СТЕНД ОБКАТКИ АВТОТРАКТОРНЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ Российский патент 1998 года по МПК F02B79/00 

Изобретение относится к обкаточным стендам, а именно, к послеремонтной обкатке автотракторных двигателей.

Известно устройство обкатки двигателей, включающее в себя обкатываемый двигатель, электропривод и элементы автоматики с измерителями, образующие системы, способные обеспечивать скоростные и температурные режимы для обкатываемых двигателей внутреннего сгорания (ДВС), в зависимости от их технического состояния.

Недостатками известного устройства является излишнее время обкатки и невозможность проведения ее сразу для двух двигателей одновременно по оптимальным режимам.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому устройству является, выбранный в качестве прототипа, стенд сдвоенной обкатки двигателей.

Стенд состоит из приводящего ДВС, в качестве которого используется двигатель, прошедший холодную обкатку на этом же стенде. Приводящий двигатель через коробку передач и муфты выключения связан с обкатываемым на холодном режиме ДВС. Кроме того, коробка передач включает в себя догружающее устройство, датчик скорости вращения вала приводящего ДВС и датчики крутящего момента (нагрузки). Стенд содержит делитель, на входе которого подключен задатчик уровня мощности тепловых потерь, а на выходе - сумматор. Входы сумматора связаны с датчиками температур. На выходе сумматора подсоединен блок сравнения с датчиком оборотов и регулятором ведущего двигателя.

Недостатком известного стенда-прототипа является то, что он не обеспечивает максимально возможной надежности обкатываемым двигателям.

Задача изобретения - повышение эффективности обкатки двигателей.

Указанная задача решается путем того, что известный стенд обкатки автотракторных двигателей, содержащий ведущий и ведомый двигатели, связанные через коробку передачи разобщающие муфты, догружатель, соединенный с коробкой передач, задатчик уровней мощностей тепловых потерь двигателей, датчик момента ведомого двигателя и датчик оборотов ведущего двигателя, связанный с регулятором ведущего двигателя, он снабжен датчиками расхода воды, масла, температуры воды и количества газов, прорвавшихся в картер, выходы которых связаны через аналого-цифровой преобразователь с управляющей вычислительной машиной, соединенной с устройствами управления исполнительными механизмами, причем задатчик мощностей тепловых потерь выполнен в виде блока управляющей вычислительной машины.

На чертеже изображена схема заявляемого стенда.

Стенд содержит ведущий двигатель 1, в качестве которого используется двигатель, прошедший холодную обкатку на этом же стенде.

Ведущий двигатель 1 связан с ведомым двигателем 2, проходящим холодную обкатку, через коробку передач 3 и разобщающие муфты 4 и 5. Коробка передач 3 соединена с догружателем 6, который выполняет две функции: во-первых, является приводом при первоначальном запуске двигателя 1 в работу и, во-вторых, используется как догружающее устройство при испытании обкатываемого двигателя 1 на мощность. В качестве догружателя можно взять, например, любой электростенд, соответствующей мощности. В частности, нами использован для автомобильных двигателей семейства ЗИЛ обкаточно-тормозной стенд КИ-5543 ГОСНИТИ. На коробке передач 3 стоят датчики моментов 7 и 8 ведущего 1 и ведомого 2 двигателей, а также датчики оборотов 9 и 10. Размещение разобщающих муфт 4 и 5 по обеим сторонам коробки передач 3 (выполненной симметрично относительно вала догружателя) и догружателя 6 позволяет проводить горячую под нагрузкой обкатку двигателя, прошедшего на этом же стенде холодную обкатку без смены его местоположения. Стенд включает в себя устройство отображения информации (УОИ), пульт управления (ПУ) 12, соединенные с управляющей вычислительной машиной (УВМ) 13, имеющей специально разработанный комплекс, содержащий 4-е блока взаимосвязанных программу, обеспечивающих работу стенда в автоматическом режиме ИЗБИРАТЕЛЬНО в зависимости от сигналов датчиков и принятого алгоритма. Блок-программа-1, блок-программа-2 и текущих сигналов от датчиков обкатываемых двигателей 1 и 2, блок-задатчик уровней мощностей тепловых потерь, двигателей и блок защиты от предаварийных ситуаций. Выходы от датчиков температуры масла 14, 15 и воды 16, 17 обоих обкатываемых двигателей, от датчиков расхода воды 18, 19 и масла 20, 21, датчиков давления масла 22, 23 и датчиков прорыва газов в картер 24, 25 соединены через аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 26 связаны с управляющей вычислительной машиной (УВМ) 13, соединенной с устройством управления исполнительными механизмами (УУИМ) 27 и далее, с приводом догружателя 6 и приводом 28 рейки топливного насоса дизеля (или дроссельной заслонки карбюраторного двигателя).

Стенд работает следующим образом. Ведущий двигатель 1 запускается электростендом догружателя 6 через устройство управления исполнительными механизмами (УУИМ) 27, сигналом с управляющей вычислительной машины (УВМ) 13, пультом управления (ПУ) 12. Для облегчения запуска двигателя 1, двигатель 2 отключается разобщающей муфтой 5. После запуска двигателя 1 стенд работает в соответствии с блок-программой-1. В это время на другой половине стенда устанавливают и проводят подготовительно-штатные работы с двигателем 2. Затем с помощью муфты 5 и включателя пульта управления (ПУ) 12 второго сигнала с управляющей вычислительной машины (УВМ) 13 включается в работу блок-программа-2. Затем управляющая вычислительная машина (УВМ) 13, получив сигнал от датчиков двигателей 1 и 2, автоматически вводит в работу блок-задатчик уровней мощностей тепловых потерь двигателей. С этого момента стенд работает в автоматическом режиме ИЗБИРАТЕЛЬНО в зависимости от сигналов датчиков и принятого алгоритма.

