Система для испытания транспортных средств на топливную экономичность

.Ы 2 1587367 А 1 ИЕИ ЕТЕНИЯ ТРАНС- ИВНУЮ енерно-страител ьорокин, Ф.Ф.атГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Целиноградский инжный институт(54) СИСТЕМА ДЛЯ ИСПЫТАНИ ПОРТНЫХ СРЕДСТВ НА ТОП ЭКОНОМИЧНОСТЬ(57) Изобретение относится к тех таний автомобиля, а более конкр нике для их испытаний на т экономичность, и может быть исп в учебной автомобильной дарожн тории для снятия топливно-экон характеристики автомобиля. Цел ике испытно к техпливную ольэовано й лаборамической ь - повы3 шение надежности испытаний путем стабилизации скорости движения. Система снабжена устройством 3 для задания и автоматической стабилизации скорости движения автомобиля, измерителем 2 пути и ВЯ-триггером 4, в качестве переключающего устройства в ней использован электромагнитный клапан 10, а ее топливомер 1Изобретение относится к техника дляиспытаний автомобилей, а более конкретнок технике для их испытаний на топливнуоэкономичность, и может быть использованов учебной автомобильной дорожной лаборатории для снятия топливно-зкономическойхарактеристики автомобиля, а также при отработке раэличнь 1 х устройств и системы,предназначенных для уменьшения расходатоплива, улучшенля тягово-скоростных,тормозных и других его эксплуатационных. качеств,Цель изобретения - повышение надежности испытаний пу":ем стабилизации скорости движения.На фиг,1 показана прлчципиальнаяэлектрическая схема системы для лспытания транспортных срадств на топливнуюэкономичность; на фиг.2 - кинематическэясхема механической части исполнительногооргана; на фиг,З - разрез А-А на фиг,2; нафиг.4 - вид Б нэ фиг.2; нэ фиг,5 - электрическая принципиальная схема исполнлтельИОГО ОрГана.Система в себя включает топливомер 1,измеритель 2 пути и устройство 3 для задания и автоматической стабилизации скорости движения автомобиля, подключенные. соответственно к В и Я входам ВЗ-триггер 4усилители 5 и 6 мощности, элемент И-НЕ 7и исполнительный орган 8 дпя стабилизации скоростного режима двигателя 9.Топливомер 1 содержит электромагнит"ный клапан 10, выполняющий функцию переключающего устройства, вспомогательныеэлектромагнитный 11 и редукцион ный 12 клапаны, мерный бачок 13 с поршнем 14, шток15 которого выполнен в виде рейки, находящейся в зацеплении с шестерней 16, выполненной заодно с зубчатым диском 17, оськоторых установлена в кронштейне, укрепленном на верхней крышке 18 мерного бачка13, на которой также на кронштейнь с минимальным зазором относительно зубьев установлен чувствительный элемент 19первичного преобразователя углового перемещения зубчатого диска 17 в электричесодержит отсчетиое устройство расхода топлива, включающее в себя первичный преобразователь углового перемещения зубчатого диска, связанного через шестерню со штокам-рейкой поршня топливомера, и электронную схему на элементах цифровой электроники, 1 з.п. ф-лы, 5 ил. ские импульсные сигналы, причем выходчувствительного элемента 19 электрическисвязан с формирователем 20 импульсов.выход которого через один из входов перво 5 го ключевого элемента 21 соединен с каналом 22 счета и индикации, содержашемпоследовательно соединенные цифровойсчетчик 23, регистр 24, дешифратор 25 исветовое табло 26.10 Измеритель 2 пути состоит иэ первичного преобразователя углового перемещенияодного из ведомых колес в электрическиеимпульсные сигналы, включающего тормозной барабан 27, на торце которого, обра 5 щенном к опорному тормозному щиту,прсфрезарованы пазы-зубья и чувствительный элемент 28, установленный на кронштейне нэ опорном тормозном щите сминимальным зазором относительно пазов 20 зубьев тормозного барабана 27; выход чувствительного элемента 28 черезформирователь 29 импульсов и один из входов второго ключевого элемента 30 связан сканалом 31 счета и индикации, содержащим25 последовательно соединенные цифровойсчетчик 32, дешифратор 33, зэдатчик 34длины мерного участка пути и световое табло 35,Аппаратура для испытаний автомобиля30 нэ топливную экономичность включает в себя также устройство 3 для задания автоматической стабилизации скорости движенияавтомобиля, которое содеожит генератор 36стабилизированной частоты и эрифметиче 35 скил блок 37, включающий цифровой счетчик 38 