Стенд для адаптивной приработки карбюраторного двигателя внутреннего сгорания

ОЮЗ СОВЕТСКИХ ОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН 51 О 1 М 15 О ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Бюл. Р 4кий инженерно-стро 5(088.8)видетельств01 М 15/00,АДАПТИВНОЙ йВИГАТЕЛЧ ВН СССР984.РАБОТИРЕННЕГО е относится к двигаможет быть использопроизводстванутреннего сгвремени прираода топлива истенда в стеотключения и вано в област ания,тки,вигател Для сокращения уменьшения рас ния конструкци дено устройств 1 еачи . ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР(57) Изобретенителестроению и вЯО,а 1 539570 2топлива, выполненное в виде корпуса 17, установленного под карбюратором 15, с каналом 18, в котором установлена заслонка 19, связанная с воздушной заслонкой 21 карбюратора и с электромагйитом 23, подключенным к нормально разомкнутым контактам реле времени. Реле подключено к блоку управления частотой вращения, а с электромагнитом связан счетчик 25 циклов. Блок управления перемещением органа подачи топлива выполнен в виде редуктора, входной вал которого соединен с электродвигателем, подключенным к нормально замкнутым контактам реле времени, а на выходном валу установлена электромагнитная муФта, на корпусе которой закреплена тяга 12, связанная с рычагом 13 органа подачи топлива. 5 ил.Изобретение оз си:с к двигятеЕстроению и может быть сиоьзовянов,облясти произво;,ствя и ремонта двиг телей внутреннего сгорания (ДВС),5Цель изобретения - сокрацение вре.мени приработки и уменьшение расхода топлива,На Аиг1 изображен предлагаемыйстенд, общий вид; на Аиг. 2 - устройство отключения подачи топлФчас органом подачи топлива (карбюратором); на Аиг. 3 - блок управленияперемещением органа подачи топлива;ня Аиг. 4 - принципиальная электрическая схема стенда; на Аиг. 5Мрежим приработки, осуществляемыиня стенде.Стенд содержит раму 1 (фиг.1), някторой установлен прирабатываемыйд игатель 2, связанный промежуточнымвялом 3 с нагрузочным устройством 4,вполненным в виде маховика 5 с лопастями, помещенного в корпусе вентилятора 6, Вентилятор 6 содержитвпускной патрубок 7, заборная частькоторого расположена над двигателем2, и выпускной патрубок 8, Иаховик 5муАтой 9 связан с электродвигателем 10.Стенд также содержит блок управления частотой вращения с датчикомчастоты вращения, который позволяетподдерживать частоту вращения в пределах, задаваемых его установками(блок управления и датчики не показ, аны),Кроме того, стенд содержит блок 11правления перемецением органа нода 1 и топлива, связанный тягой 12 с рычагом 13 органа 14 подачи топливадвигателя 2, который представляет собой стандартный карбюратор 15 (Фиг.2),рычаг 13 которого связан с дроссе-лем 16. Под карбюратором 15 установлено устройство отключения подачитоплива, выполненное в виде корпуса 17, имеющего дополнительный какал18, в котором установлена заслонка 19, связанная тягой 20 с однойстороны с воздушной эаслонкой 21 карбюратора 15, а с другой стороны -с сердечником 22 электромагнита 23 собмоткой 24. На корпусе электромагнита 23 установлен механический счет.чик 25 ццк.о, рычажок 26 которогосвязан с ссрд чникг 22 л кчромягнитя 23, 1 я гге 21) зякрепзеня пружиня .7, Виок 11 уряиь,ения иеремещением органа подачи топлива выполненв виде редуктора 28 (фиг, 3), входной вал 29 которого связан через промежуточную пару шестерен 30 с электродвигателем 31. На выходном валу 32редуктора 28 свободно установленаэх ктрическая муАта 33 с обмоткой 34,на корпусе которой закреплена тяга12, возвратная пружина 35 и упор 36.Пя корпусе редуктора 28 закрепленконцевой выключатель 37, которыйобеспечивает совместно с упором 36возможность углового перемещения корпуса электромагнитной муФты 33 на величину 9,Электрическая схема стенда выполнена по однопроводной схеме и включает в себя тумблер 38 (Фиг, 4), ккоторому последовательно подключеныобмотка 34 электромагнитной муФты 33,контакты 39 кнопки 40 "Пуск" и электродвигатель 31, К тумблеру 38 такжеподключены нормально замкнутые контакты 41 реле 42, которые связаны сблоком управления частотой врацения.