Способ динамических испытаний двигателя внутреннего сгорания

СОЮЗ СОВЕТСКИХСООИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК 801506323 А 1 511 4 С 01 М 15/00 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТпО иэОБРетениям и ОтнРытиямПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 2ближения к реальным условиям. При осуществлении способа двигательвьщает частоту вращения У, узел 3 формирования постоянной составляющей, выполненный в виде генератора с маховиком, вьщает сигнал уг, а узел 4 формирования переменндй составляющей, выполненный в ниде электродвигателя, выдает синусоидальный сигнал д , которые суммируются ввфтрехвальном дифференциальном механизме, В результате расширяется полнота испытаний, создаются условия для изменения частоты и амплитуды в требуемом диапазоне. 6 ил.(71) Челябинский институт механизации и электрификации сельского хозяйства(54) СПОСОБ ДИНАМИЧЕСКИХ ИСПЫТАНИЙДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ(57) Целью изобретения является повышение качества испытаний путем при1506323Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению, в частности к технологии стендовых испытаний двигателей внутреннего сгора 5ци 13, прцмсцяемых ца тракторах и других сельскохозяйственных машинах,преимущественно ца цеустацовившихсярсжцлах,11 елью изобретения является повышецие качества динамических испытанийдвгггателя внутреннего сгорания.Иа фиг, 1 показана функциональнаясхема стенда, реализующего предлагаем 3 сособ; ца Фиг. 2 - кццематическая схема дифференциального механизга; на ьиг, 3 - процесс алгебраического сложения постоянной и иеремеггцой составляющих угловой скорост 3 па фиг, 4 - схема стсцда для 20дцпамичесггцх испытаний двигателявнутрсцпсго г горалги 51; на фиг, 5 - сел 3 с 313 стпо амплитудно-частотных характеристик дгпггателя внутреннего сгорацг 53; ца фцг. 6 - принципиальная электрцческая схема управления стендомдл 51 131 цам 1 пгеск 11 х испытаний оС Ьуцкцггоцальвой точки зрениястенд для динамических испытаний сосгоцт цз испытуемого двигателя 1, соедицительцо-суммирующего элемента 5,узл 3 Форггирования постоянной10гаг 3 Л 3 пощсй;3 узла 4 Формирован.з33 ег 1303 сОстйвля 30 щсгг, фуцкциоццгг. схслга поясняет принцип не.3,- ,5мого Формирования постоянной и .сре , .01 составл 5 ющ 31 х углОВой скс ростидгухгготочцолгу 31 р 1 И 1 цц 11 уПостоян.35: со гав:,5 ощая необходимого уровнясоо гвстствии с Выбранной точкой 40:гсхгггвг;еско; характеристики, ца котор 13 .ред 30;10 ается сиять частотные харак 3 рг.стггкгг, задается функциональным3;10; 3 . С".111 УС 01 ДггЛЬцал СОСТаВЛЯЮщ .я гребусмог частоты и амплитуды - 45узлом 4, Зти составлягощгге алгебране .13 складываются в соедг 3131 тельцосуммцрующем элементе 2, Процесс алге: рз 33 сссогс сложения постоянной и перс;.сгной составляющггх угловой скорос33103 Да В 1(аЧССТ 31 Е СОСД 31131 ТСЛЫОулл 33 руга его элемента примсцяют мехпцгс 3 м с:,вугя стспснями свободы, наггрг 3.ср 3 рсха 13 енгц.г дифференциальныйлс.сд".и.и 3 Оказан н фиг, 3, При 3313 55рабо и; даиОго механизма состоит втом, чтс дпя передачи потока мощносг От двигателя 1 к генератору цлиаоборс г необходимо создать момент опоры на боковом звене, например, спомощью электродвигателя, В противном случае боковое звено вращается,а скорость генератора (цри работающем двигателе 1) равна нулю,При постоянной угловой скоростивала, соединенного с узлом 3, частота вращения вала генератора И=1(в относительных единицах),и призаторможенном вале, соединенном с узлом 4, частота вращения опорного звенаЦ =О, приведенная угловая скорость вала испытуемого двигателя вотносительных единицах С 0 =1, При изменении угловой скорости сд,вала,соединенного с узлом 4, по сицусоидальному закону во времени угловаяскорость Вала, соединегпгого с двнг.ателем, содержит постоянную составляющую и синус 033 дагьно изменяющуюсяпеременную сосг являющую,Пример реализгци 33 прс,:,лагасмогоспособа рассма" р Вастся .3 а фиг. 4,Узел 3 формирования нос гоянной составляющей состоит из электрогенератора 5, блока 6 Формирования постоянной составляющей ч маховика 7,Узел 4 формирования переменной составляющей состои из зпорного электропривода 8 и блока 9 Формированияпеременной составляющей, Соедини.гцо - улмирующий элемент 2 реали -ц 30 схв;льным дифференциальным.3 с;:пни 3 лОм. Технические средства дл 3регисгра;ци и обработки опытныхданных представлены измерителем 10скорости ц измерителем 11 момента.Стенд работает следующим образом(Фиг. 4).После запуска и прогрева испытуемого двигателя внутреннего сгоранияположением рейки топливного насосаустанавливают режим, на котором предстоит проводить динамические испытан.я, С помощью опорного электропривода 8 переводя его в режим Я, =О,3333создают момент опоры, При этом осуществляется разгон электрогенератора5 до скорости, соответствующей рабочейточке механической характеристики,Рабочий режим устанавливается блоком б Формирования постоянной составляющей, воздействующим на обмотку возбуждения и якорную цепь электрогенератора 5, Динамические испытания начинаются после перевода опорного элек.тропрцвода н качающийся режим относительно значения угловой скорости бо 1506323кового звена дифференциального механизма 1.1,=0,Изменением угловой скорости опорного электропривода по синусоидальному закону (уменьшением, увеличением5или путем колебания вокруг значения1,д =0)достигается изменение передаопгсчцс го отношения между звеньями, при.