импульсов сигналов первичногопреобразователя углового перемещения ведомого колеса с дешифратором 39, подключенным к выходу счетчика 38; выходы40 дешифратора 39 через зэдатчик 40 скоростидвлжения, выполненный в виде переключателя, с помощью которого задается пороговое значение (уставкэ) скорости автомобиляизменением емкостл сче.;чика 38, соедлне 45 нь с информационным входом реглстра 41,цифоовой счетчик 42 импульсов сигналов1 енератора 36 стабилизированной частоты5 10 15 20 30 55 с дешифратором 43, подключенным к выходу счетчика 42; выход дешифратора 43 соединен с входом синхронизации регистра 41, входом блока 44, формирующего сигнал сброса счетчиков в нулевое состояние, выход которого связан с входами сброса на нуль обоих счетчиков 38 и 42 и входом блока 45, формирующего сигнал времени измерения в каждом цикле (строб-импульс), выход которого подключен к одним из одо ключевых схем 46 и 47, другие входы которых связаны между собой, входам асинхронной установки в нуль регистра 41 и с сочлененным с педалью акселератора 48 пареключателем 49, который через включатель 50 соединен с положительной клеммой источника питания, которая через кнопку 51 ручного сброса на нуль счетчиков 23 и 32 подсоединена к соответствующим их входам, третьи входы каждой ключевой схемы 46,47 подключены соответственно к выходу формирователя 29 импульсов сигналов чувствительного элемента 28 первичного преобразователя углового перемещения ведомого колеса и выходу генератора 36 стабилизированной частоты, а выходы - .к цифровым счетчикам соответственно 38 и 42. Выход регистра 41 устройства 3 через усилитель 5 мощности связан с исполнительным органом 8 для стабилизации скоростного режима двигателя 9 соответствующего заданному значению скорости движения автомобиля и с входом ВЯ-триггера 4, выход которого через один из входов элемента И-НЕ, второй вход которого подсоединен к переключателю 49, и усилитель 6 мощности связан с обмоткой электромагнитного клапана 10, выполняющего функцию переключающего устройства, и обмотками в с помогател ьн ых электрома гнитных 11, а также с другими входами первого 21 и второго 30 ключевых элементов, второй вход й которого связан с задатчиком 34 длины мерного участка пути.Топливо от насоса поступает по каналу52 в подпоршневую полость 53 мерного бачка 13. Надпоршневая полость 54 мерного бачка сообщена через оба электромагнитных клапана 11 с топливопроводом 55 и через один из клапанов 11 с топливопроводами 56 и 57.Исполнительный орган 8 включает в себя электромагнит 58 (фиг;3 и 4) для фиксации дроссельной заслонки 59 карбюратора,электромагнит 60 с якорьком 61, связанным с дроссельной заслонкой 59, которая во втулке 62 может проворачиваться на выбранную величину в сторону закрытия, ВЗ- триггер 63, элемент И-НЕ 64 и два усилителя 65 и 66 мощности, При этом в случае, когда 40 45 50 электромагнит 60 не запитан электрическим:,током, пружина 67 удерживает заслонку 59во втулке 62 в крайнем положении в сторонуоткрытия,Разработанная аппаратура функционирует следующим образом.Перед выездом на участок дороги, предназначенный (выбранный) для испытаний автомобиля на топливную экономичность, при работе двигателя на холостом ходу топ- ливо от насоса через обесточенный электромагнитный клапан 10 по каналу 52 поступает в подпоршневую полость 53 мерного. бачка 13, Пружина редукционного клапана 12 подобрана таким образом, что он в это время закрыт и топливо через него в карбюратор двигателя не поступает. Топливо в карбюратор двигателя при этом поступает из надпоршневой полости 54 мерногобачка 13 через открытые вспомогательные электромагниты 11 и топливопровод 55, а излишняя его часть по топливопроводу 56 сбрасывается в топливный бак автомобиля.При достижении поршнем 14 крайнего верхнего положения и его упоре при этом в крышку 18 заполнение мерного бачка 13 заканчивается и топливо из насоса, преодолевая расчетное сопротивление пружины редукционного клапана 12, поступает непосредственно в карбюратор двигателя.