СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ РЕГУЛЯТОРНОЙ ХАРАКТЕРИСТИКИ Российский патент 1994 года по МПК G01L23/22 G01M15/00 

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к способу снятия регуляторной характеристики дизельного двигателя.

Известны способы [1] оценки параметров характеристики дизельного двигателя, работающего в условиях частотных возмущающих воздействий, основанные на формировании электроконтактным преобразователем импульсов, соответствующих регуляторному, корректорному участкам характеристики, а также ее зоне астатизма. Такие способы малоприемлемы из-за значительной трудоемкости и сложности в реализации.

Наиболее близким техническим решением является способ снятия регуляторной характеристики двигателя [2] , заключающийся в воздействии на орган управления частотой вращения, ступенчатом нагружении двигателя, замера частоты вращения двигателя, крутящего момента и расхода топлива. При испытаниях поэтапно определяют параметры двигателя, соответствующие регуляторному и корректорному участкам характеристики, а зону астатизма определяют графически по точке характеристики, соответствующей максимальной мощности.

Однако известный способ имеет недостатки. Высокая трудоемкость, обусловленная необходимостью проведения многих серий опытов, особенно в зоне перехода регуляторного в корректорный участок характеристики. Низкая точность обуславливается интуитивным отнесением экспериментальных точек к регуляторному или корректорному участку характеристики. Кроме того, недостатком известного способа является невозможность применения в полевых условиях, когда нагрузка на двигатель носит вероятностый характер, вследствие чего максимальное значение мощности двигателя также случайно. Двигатель на стенде при фиксированной нагрузке имеет строго определенные значения частоты вращения вала и мощности. Но в полевых условиях при случайной нагрузке эти показатели будут переменными и заниженными по сравнению со стендовыми. Это объясняется регистрацией на стендах статических характеристик двигателя, т. е. в установившемся режиме, в то время как в реальных условиях эксплуатации должны учитываться и динамические характеристики, т. е. переходные процессы в объектах.

Таким образом, использование характеристик по полученным на стендах данным практически не обеспечивает требуемой точности расчетов параметров и режимов работы машинно-тракторных агрегатов, работающих в реальных условиях.

Целью изобретения является снижение трудоемкости и повышение точности определения характеристик двигателя.

Цель достигается тем, что в известном способе определения регуляторной характеристики двигателя, заключающемся в воздействии на орган управления частотой вращения, ступенчатом нагружении двигателя, замера частоты вращения двигателя, крутящего момента и расхода топлива, измеряют периоды времени с момента подачи воздействия на орган управления частотой вращения до моментов касания и отрыва ограничителя подачи топлива относительно его упора, определяют переходную характеристику в зависимости частоты вращения от времени, а регуляторную характеристику строят с учетом кривизны участков переходной характеристики. Причем моменты касания и отрыва ограничителя подачи топлива относительно его упора регистрируют электроконтактным преобразователем, а принадлежность экспериментальных данных параметров двигателя регуляторного, корректорного участков характеристики, а также зоны ее астатизма определяют по разомкнутому, замкнутому или коммутирующему положению контактов преобразователя.

При этом достигаемый технический результат выражается в повышении точности определения реальных характеристик двигателя при сниженной (в 2. . . 3 раза) трудоемкости, что в целом при эксплуатации позволяет снизить расход топлива до 11% при повышении производительности трактора на 5. . . 9% .

На чертежах представлены графики изменений крутящего момента двигателя М, часового G расхода топлива в зависимости от изменения частоты вращения ω коленчатого вала двигателя (фиг. 1), где 1 - корректорный участок, 2 - регуляторный участок; 3 - зона астатизма, изменения частоты вращения вала ω в зависимости от времени t скачкообразного воздействия (фиг. 2), положения контактов h преобразователя в зависимости от времени t ступенчатого нагружения (фиг. 3, где 1 - точка касания контактов; 2 - точка размыкания контактов).

Предлагаемый способ реализован следующим образом. При заданном режиме нагрузки двигателя замеряют параметры регуляторной характеристики: крутящий момент М, частоту вращения ω коленчатого вала двигателя, расход G топлива. Далее осуществляют ступенчатое нагружение на орган управления частотой вращения вала двигателя. При этом датчиком положения органа управления регистрируют величину его перемещения в зависимости от времени воздействия на орган управления частотой вращения вала двигателя. Время фиксируют синхронно с началом воздействия, например, измерителем временных интервалов. При этом одновременно регистрируют и положение контактов преобразователя (фиг. 3) (разомкнутое, замкнутое или коммутируемое), а также частоту вращения вала двигателя в зависимости от времени t. Эта зависимость (фиг. 2) представляет собой переходную (временную) характеристику ω = f(t). По крутизне участков этой характеристики (углы наклона α₁ и α₂) осуществляют построение реальной для полевых условий регуляторной характеристики (фиг. 1) двигателя с учетом α₁'= K₁α₁ и α₂'= K₂α₂, где К₁, К₂ - коэффициенты аппроксимации. Точку зоны астатизма (точка 3, фиг. 1) определяют при этом (фиг. 2) по заданной величине М₃ и частоте ω₃, соответствующей моментам замыкания (касания) или размыкания (отрыва) контактов преобразователя при ступенчатом нагружении. Эти моменты регистрируют электроконтактным преобразователем. Для оперативного контроля принадлежность экспериментальных данных параметров двигателя регуляторного, корректорного участков характеристики, а также ее зоны астатизма определяют по положению контактов такого преобразователя. (56) 1. Авторское свидетельство СССР N 1147934, кл. G 01 L 23/22, 1985.

2. ГОСТ 18509-80. Дизели тракторные и комбайновые. Методы стендовых испытаний, с. 9-10, 41.

Использование: в измерительной технике. Сущность изобретения: для определения регуляторной характеристики дизельного двигателя воздействуют на орган управления частотой вращения, ступенчато нагружают двигатель, замеряют частоту вращения, величины крутящего момента и расхода топлива. Кроме того, осуществляют замер периода времени с момента подачи воздействия на орган управления частотой вращения до момента касания и отрыва ограничителя подачи топлива относительно его упора, определяют переходную характеристику зависимости частоты вращения от времени, а регуляторную характеристику строят с учетом крутизны участков переходной характеристики. 1 з. п. ф-лы, 3 ил.

1. СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ РЕГУЛЯТОРНОЙ ХАРАКТЕРИСТИКИ дизельного двигателя, работающего в условиях частотных возмущающих воздействий, заключающийся в воздействии на орган управления частотой вращения, ступенчатом нагружении двигателя, замере частоты вращения двигателя, крутящего момента и расхода топлива, отличающийся тем, что, с целью снижения трудоемкости и повышения точности, измеряют периоды времени с момента подачи воздействия на орган управления частотой вращения до моментов касания и отрыва ограничителя подачи топлива относительно его упора, определяют переходную характеристику зависимости частоты вращения от времени, а регуляторную характеристику строят с учетом крутизны участков переходной характеристики. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что моменты касания и отрыва ограничителя подачи топлива относительно его упора регистрируют электроконтактным преобразователем, а принадлежность экспериментальных данных параметров двигателя, регуляторного, корректорного участков характеристики, а также зоны ее астатизма определяют по разомкнутому, замкнутому или коммутирующему положению контактов преобразователя.