Нормально разомкнутые контакты 43реле 42 подключены непосредственнок источнику питания. К контактам 43подключена обмотка дополнительногореле 44 кнопки "Пуск", а через концевой выключатель 37 - обмотка 24электромагнита 23, Реле 42 работаетпо сигналу от блока управления частотой вращения, обеспечивая попеременное включение контактов 41 (привыбеге) и 43 (при разгоне),)Стенд работает следующим образом,На раму 1 (Аиг. 1) устанавливаютприрабатывяемый двигатель 2, который промежуточным валом 3 соединяютс нагрузочным устройством 4. Включением муФты 9 и электродвигателя 10осуществляется вращение вала двигателя 2, т,е, холодная приработка.При этом вентилятор 6, ротор которого выполнен в виде маховика 5 с лопастями, обеспечивает через впускнойпатрубок 7 и выпускной пятрубок 8воздухообмен в номецении обкаточнойстанции. После окончания холоднойприработки двигатель 2 запускают иприрабатывают на холостом ходу, выключая при этом муФту 9 и электродвигатель 10. Приработка на холостомходу начинается при начальной частоте большей, чем частота вращения прихолодной приработке, и осуществляется следующим образом. Включаются вдействие блок управления частотойврацения и блок 11 перемещения органа подачи топлива. Включением тумблера 38 (фиг. 4) подается питание наобмотку 34 электромагнитной муфты 33,при этом последняя соединяет тягу 12,подключенную к органу 14 подачитоплива, с выходным валом 32 редуктора 28. После этого нажимают. кнопку40 "Пуск", замыкая контакты 39, приэтом (поскольку частота врацения двигателя 2 меньше, чем заданная верхним пределом установки блока управления частотой вращения) на катушкуреле 42 подается питание, в результате чего замыкаются контакты 43,по которым питание подается на обмотку 24 электромагнита 23 и обмоткудополнительного реле 44, которое,удерживает в замкнутом состоянии контакты 39 кнопки 40 "Пуск", Через,замкнутые контакты 39 питание подается на электродвигатель 31 (фиг.3и фиг. 4), которые через промежуточную пару ыестерен 30 начинает вращать входной вал 29 редуктора 28,приводя во врацение выходной вал 32со сцепленной с ним электромагнитной муфтой 33, перемещая при этомчерез тягу 12 рычаг 13 карбюратора15 и изменяя тем самым положениедросселя .16 (Аиг. 2). При этом прирабатываемый двигатель 2 начинает плавно увеличивать частоту вращения,так как скорость перемещения дросселя 16 достаточно мала. Приработку нахолостом ходу (Фиг. 5) осуществляютпри постепенном увеличении частотыврацения. При дбстижении двигателем2 частоты вращения верхнего пределаустановки, заданной блоком управления частотой вращения, по сигналу последнего отключается питание реле 42(Аиг. 4), размыкаются контакты 43 изамыкаются контакты 41. При этом снимается питание с дополнительного ре.ле 44 и размыкаются контакты 39 кнопки 40 "Пуск", после чего питаниеэлектродвигателя 31 осуществляетсятолько через контакты 41, а так какони находятся в замкнутом состоянии,то электродвигатель 31.продолжаетвращаться, Одновременно отключаетсяпитание и от обмотки 24 электромагнита 23 (Аиг.2), в результате чегопружина 27 через тягу 20 открываетзаслонку 19 и закрывает воздушнуюзаслонку 21 карбюратора 15. При этом39570 15 20 тельный канал 18 корпуса 17,устройства отключения подачи топлива и от 25 30 35 40 45 50 55 воздушный поток через главную дазирующую систему карбюратора 15 перекрывается, в результате чего в двигатель 2 вместо топливной смеси через дополнительный канал 18 корпуса 1 поступает воздух. Частота вращения двигателя 2 начинает снижаться и снижается до величины нижнего предела, задаваемого установкой блока управления частотой врацения, после чего по сигналу последнего подаетсяпитание на реле 42, в результате чего размыкаются контакты 41, выключае,тся электродвигатель 31, прекращается перемещение дросселя 16, замыкаются контакты 43 и включается обмотка 24 электромагнита 23. Приэтом заслонка 19 закрывает дополникрывает воздушную заслонку 21 карбюратора 15, в результате чего в двигахтель 2 начинает поступать топливная смесь и частота вращения двигателяначинает увеличиваться. При втягивании сердечника 22 электромагнита 23выступ последнего. перемещает рычажок 26 счетчика 25 циклов, которыйосуществляет подсчет циклов разгон -выбег для каждого прирабатываемогодвигателя за все время приработки.