После окончания указанного процесса и выезда автомобиля на участок дороги, предназначенный для его испытаний на топливную экономичность, оператор водитель) устанавливает включатель 50 в положение "Включено", а задатчики 40 и 34 соответственно в положения, фиксирующие необходимые в данном заезде скорость автомобиля и длину мерного участка йути,В исходном состоянии переключатель 49 соединен с корпусом автомобиля и сигнал логического нуля запирает ключевые схемы 46 и 47, а также устанавливает регистр 41 устройства 3 для задания и автоматической стабилизации скорости движения автомобиля асинхронно в нуль.После включения передачи в коробке передач и нажатия водителем оператором) педали акселератора 48 через переключатель 49 дается разрешение на заполнение счетчика 38 и 42 вышеуказанного устройства 3 через соответствующие ключевые схемы 46 и 47, При этом счетчик 38 заполняется импульсами сигналов с чувствительного элемента 28 первичного преобразователя углового перемещения ведомого колеса в электрические импульсы сигналы; импульсы генератора 36 стабилизированной частоты заполняют счетчик 42, при полном заполнении которого с помощью дешифратора 43выдается импульс на блок 45 формирования временного интервала измерения, который закрывает ключевые схемы 46 и 47 и на блок 44, Формирующий, с нексторой задержкой по времени, импульс асинхронной установки счетчиков 38 и 42 в нулевое состояние, а также на вход синхронизации С регистра 41, который записывает число, соответствующее величине сигнала на его информационном входе О, которое формируетсл с помощью счетчика 38 с дешифратором 39 и задатчика 40 скорости движения автомобиля,Если счетчик 38 не заполнен, то на его выходе имеет место логический нуль, чта соотеетствуетдвижению автомобиля со скоростью, меньшей задания устаеки, т,е. са скоростью, меньшей заданной оператора.при помощи задатчика 40. Если счетчик зьполнен или переполнен, то на его выходе имеет место логическая единица, что соответствует движению автомобиля со скоростью, большей значения уставки, которая записывается в регистр 41 на весь последующий цикл измерения и через усилитель 5 мощности воздействует на исполнительный орган 8, который отсекает при этом тапливоподачу в цилиндры двигателя, В послелнем случае скОрость аВтомабиля начинает уменьшаться, однако, если в следуюгцем цикле на входе 0 регистра 41 еще будет действовать единичный сигнал, то сигнал с исполнительного органа 8 не снимается так до тех пор, пока на входе О регистра 4не будет иметь места логический нул ь, (Оторый вырабатывается в счетчике 38 с дешиф. ратором 39 тогда, когда число импульсое, соответствующее текущей величине скорости автомобиля, не успевает е следугош и)( друг за другом циклах измерения запагня ь счетчик 38 до предела его емкости,Сигнал с исполнительнога Ор ана 8 В этом случае снимается, однако, так как Водитель В заезде удерживает ьсегда педаль акселератора 48 в поло)кении, соответствующем подаче топлива для движения са скоростью, большей значения уставки, та скорость автомобиля Вновь начинает расти,Исполнительный орган 8 работает следуюшим образом,Как только скорость автомобиля дос. и- гает заданного значения (зна ения уставя. сигнал "1" с выхода регистра 41 через 1( "триггер 63 и усилитель 65 мощности запитывает электрическим током обмот.(у электромагнита 1 и последний с некоторо. задержкой, равной времени его срабат 1:,п)ения, фиксирует драссельнуО заслонку,.: кар бюратора в положении, соотеетстеу,още некоторому преВышению скарОсти аетамО 1"00 ОИЛЯ НВД ЗВДВННОЙ, ОДНОВРВМенно СИГНс)ЛЫ1" с вьгходов регистра 41 и ВЯ-триггера 63через элемент И-НЕ 64 и усилитель 66 мощности запитывают электрическим током обмотку электромагнита 60. Якорек 61притягивается к сердечнику электромагнита60 и поворачивает дроссельную заслонку 59ВО втулку 62 В каайнее пала(ение В стОронузакрьтия,Скорость автомобиля начинает уменьшаться и как только она станет меньше заданной, на выходе регис;ра 41 сигнал "1"исчезнет, что приводит к исчезновению сигнала "1" на выходе элемента И - НЕ 64 обесточиванию электромагнита 60 и поворотузаело)-ки 59 под действием пружины 67 еовтулке 62 В крайнее положение Б сторонуоткрь тия. Скорссть а В гомабиля вновь повышается.Далее циклы работы систе ы псеторя;.)