеем, который состоит из клавиатуры и экрана. Выход вычислителя подключен к входу цифроаналогового преобразователя, а его выход связан с одним иэ входов устройства сравнения, к другому входу которого подключен измеритель тока возбуждения. Выход устройства сравнения присоединен к входу регулятора напряжения. 4 ил,цифровои форме о одимую точность,На фиг. 1 показана функциональная схема стенда для испытания двигателя внутреннего сгорания; на фиг. 2 - блок-схема программы расчета крутящего момента косвенным методом, микропроцессорным вычислительным устройством; на фиг, 3 - блок-схема программы расчета потерь; на фиг. 4 - расчетная схема для определения ЭДС вращения.Стенд состоит из нагрузочной электрической машины постоянного тока 1 (например, серии 4 П), соединенной с испытываемым двигателем 2, К якорным зажимам машины подключен измеритель 3 ЭДС вращения, который состоит из делителя напряжения на резисторах 4, 5 и нормирующего усилителя 6. Резисторы делителя имеют такой же температурный коэффициент сопротивления, что и обмотки электрической машины.В качестве нормирующего усилителя может быть применен нормирующий преобразователь У 846 НП/2, обеспечивающий преобразование напряжения и гальваническую развязку силовых и измерительных цепей, Выход нормирующего усилителя подключен к входу аналого-цифрового преобразователя (АЦП) 7 (например, типа К 752 ПВ 1), выход которого соединен с входов вычислителя 8, состоящего из оперативного запоминающего устройства 9 (например, КР 565 РУ 5), микропроцессора 10 (например, К 1810 ВМ 86), логического переключающего устройства 11 (например, КР 1810 В Г 88), постоянного запоминающего устройства 12 (например, К 57 ЗРФ 2), Датчик частоты вращения 13 импульсного типа (см. Чернышев В. А., Сафронов А. В, Датчики системы автоматики в электрическом транспорте. - М., 1989) подключен к входу преобразователя частоты в код 14, выход которого присоединен к одному из входов логического переключающего устройства 11. Измеритель тока якоря 15 (выполненный, например. с применением преобразователя Е 827 НП 12) подключен к входу АЦП 16, выход последнего связан с вычислителем момента 8, соединенным с дисплеем 17, который состоит из клавиатуры 18 и экрана 19. Выход вычислителя момента 8 подключен к входу цифроаналогового преобразователя 20 (например, ЦАП типа К 572 ПА), а его выход связан с одним из входов устройства 21 сравнения (например, типа КФУ; см. Комплектные тиристорные электроприводы: Справочник, - МЭнергоиздат, 1988), к другому входу которого подключен измеритель тока возбуждения 22, выполненный, например, на шунтах с нормирующим преобразователем типа Е 827 НП/2. Выход устройства сравнения присоединен к входу регулятора напряжения 23(например, тиристорному регулятору типа РВТ), выход по, следнего подключен к обмотке возбуждения электрической нагрузочной машины постоянного тока.Стенд работает следующим образом, Перед началом эксплуатации необходимо выявить следующие характеристики нагрузочной электрической машины в двигательном режиме известным способом см, Коварский Е. МЯнко Ю, И. Испытания электрических машин, - М,: Энергоатомиздат, 1988):- падение напряжения на щеточном контакте в функции тока нагрузки Ощ=ф);(6) 50- ЭДС вращения в функции частоты вращения и на холостом ходу при двух фиксированных значениях тока возбужденияЕ 1=Кп) Е 2=1(п);5 - ток холостого хода в функции частотывращения для двух значений тока возбуждения 11 о=1(п), 12 о = 1(п),Полученные характеристики затем вводят в постоянное запоминающее устройст 10 во 12 вычислителя, где вычисляетсякрутящий момент(в форме кода) по механической мощности Р на валу электрическоймашины и частоте вращения п;15 " и 7Р(1)Последовательность расчета Мк поясняет блок-схема программы, приведеннаяна фиг. 2.Механическая мощность в генератор 20 ном режиме электрической нагрузочной машины определяется как суммаэлектрической мощности Рз и мощности потерь ЛР:Р=Рэ+ Л Р. (2)При расчете пользуются электромагнитной мощностьюРэ=Е 1, (3)где Е - ЭДС вращения электрической машины;1 - ток нагрузки электрической машины.ЭДС вращения электрической машиныпостоянного тока определяется в соответствии с эквивалентной схемой (фиг. 4), гдеобозначено35 й 1, Я 2 - соответственно сопротивлениякомпенсационной обмотки добавочных полюсов;йе - сопротивление обмотки якоря.