Частота вращения двигателя 2 увеличивается до величины верхнего предела, задаваемого установкой блока управления частотой вращеиия, послечего процесс повторяется: отключается питание реле 42, размыкаютсяконтакты 43, отключается подачатоплива, замыкаются контакты 41.и включается электродвигатель31, который перемещает дроссель16 во время выбега, затем частотавращения начинает снижаться и т.д.Таким образом осуществляется управление частотой вращения во время горячей приработки с динамической нагрузкой. Нагружение двигателя 2 осуществляется за счет вентиляционных потерь (статическая частьнагрузки) и за счет инерционных масс маховика 5 при периодических разгонах и выбегах (динамическаячасть нагрузки). При этом чем больше открыт дроссель 16, тем интенсивней разгон, тем больше величина динамического нагрузочного момента навалу двигателя, пропорциональная величине углового ускорения.Известно, что только что собранные.двигатели, а особенно прошедшие капитальный ремонт, имеют значительный раз"брос величины момента механическихпотерь, которая характеризует качество изготовления и ремонта деталейи сборки двигателя. Известно также,.что величина момента механическихпотерь постоянно снижается и в конце приработки стабилизируетсф причем темп ее снижения и нижний пределтакже имеют значительный разброс.Поэтому (для получения гарантирован;ного нижнего предела величины момента механических потерь двигателяпосле приработки) двигатели, имеющие в начале приработки больший мо,мент механических потерь, нужно при,рабатывать большее время и наоборот.;Предлагаемая конструкция стенда позволяет автоматически изменять полноевремя приработки в зависимости от ве-,личины момента механических потерькаждого конкретного двигателя. Пол,ное время горячей приработки состоитиз суммы времени единичных разгонови суммы времени единичных выбегов.Предположим, что за время приработки:будет осуществлено К циклов разгонвыбег, тогда время приработки будетравно:КГ:с, .,.ю . " й 1с Поскольку электродвигатель 31 пе ремещает дроссель 16 на полную величинус постоянной скоростью, то очевидно, что независимо от момента механических потерь каждого конкрет 4 О ного двигателя общее время выбегов для всех будет одинаковым и равным(2)Фгде С - постоянная, пропорциональная,передаточному отношению ре 45дуктора 28.Из ьс бе и (2) следует, что чисН Т3 11 11ло циклов для тугого и нормально- , го " двиг ателе й будет равным и о б-5 О ратно пропорциональным величине б С ,- =ЦИ н и , ( 3 )1 И-+ИлВпричем КсКт,Таким образом, уравнение (1) будетиметь вид=-,( -+ 1). (4)С ат Теперь можно оценить на какую величину 6 Г изменится время горячей приработки при изменении момента механических потерь на 4 И. Найдем полное время приработки для "нормального" и тугого" двигателей по уравнению (4) и определим их разницу, а после преобразований получиму вИ ИгС 7 И -И, -И 77 И,-И мяг-И-ьИ)(5)Таким образом, предлагаемая кон.струкция стенда позволяет автоматически изменять время приработки при изменении момента механических по,терь. При этом оценка величины момен,та механических потерь и ее изменения производится на протяжении всей приработки и в диапазоне частот от 6 до й, а не в отдельных точках ре,жима, что позволяет постоянно кор-, ректировать скорость роста нагрузки и полного времени приработки.При работе стенда электродвигатель 31 перемещает дроссель 16 до тех пор, .пока упор 36 не разомкнет контакты концевого выключателя 37, При этом обесточивается,электромагнит 23, заслонка 19 открывает дополнительный канал 18, в результате чего в двигатель 2 поступает воздух и он останавливается. При прохождении частоты вращения через нижний предел установки блока управления частотой вращения контакты 43 замыкаются, но частота вращения будет продолжать снижаться до нуля, При этом размыкаются контакты 41, в результате чего электродвигатель 31 перестает перемещать дроссель 16 и блок управления перемещением органа подачи топлива отключается, Таким образом происходит автоматическая остановка стенда при выполнении режима приработки, Для приработки другого двигателя стенд приводят в исходное положение, для чего отключают тумблер 38, обесточивая обмотку 34. электромагнитной муфты 33, в результате чего она разьединяется с выходным валом 32 редуктора 28, а возвратная пружина 35 поворачивает корпус муфты 33 на угол М в обратную сторону, при этом дроссель 16 карбюратора 15 занимает исходное положение, одновременно замы,каются контакты концевого выключателя 37. Стенд подготовлен к новому рабочему циклу.40 Э ., 153957По показаниям счетчика 25 циклов можно оценить величину механических .