СТЕНД ДЛЯ ИСПЫТАНИЙ И ОБКАТКИ Российский патент 1995 года по МПК G01M15/00 

Изобретение относится к машиностроению, в частности к стендам для испытаний и обкатки, преимущественно, двигателей, внутреннего сгорания, а также других машин.

Известен стенд для испытания и обкатки двигателя внутреннего сгорания, содержащий испытуемый двигатель внутреннего сгорания и приводной двигатель, сообщенный с испытуемым двигателем через гидропередачу, включающую первый насос, кинематически связанный с приводным двигателем, и второй насос, кинематически соединенный с испытуемым двигателем и гидравлически с первым насосом.

Однако известный стенд не позволяет осуществить режим реверсирования испытуемого двигателя, что снижает эффективность стенда.

Известен также стенд, принятый за прототип, для испытаний и обкатки двигателя внутреннего сгорания, содержащий испытуемый двигатель и приводной двигатель, сообщенный с последним через гидропередачу, включающую регулируемую обратимую гидромашину, кинематически связанную с приводным двигателем, и обратимую гидромашину, кинематически соединенную с испытуемым двигателем и гидравлически с регулируемой обратимой гидромашиной, причем в линиях связи гидромашины установлены предохранительный клапан режима прокрутки, предохранительный клапан режима торможения и регулируемый клапан.

Однако данный стенд не позволяет обеспечить стабильность давления в гидропередаче, что также снижает эффективность стенда.

Целью предлагаемого изобретения является повышение эффективность путем осуществления режимов торможения, измерения момента без балансирных весовых устройств, автоматического предотвращения разноса, а также повышения стабильности параметров режима торможения.

Поставленная цель достигается тем, что в стенде для испытаний и обкатки, преимущественно, двигателей внутреннего сгорания, содержащем испытуемую машину и приводной двигатель, сообщенный с машиной через гидропередачу, включающую регулируемую обратимую гидромашину, кинематически связанную с приводным двигателем, и обратимую гидромашину, кинематически соединенную с испытуемым двигателем (машиной) и гидравлически с регулируемой обратимой гидромашиной, причем в линиях связи гидромашин установлены предохранительный клапан режима прокрутки, предохранительный клапан режима торможения и регулируемый клапан, гидропередача снабжена насосом подпитки, имеющим клапан максимального давления, гидравлически связанным через обратные клапаны линиями связи и кинематически с регулируемой гидромашиной, и золотником с дополнительным клапаном максимального давления, попеременно сообщающими линии связи со сливом, причем регулируемый клапан размещен между точками подключения к линиям связи обратных клапанов и предохранительного клапана режима прокрутки, золотник между точками подключения обратимой гидромашины и предохранительного клапана режима торможения, а пороговое значение клапана максимального давления превышает пороговое значение дополнительного клапана максимального давления.

Кроме того, гидропередача может быть снабжена серворегулятором, сообщенным с регулируемой гидромашиной и насосом подпитки, в стенд могут быть включены датчики давления, установленные на входе и выходе обратимой гидромашины, и датчики частоты вращения вала испытуемой машины. Также, в качестве случая, гидропередача снабжена фильтром, подключенным к входу насоса подпитки и теплообменником соединенным с ее сливом.

Наличие у предложенного технического решения отличительной от прототипа совокупности существенных признаков позволяет признать заявленное предложение новым.

Проведение патентного поиска в данной и смежных областях техники не выявило решений, которые бы содержали признаки отличительной совокупности формулы изобретения, что позволяет сделать вывод о том, что предложенное техническое решение явно не вытекает из существующего уровня техники и таким образом соответствует критерию патентоспособности "изобретательский уровень".

Возможность при помощи предложенного технического решения реализовать поставленные задачи и достичь поставленного результата позволяет сделать вывод о "промышленной применимости" заявленного изобретения.

На чертеже представлена схема предлагаемого стенда.