Для уравновешенного моста имеем:40 йе 1=К(йе+Я 1) (4)йе 2=КЯ 2 (5)(7)Потери в электрической машине можнопредставить в виде:Л Р= ЬРтр хх+ Ь Рге хх+ Л Рдоб. (8)где Ь Ртр хх - механические потери на трение при холостом ходе;ЬРге хх - потери в стали при холостомходе;сдоб. - добавочные потери.Добавочные потери не зависят от частоты вращения и рассчитываются по формуле+С ) ( Рэхх 1 - Рэхх 2 ) ГЕ 1 - Е 23 Г, где С 2, Сз - константы характеристик;Рэ хх 1=Е 1 10:Рэ хх 2=Е 2 20Последовательность расчета потерь вэлектрической машине Л Р приведена на фиг, 3, 40Как было отмечено выше, посла выявления исходных характеристик электричес:(ой нагрузочной машины они вводятся черездисплей 17 с помощью клавиатуры 18, Вводимая информация отображается на экране дисплея 19. Далее этой же клавиатурой задается режим испытаний двигателя 2. Ззданное значение тока возбуждения с выхода вычислителя 8 (в виде кода) поступает через цифроаналоговый преобразова тель 20 на первый вход устройства сравнения 21, выход которого управляет регулятором напряжения 23, В устройстве сравнения 21 вырабатывается разностнцй сигнал - разность между заданным эна 8- нием тока возбуждения и его факти егким где Си=0,005;Р - Номинальная моДногть электрической машины.Остальные составляОщие потерь (".дР= =(ъРтр хх+ (ъГе хх зависят от частоты вра щенияЛР= Ь Ртр хх+ Ь Рист+ Л Рэихр, (10) ГДЕ ЬР(и,т - ПОТЕРИ На ГИСтЕРЕЗИС;Л Р,ихр - потери на вихревые токи, причем 15Ь Ргист. = В п, (11)Рвихр - В и (12) где В - индукция в воздушном зазоре электрической машины,Потери на трение получаот по выягленным вначале характеристикам для двух значений тока возбуждения:Е 1=1(п); Е 2=-1(и); 110= Г(и); 120=1(и);Сз 2Рэ хх 1= (.1 Ртр+(С 2+ )Е 1Рэ хх 2- ЛРтр+(С 2 - )Е 2Сз(14)Отсюда следует: значеием, о 1 ределлем.м измерПелем тока возбукде)Ия 22, Вычислитель 8 поддер)кивает эаданнй р 8 жим с учетОм текуДих 3 ен 1 частоть Враения и, гОступаюшей на его вход от датчика 13 через преобразователь 14 частоа - КОД, л Дат ика,эДС вращения 3, поступающей через аналогоцифровой преобразователь 7.Вычисг еннг в блоке и значИя крутя ЩЕГО МОМВНТВ Мк ИВСТОТЫ ВРВЩЕНИЯ П ОТО- бракакСл а экране 19 дисплея 17Таким образом, предложенньй стенд УЧИ ЬВает Г)атепие НаПРЯжЕНИЯ На ЩВТОЧ НЫХ КОНТактаХ Ы ГтотеР В СТВЛИ НЭ ГИСТЕРЕ" зис и вихревье токи, За счет этого повышается точность измерения крутящего момента и стабильность поддержания режимов нагружен(1 Я, т, е. эффективность ис- П ТлРУФормула изобретения Стенд для испытания двигателя внутреннего сгорания, содержащий нагрузочнуо электрическую машину постоянного тока, измеритель тока якоря электрической машины, да Рик частоть Вращения, связанный с ротором электрической машины, регулятор тока возбуждения, иэл 1 еритель тока возбуя(дения ус ройс 1 во сравнения измеоитель ЗДС вращения и вцИслитель, о т л и ч а а щи й с я тем, что, с целью повышения эффективности иггЫтаний за счет повышения гоности измерЕния крутящего момента и качества режимов нагружения, я него дополнительно введеы два аналогоцифровых поеобраэователя, преобразователь астоты в код, дисплей, цифроаналоГовый преобразователь, а Вычислитель снабжен блоком оперативной памяти, при этом к Входам вычислителя подключен дисплей, через аналого-цифровые преобразователи-измерители тока якоря элект 1 и,(еско 4 мац И ц и ЗД ( вращеия через ГреОбраэователь частсть в код - датчик частсты Вращен 1 я, .вь 3 ход вычислителя связан через цифроаналоговцй преобразователь с первцм Входом устройст(а сравнения, Второй Вход котороГО присоединен к измеритело тока возб ждения, а выход - к реГулятору тока возбуждения, измеритель ЗД Вращения Выполнен В Виде последОВа" тельно соединенных делитегя наГряжения, Входы котОроГО являят.,я Входами измериГеля,Ноомируюцего усилителя, один вход котОООГО поцлО(ен к зажилУ якойя Электрической ма.зины, другой к средней точке делителя,Фиг;1 ртных ла 2 иих чачения м т ь ерастак и 4 р,ет постолкн чет ЭЛС ет мекостВ ет потерь втрической ыашщРеханечпоедос 1 Ыехазлч ескеяисщиость нг.2,1814043 од пас ;уцего ьигнитпой;Расчет потерь Расчет добавочныхпотерь Составитель И, Грибов3 цф,4актор Н. Рошкова Техред М. Моргентал Корректор С. Юско Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 1Определениехарактеристик1 Пот1 ходаРасчет-- - потерь асчетоэфициеито Суаю- -потерьаказ 1825 ТиражВНИИПИ Государственного комитета113035, Москва, Ж Подписноеизобретениям и открытиям при ГКНТ СССР