потерь каждого двигателя, т.е. можно гарантировать его эффективные показатели в эксплуатации, поскольку при прочих равных условиях (регулировки топливной аппаратуры и установки зажигания) последние зависят только от механических потерь, так как М=М -М , Следует отметить, что ,в предлагаемой конструкции стенда погрешности в настройке топливной ,аппаратуры и устройств зажигания :(что часто встречается в практикеремонтного производства и приводит ,к ошибкам в ходе контрольных испытаний) не влияют на оценку величины эффективных показателей двигателя, так как число циклов нагружения за висит исключительно только от величины механических потерь. Таким образом, предлагаемый стенд позволяет определить величину эффективных показателей каждого двигателя, не прибегая для этого к специальным контрольным испытаниям, соответственно еще сократив время данной операции и расход топлива.Использование предлагаемого стенда сокращает время приработки ДВС за счет бесступенчатого роста переменной нагрузки, адаптивного управления режимом с учетом технического состояния каждого конкретного двигателя и исключения контрольных испытаний, уменьшает расход топлива за счет отключения его подачи на выбеге и исключения переходных процессов в топливной аппаратуре при перемещении дросселя при разгоне. Кроме того, предлагаемый стенд значительно проще прототипа по конструкции, поскольку не имеет сложных блоков контроля угла поворота, коммутатора, ,программного устройства, хотя не менее эффективно позволяет решать задачу адаптивного управления приработкой ДВС. Введение в стенд вентилятора, работающего только совместно с двигателем обеспечивает нормальные 0 30условия труда на обкаточной станции без дополнительных затрат на электро энергию. Кроме того, предлагаемая конструкция стенда позволяет полностью автоматизировать режим приработки, повысив при этом качество ремонта ДВС и исключить необходимость 1 присутствия оператора, высвобождая тем самым производственный персонал,Формула. изобретенияСтенд для адаптивной приработки карРюраторного двигателя внутреннего сгорания, содержащий раму, блок управления перемещением органа подачи топлива, блок управления частотой, датчик частоты вращения и нагрузочное устройство, выполненное в виде маховика, причем нагрузочное устройство закреплено на раме, где установлен прирабатываемый двигатель, орган подачи топлива которого соединен с блоком управления перемещением органа подачи топлива, а датчик частоты вращения связан с блоком управления частотой, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью сокращения времени приработки и уменьшения расхода топлива, он дополнительно содержит устройство отключения подачи топлива, выполненное в виде корпуса с каналом, заслонки, электромагнита, реле с нормально разомкнутым и нормально замкнутым контактами и счетчика циклов, причем заслонка установлена в канале корпуса и связана с воздушной заслонкой карбюратора и с электромагнитом, подключенным к нормально разомкнутому контакту реле, блок управления перемещением органа подачи топлива выполнен в виде редуктора, электродвигателя, электромагнитной муфты и тяги, причем входной вал редуктора соединен с электродвигателем, подключенным к нормально разомкнутым контак.ттам реле, а выходной - с электромагнитной муфтой, с корпусом которой соединена тяга, связанная с органом подачи топлива.Составитель Н.ПатрахальцеТехред М,Ходанич Редактор А,Рев оррекгор О.Кравц Подписное ираж 4 аз 2 ВНИИ Производственно-издательский комбинат "Патент ул, Гагарина, 1 У сударственного комитета по изобретейиям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5