Стенд для испытания и обкатки машины, например двигателя внутреннего сгорания, содержит испытуемый двигатель 1 и приводной двигатель 2, например электромашину, сообщенный с двигателем 1 через гидропередачу. Последняя включает обратимую гидромашину 3, кинематически связанную с электромашиной 2, обратимую гидромашину 4, кинематически соединенную с двигателем 1 и гидравлически с гидромашиной 3, насос 5 подпитки, имеющий клапан 6 максимального давления, гидравлически связанный через обратные клапаны 7, 8 с линиями 9, 10 связи гидромашин 3, 4 и кинематически с гидромашиной 3, и золотник 11 с дополнительным клапаном 12 максимального давления, попеременно сообщающими линии 9, 10 со сливом. В линиях 9, 10 установлены предохранительный клапан 13 режима прокрутки, предохранительный клапан 14 режима торможения и регулируемый клапан 15, который размещен между точками подключения к линиями 9, 10 обратных клапанов 7, 8 и предохранительного клапана 13, а золотник 11 между точками подключения гидромашины 4 и предохранительного клапана 14. Клапаны 6, 12 подобраны так, чтобы пороговое значение клапана 6 превышало пороговое значение срабатывания клапана 12.

Целесообразно, чтобы гидропередача была снабжена серворегулятором 16, сообщенным с гидромашиной 3 и насосом 5.

На входе и выходе гидромашины 4 могут быть установлены датчики 17, 18 давления. На валу двигателя 1 установлен датчик 19 частоты его вращения.

Гидропередача может быть снабжена фильтром 20 с вакуумметром 21, подключенным к входу насоса 5, а также теплообменником 22, соединенным с сливом рабочей жидкости в бак 23, имеющий датчик 24 температуры.

Кинематические связи двигателя 1 и электромашины 2 с гидромашинами 3, 4 выполнены в виде муфт 25 и 26.

Для обеспечения испытаний двигателей с разным направлением вращения в линии 10 может быть установлен дополнительный регулируемый клапан 27.

Стенд работает следующим образом.

1. Пуск стенда, подготовка к работе на одном из режимов.

После запуска электромашины 2 через муфту 25 приводится регулируемая гидромашина 3 и кинематически связанный с ней насос 5 подпитки. При этом рабочая жидкость из бака 23 через фильтр 20 подается насосом 5 в серворегулятор 16 и через обратные клапаны 7, 8 в линии 9, 10 связи, в которых возникает одинаковое давление, ограниченное настройкой клапана 6 максимального давления. Жидкость по линии 9 распространяется только до регулируемого клапана 15, который нормально закрыт со стороны насоса 5.

Золотник 11 находится в нейтральном состоянии и дополнительный клапан 12 максимального давления не соединен ни с одной из линий 9, 10. Обратимая гидромашина 4 находится под нулевым перепадом давления и остается неподвижной. Излишки рабочей жидкости через клапан 6 идут на слив.

2. Режим прокрутки.

С помощью серворегулятора 16, регулируемая гидромашина 3 выводится из нейтрального состояния так, что начинает подавать рабочую жидкость в линию 10. При этом обратный клапан 8 закрывается и насос 5 подает жидкость только в линию 9, т.е. всасывание регулируемой гидромашины 3.

Золотник 11 под действием возникшего в линии 10 давления смещается из нейтрального расстояния так, что соединяет линию 9 через клапан 12 со сливом. Поскольку клапан 12 настроен на давление меньше, чем клапан 6, то насос 5 подпитки будет постоянно подавать на вход регулируемой гидромашины 3 свежую жидкость из бака 23 под давлением ограниченным клапаном 6. Жидкость, подаваемая регулируемой гидромашиной 3 в линию 10, преодолев сопротивление двигателя 1, соединенного с гидромашиной 4, начинает вращать последнюю со скоростью, пропорциональной подаче регулируемой гидромашины 3. Давление в линии 10 при этом зависит от момента сопротивления вращению двигателя 1 и ограничивается предохранительным клапаном 13 режима прокрутки, нормально открытым со стороны линии 10.

3. Режим торможения (нагружение).