ТСЯ, а С" ЭРОСТЬ ЗВТОмааИЛЯ ПОДД 8 РжиедеТ"ся Рализи заданной,С помощью задатчика 40: ВьпалненногаВ Биде п 808)(лючател 51, дискретно ызменягОщ 8 ГО Омкасть счетчика 36, махна изменятьСИ. НВЛ Нс ВХОД 8 Г РВГЙСТРа ПРЛ МВНЬШИХили бОльВих зна 8 ния)( числа иИпльсав суестаительнога э)емента 8 В змеряемыепромежутки времени, т,е, задавать различные скорости движения ав"Омабиля по мерНОМ) уЧВСТКу,СТ 1/м/л дО )макс)Т;ким Образом, благодаря Высоким метеаралогичес(ли хаогктерф,;стикам устройС. Ва 3) для Задания И авток)атическайстабилизации скорос;и деи)к 8 ния автомобиля, при ОГО испытаниях нд тап 1 иеную экономи.:;Ос(ь, падде:жиеается с большойтс 1 ностью заданная оператором скорость егечение Всегс Времени движения аетОмабил 5 пп ь)ер)-.Ому участ,(Далее рассмотрим пязряда( ,последовательность, В:;лючения Б рабату остальныхЭЛВМЕТСВ раССМатрк Еае)иай аппаратурЫ,100.О даг)ижЕмия аетпМООИЛВМ СКОРОс и, раной Величине )стае(1, заданнойоператорам при помощи Ведат)ика 40, появляется управляющий с 1/гнал на .ыходе ре.истра 4", устройств:; 3 и далее приДвижении аетомОбиля па меРнамУ Учс 1 сткУ,длина которого задается оператором припомОщи задатс 1 ик-" 34, паддержиза 8 тся заданная скаоость.Грл зто)гри гереам же появлении управляющего сиГнала сигнала "1) на выходерегистра 41 ан параллельна черкез Л 5-триггер /)1, элемент И-Н= 7 и у:или;ель б мощноС-и Ео;ДВГЛСТВУ 815 На Э)18 Кт" С.с;ГН/,ТНЬй10 15 55 которые перекрывают выходы топливу в топливопроводы 55 и 56, Кроме того, сигнал с выхода ЙЯ-триггера 4 синхронно открывает ключевые схемы 21 и 30. Электромагнитный клапан 10 перекрывает связь насоса с подпоршневой полостью 53 мерного бачка 13 через топливопровод 52 и открывает его связь через топливопровод 57 с надпоршневой полостью 54 мерного бачка, Топливо от насоса поступает в надпоршневую полость 54 и поршень 14 перемещается вниз, вытесняя топливо из подпоршневой полости 53 в карбюратор двигателя.При опускании поршня 14 его,шток, выполненный в виде рейки, вращает через шестерню 16 зубчатый диск 17 и в чувствительном элементе 19 наводятся электрические импульсы, которые через формирователь 20 и открытый ключевой элемент 21 проходят на счетный вход цифрового счетчика 23 и далее через регистр 24 и дешифратор 25 на световое табло 26.Параллельно отсчету топлива в канале 22 идет отсчет пути, проходимого автомобилем, в канале 31. При этом импульсы сигналы с чувствительного элемента 28 через формирователь 29 и ключевой элемент 30 проходят на вход цифрового счетчика 32 и далее через дешифратор 33 и задатчик 34 длины мерного участка пути на световое табло 35.После прохождения мерного участка пути на соответствующем выходе дешифратора 33 появляется сигнал "1", который через задатчик 34 поступает на вход В ВЯ-триггера 4, На выходе КЯ-триггера 4 появляется "0", который закрывает ключевые элементы 21 и 30 каналов 22 и 31, и на световых табло соответственно 26 и 35 остаются за 9 иксированными значения (величины) расхода топлива и путь, пройденный автомобилем.По соответствующей математической формуле определяют путевой расход топлива.Перед новым испытанием путем воздействия на кнопку 51 оператор производит сброс счетчиков 23 и 32 на нуль и вновь контролирует процесс заполнения топливом мерного бачка 13 топливомера.Определив путевой расход топлива при помощи разработанной аппаратуры на разных скоростях движения автомобиля от Чмин до смаке и на дорогах с разными коэффициентами сопротивления движению, строят его топливно-экономическую характеристику. Топливную же экономичность данного (испытываемого) автомобиля оценивают сравнением полученной топливно- экономической характеристики с эталонной. 20 25 30 35 40 45 50 Формула изобретения 1. Система для испытания транспортных средств на топливную экономичность, содержащая устройство управления, измеритель объема израсходованного топлива и измеритель пути. о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения надежности испытаний путем стабилизации скорости движения, она снабжена устройством стабилизации скорости, при этом измеритель пути включает в себя ключевой элемент, датчик углового перемещения одного из ведомых колес, выход которого через . формирователь импульсов и один из входов ключевого элемента связан с каналом счета и индикации, включающим в себя последовательно соединенные цифровой датчик, дешифратор, задатчик длины мерного участка пути и световое табло, а устройство стабилизации скорости включает в себя генератор