соединенными к цагрузочному устройству (узел 3) и испытуемого двигателю1За счет этого при постоянной скорости нагрузсчногс усз,1 ойства получают колебание угловой скорости вала,присоединенного к испытуемому двигателю 1, около заданного постоянногозначения, т,е. получают и жцую временную Фун; ию уг свои скс 1ти.Маховик 7 (фиг. ч) в данном случаевыполняет две задачи: стабилизацию 20постоянной составляющей угловой скорости нагрузочнсго устройства и соответственно постоянной составляющейугловой скорости испытуемого двигателя и ограничение прохождения колебаний переменной составляющей угловой скорости на вал нагрузочного устройства, Это облегчает формированиережи;.ов к., ация углов й скоростивала т.сп туе":ого двига"еля при сдновременн й стабил ацин углов й скорости нггрузсчного устройства.Аиплц ту;т,; и частота переменнойсоставляющс,". задаются блс;ем 9 формирования и эп рным электроприводом 8,Сформированное таким образом внешнее35воздействие рагистрируется измерителем 10 скорости вращения, а измеритель момента фиксирует реакцию двигатОля ца это Воздействие в Виде времен 40ной функции развиваемого момента.На основе полученной информации строят амплитудно-частотные и фазочастотные характеристики для заданной точкимеханической характеристики испытуемого двигателя.С помощью блока формирования постоянной составляющей испытуемыйдвигатель переводится в скоростнойрежим, соо 1 ветствующий следующейточке механической характеристики.Аналогичными действиями снимаютсячастотные характеристики для этогорежима. Таким образом, для каждогоиспытуемого двигателя, имеющего в 55общем случае семейство существеннонелинейных механических характеристик, может быть снято семейство частотных характеристик, общий вид торых показан на фиг. 5 (где А амплитуда, Г - частота),Пример реализации блоков формирования переменной и постоянной составляющих показан на принципиальной электрической схеме управления стендом, изображенной на фиг, б.Схема работает следующим образом.При разгоне электрогенератора 5 момент опоры дифференциального механизма, создаваемый спорным лектроприводом 8, задается с помощью по - тенциометра Кв, принадлежащего блоку б формирования постоянной составляющей, С потенциометра Кб подается6 о.постоянное напряжение на обмотку возбуждения опорного электропривода, величина которого определяет значение опорного момента, Установка рабочей точки механической характеристики устанавливается потенциометром и сопротивлением нагрузки электрогенератора В., ксторые также являются элементами блока б.Блок 9 формирования переменной составляющей имеет в своем составе блок питания опорного электроцривода, состоящий из автотрансформатора АТ, выпрямителя В, а также генератора переменной частоты ГПЧ и потенциометра К изменения переменной составляющей. С помощью блока питания задается значение тока якоря опорного электропривода, соответствующего требуемому моменту опоры, Генератором переменной частоты ГПЧ и потенциометром К , от которого подается переменное напряжение в обмотку 2 опорного электропривода, устанавливаются частота и амплитуда переменной составляющей угловой скорости испытуемого двигателя, При этом полностью исключается влияние динамических параметров устройства, задающего режим работы дизеля, на точность экспериментальных характеристик. В данном случае следует не уменьшать, а предельно увеличивать момент инерции цагрузочного устройства, например, установив маховик. Таким образом, большое значение момента инерции нагрузочного устройства формирующего постоянную составляющую является не недостатком, а преимуществом.Независимое формирование постоянной и переменной составляющих уг 1506323ловой скорости расширяет полноту испытаний. 11 остоянная составляющая,которую можно регулировать в широкихпределах, обеспечивает режим работыиспытуемого двигателя в любой точкеего механических характеристик. Независимое формирование переменной составляющей создает условия для изменения у последней частоты и амплитуды 1 Ов требуемом диапазоне, Это обеспечивает полноту испытаний двигателя. формула изобретенияСпособ динамических испытаний дви гателя внутреннего сгорания путем воздействия на его коленчатый вал устройством, задающим режим работы двигателя, причем воздействие создают в виде временной функции угловой ско рости и нагрузки, о т л и ч а ю - щ и й с я тем, что, с целью повышения качества испытаний путем приближения их условий к реальным эксплуатационным, временную функцию задаютв виде, содержащем постоянную и переменную составляющие, каждую иэ которых формируют независимо одна от другой, а затем суммируют в механизмес двумя степенями свободы, выполненном в виде трехэвенного зубчатогодифференциального механизма, при этомпостоянную составляющую угловой скорости создают и стабилизируют нагрузочным устройством, содержащим генератор с маховиком, а переменную составляющую формируют генератором синусоидальных колебаний угловой скорости, включающим опорный электропривод, обеспечивающий изменение угловойскорости по гармоническому закону вдиапазоне частоты и амплитуд, соответствующих спектру внешних воздействий на коленчатый вал двигателя в реальных условиях эксплуатапои.1506323 Составитель Н,Па Техред А. Крачвук льце дактор И,Г Корректо н тент", г. Ужго ул. Гагарина, 10 аказ 5421/44 Тираж 789 НИИПИ Государственного комитета 113035, Москва, ЖПроизводственно-издательский комбина Подписное зобретениям и открытиям при ГКНТ СССР Раушская наб., д, 4/5