С помощью блок-программы-1, а также блок-программы-2 и текущих сигналов от датчиков обкатываемых двигателей 1 и 2 формируется программа равновесия, которая вырабатывает три одновременно синхронно работающих сигнала: первый сигнал - для обкатываемого двигателя 1, второй - для двигателя 2, обкатываемого на холодном режиме, и третий "дежурный" сигнал на случай появления аварийной ситуации, (например, внезапное заклинивание или падение давления масла в обкатываемом двигателе). Окончательно сформированный сигнал поступает из управляющей вычислительной машины (УВМ) 13 через аналого-цифровой преобразователь (АЦП) и затем через устройство управления исполнительными механизмами (УУИМ) 27 в исполнительные механизмы 6 и 28, одновременно синхронно управляя работой ведущего двигателя 1, ведомого двигателя 2 и догружателя 6. Темп нарастания оборотов для каждого двигателя различен и зависит от их исходных и текущих технических состояний, т.е. от качества деталей и узлов собранного двигателя и качества сборки, а также условия проведения обкатки: качества смазки, температуры, нагрузки, скорости и т.п.

Если в случае каких-либо причин, например, температура одного из двигателей становится выше нормы, то обороты вала этого двигателя снижаются за счет сигнала обратной связи по температуре. Как только обороты вала двигателя достигнут установленного предельного значения, срабатывают выключатели блока контрольно-измерительной аппаратуры, которые или отключают всю систему (обкатка закончена) или переводят ведущей двигатель 1, проходящий горячую обкатку на дополнительный режим испытания, включая догружатель 6, затем измеритель мощности и расхода топлива. После замера мощности и расхода топлива стенд отключается. Обкатка закончена.

Использование предлагаемого стенда обкатки автотракторных двигателей позволяет повысить "потенциальную" надежность двигателей за счет применения в устройстве стенда положений и принципов теории автоматического управления; теории распознавания образцов; теории обкатки: приработки, испытания, приемки и количественной оценки ресурса двигателя; теории старения машин по академику А.И. Селиванову; теории надежности машин.

Максимальная "потенциальная" надежность двигателя - это надежность нового двигателя. Надежность отремонтированного двигателя зависит от качества его деталей, которое закладывается при изготовлении, восстановлении, а также качества сборки и регулировки, как его составных частей, так и двигателя в целом. Окончательная надежность двигателя формируется при обкатке и, в основном, зависит от режимов и условий ее проведения. Поэтому при проведении обкатки двигателя, также важно соблюдать условия, обеспечивающие формирование "потенциальной" надежности максимально. Эта цель достигается за счет закона, где режим обкатки каждому двигателю находится в функциональной зависимости от изменения основных показателей при его обкатке, поэтому для формирования управляющего воздействия были выбраны и обоснованы только те показатели, которые ОДНОВРЕМЕННО характеризуют техническое состояние каждого двигателя без его разборки и процесс обкатки, т.е. процесс окончательного формирования "потенциальной" надежности двигателя.

Динамика выбранных нами параметров двигателя, четко отражает процесс обкатки. По ним также можно судить о техническом состоянии двигателя и о его надежности. Кроме того, из теории обкатки считаются оптимальными режимами те, которые определяются по мощности тепловых потерь. И, наконец, из теории кибернетики известен принцип, что, если регулятор можно описать параметрами объекта управления, то такой регулятор и такое управление считается оптимальным.

Предлагаемый стенд построен на выше описанных принципах и положениях.

Изобретение относится к обкаточным стендам двигателей внутреннего сгорания. Изобретение позволяет повысить надежность автотракторных двигателей. Использование: послеремонтная обкатка автотракторных двигателей. Сущность изобретения: стенд содержит разобщающие муфты, коробку передач и догружатель, соединенный с коробкой передач, двигатель, соединенный с задатчиком уровня мощностей тепловых потерь, датчиком момента ведомого двигателя и сумматором, датчик оборотов, подключенный через один из входом блока сравнения к регулятору ведущего двигателя. В стенд дополнительно введены датчики расхода воды, расхода масла, температуры воды и количества газов, прорвавшихся в картер, выходы которых связаны через аналого-цифровой преобразователь с управляющей вычислительной машиной, соединенной с устройством управления исполнительными механизмами. 1 ил.

Стенд обкатки автотракторных двигателей, содержащий ведущий и ведомый двигатели, связанные через коробку передач, и разобщающие муфты, догружатель, соединенный с коробкой передач, задатчик уровней мощностей тепловых потерь двигателей, датчик момента ведомого двигателя и датчик оборотов ведущего двигателя, связанный с регулятором ведущего двигателя, отличающийся тем, что он снабжен датчиками расхода воды, масла, температуры воды и количества газов, прорвавшихся в картер, выходы которых связаны через аналого-цифровой преобразователь с управляющей вычислительной машиной, соединенной с устройствами управления исполнительными механизмами, причем задатчик мощностей тепловых потерь выполнен в виде блока в управляющей вычислительной машине.