На скоростном режиме, характерном для запуска двигателя 1 и выбранном в процессе прокрутки, начинают подавать топливо и запускать его. В момент, когда развиваемая двигателем 1 мощность становится больше мощности собственных потерь, происходит переход в режим торможения. В момент перехода при выравнивании давлений в линиях 9, 10, гидропередача работает как и в период после запуска за исключением того, что жидкость циркулирует между машинами 3, 4 по линиям 9, 10 связи. После того, как обороты двигателя 1 и соответственно подача гидромашины 4, перешедшей в режим насоса, превысят подачу гидромашины 3, последняя перейдет в режим мотора. При этом обратный клапан 7 закрывается и насос 5 подпитки соединяется через клапан 8 с линией 10. Золотник 11 под действием давления, возникшего в линии 9 и вызванного тем, что гидромашина 3 начинает вращать электромашину 2, перешедшую в режим генератора, преодолевая ее сопротивление, смещается так, что соединяет линию 10 через клапан 12 со сливом. При этом клапан 14, нормально открытый со стороны линии 9, будет ограничивать максимальное давление в ней, а следовательно, и момент на валу двигателя 1.

Нагрузка (давление) в линии 9 создается клапаном 15, нормально открытым со стороны подачи гидромашины 4.

Использование: изобретение относится к стендам для испытаний и обкатки, преимущественно, двигателей внутреннего сгорания и позволяет повысить его эффективность. Сущность изобретения: гидропередача стенда снабжена насосом подпитки 5, имеющим клапан 6 максимального давления, гидравлически связанным через обратные клапаны 7, 8 с линиями 9, 10 связи и кинематически с регулируемой гидромашиной 3, и золотником 11 с дополнительным клапаном 12 максимального давления, попеременно сообщающими линии 9, 10 со сливом. Регулируемый клапан 15 размещен в линии 9 между точками подключения к линиям 9, 10 обратных клапанов 7, 8 и предохранительного клапана 13 режима прокрутки, а золотник 11 между точками подключения обратной гидромашины 4 и предохранительного клапана 14 режима торможения. Причем пороговое значение клапана 6 максимального давления превышает пороговое значение дополнительного клапана 12 максимального давления. 4 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. СТЕНД ДЛЯ ИСПЫТАНИЙ И ОБКАТКИ преимущественно двигателя внутреннего сгорания, содержащий испытуемую машину и приводной двигатель, сообщенный с машиной через гидропередачу, включающую регулируемую обратимую гидромашину, кинематически связанную с приводным двигателем, и обратимую гидромашину, кинематически соединенную с испытуемой машиной и гидравлически с регулируемой обратимой гидромашиной, причем в линиях связи гидромашин установлены предохранительный клапан режима прокрутки, предохранительный клапан режима торможения и регулируемый клапан, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности, гидропередача снабжена насосом подпитки, имеющим клапан максимального давления, гидравлически связанным через обратные клапаны с линиями связи и кинематически с регулируемой гидромашиной и золотником с дополнительным клапаном максимального давления, попеременно сообщающими линиями связи со сливом, причем регулируемый клапан размещен между точками подключения к линиям связи обратных клапанов и предохранительного клапана прокрутки, золотник между точками подключения обратимой гидромашины и предохранительного клапана режима торможения, а пороговое значение срабатывания клапана максимального давления превышает пороговое значение срабатывания дополнительного клапана максимального давления. 2. Стенд по п. 1, отличающийся тем, что гидропередача снабжена серворегулятором, сообщенным с регулируемой гидромашиной и насосом подпитки. 3. Стенд по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что он снабжен датчиками давления, установленными на входе и выходе обратимой гидромашины, и датчиком частоты вращения вала испытуемой машины. 4. Стенд по пп. 1 3, отличающийся тем, что гидропередача дополнительно снабжена фильтром, подключенным к входу насоса подпитки. 5. Стенд по пп. 1 4, отличающийся тем, что гидропередача дополнительно снабжена теплообменником, соединенным с ее сливом.