стабилизированной частоты и арифметический блок, включающий в себя регистр, блок-формирователь времени измерения, две ключевые схемы, блок обнуления счетчиков, переключатель, тумблер, цифровой счетчик импульсов сигналов датчика углового перемещения ведомого колеса с дешифратором, подключенным к выходу упомянутого счетчика. выходы которого через задатчик скорости движения сооб ше н ы с и н 9 орма ц ион н ь м входом регистра, цифровой счетчик импульсов сигналов генератора стабилизированной частоты с дешифратором, подключенным к выходу упомянутого счетчика, выход которого сообщен с входом сигнализации регистра, входом блока обнуления счетчиков, выход которого связан с входами сброса на нуль обоих счетчиков и входом блока-.формирователя времени измерения, выход которого подключен к одним из входов ключевых схем, другие входы которых сообщены между собой, входом асинхронной установки в нуль регистра и с сочлененным с педалью акселератора переключателем, который через тумблер соединен с положительной клеммой источника питания, выход регистра через усилитель мощности связан с исполнительным органом для стабилизации скоростного режима двигателя, третьи входы каждой ключевой схемы подключены соответственно к выходу формирователя импульсов сигналов датчика углового перемещения ведомого колеса и к выходу генератора стабилизированной частоты, а выходы ключевых схем подключены к соответствующим цифровым счетчикам. при этом устройство управления включает в себя три электромагнитных клапана, редукционный клапан, усилитель мощности, схемуИ-НЕ и ЙЗ-триггер, выходкоторого через лемент 2 И-НЕ, второй вход которого вязан с упомянутым переключателем, и усилитель мощности связан с электромагнитными клапанами, причем В-вход ВЯриггера связан с задатчиком пути длины Мерного участка пути, а к входу подключен выход регистра, причем измеритель объема израсходованного топлива включает в себя ключевой элемент, мерный бачок с поршем, шток которого выполнен в виде рейки, связанной с шестерней, выполненной заодно с зубчатцм диском, ось которых размещена в кронштейне, установленном на верхней крышке мерного бачка, на которой также установлен с зазором относительнозубчатого диска датчик углового перемеще, ния упомянутого диска, выход которого , электрически связан с формирователем им пульсов; выход которого через один из входов ключевого элемента сообщен с каналом счета и индикации, содержащем последова, тельно соединенные цифровой счетчик, регистр, дешифратор и световое табло, при этом вторые входы ключевого элемента измерителя пути и ключевого элемента измерителя израсходован ного топлива подключены к выходу ВЯ-триггера, первый электромагнитный клапан выполнен с возможностью сообщения в одной позиции надпоршневой полости мерного бачка, а во второй позиции подпоршневой полости с выходом топливного насоса транспортного средства, причем надпоршневая полость сообщена через второй электромагнитный 5 клапан со сливом, а через второй и третийклапаны - с карбюратором и подпоршневой полостью. 2, Система по п,1. о т л и ч а ю щ а я с я 10 тем, что исполнительный орган стабилизации скорости содержит ВЯ-триггер,. схему 2 И-НЕ, два усилителя, два электромагнита, причем В-вход триггера подключен к В-входу счетчика измерителя пути, Я-вход - к вы ходу регистра, выход триггера соединенчерез один из усилителей с первым электромагнитом, а через схему 2 И - НЕ и второй усилитель - с вторым электромагнитом, другой вход схемы 2 И-НЕ подключен к вцходу 20 регистра, при этом исполнительный органвключает в себя электромагнит фиксации дроссельной заслонки карбюратора, пластину, связанную с корпусом карбюратора, выполненную с возможностью взаимодей ствия с первым электромагнитом, якорь,связанный с дроссельной заслонкой, выполненный с возможностью взаимодействия с вторым электромагнитом, и подпружиненную втулку, в прорези которой размещена 30 дроссельная заслонка с возможностью поворота в сторону закрцтия.1587367 А-Д С,Шекмар Кор еда азаренк Заказ 2413 Тираж 446 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС . 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5 оизводственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул,Гагарина, 101 Составител Техред М.М А,Бари гентал