Стенд для испытания двигателя внутреннего сгорания Советский патент 1983 года по МПК G01M15/00 

Изобретение относится к нсш,.1татепьной технике, Б частности к стендам дпя испытания двигатепей внутреннего сгорания. Известен стенд дпя испытания двУ5гатепей внутреннего сгорания, содержащий нагрузочное устройство с испопнитеп ным механизмом регупирования частоты, испопнитепь№1й механизм регупировання нагрузки, .датчик обратной связи, преобразоватепь частоты врашения в эпектрический сигнал с первой схемой совпадения, программное устройство Ij . Недостатком явпяется то, что на сте дах непьзя управлять двигатеггем во аре- мя переходных процессов, а, следователь но, и точно их имитировать. Известен стенд дпя испытания двига-епя внутреннего сгорания, содержащий нагрузочное устройство с исполнитепьнь М механизмом регулирования частоты, исполнительный механизм регупирования нагрузки, датчик обратной связи, импуль саторы разгона-торможения нагрузочного ycTpoiicTBa и открытия-закрытия заспонк преобразователь частоты вращения в электрический сигнал с первой схемой сравнения, генератор ыпупьсов, первую и вторую схемы совпадения, первую схему ИЛИ, схему торможения, тиристор ные преобразователи и программное уст ройство, вы110л51енное в программоносителя и элементов реле времени, задатчИков частоты вращения, нагрузки, длительности режимов, углового ускорения и количества циклов, связанных с программоносителем, соединенным через импупьсатор открытия-закрытия дроссель ной заслонки последовательно со .схемой торможения, одним из гиристорных преоб разователей и исполнительным механизмом регулирования нагрузки, программоносигепь соединен параллельно с первой Я второй схемами совпадения, подкпючен ными к первой схеме ИЛИ, соединенной через пульсатор, разгона-торможения нагрузочного устройства с другим тйрио тооным преобразователем, связанным с испопнитепьным механизмом регупироваНВЯ частоты нагрузочного устройства, первая схема совпадения с подключенным к ней генератором импульсов и вто рая схема совпадения соединены с первой схемой сравнения, соединенной параппепьно с датчиком обратной связи и лрограммоноситепем, а задатчик числа цикпов соединен с реле времени 2. Недостатком является то. что да ствнде нельзя точно регулировать веп чину уско1эения вапа двигателя и длительность переходных процессов. Цель изобретения - повышение точности имитации переходных процессов. Поставленная цель достигается тем, что на стенде для испытания двигателя внутреннего сгорания, содержащем нагрузочное устройство с исполнительным механизмом регулирования частоты, иопопнительный механизм регултфования нагрузки, датчик обратной связи, импульсаторы разгона-торможения нагрз вочного устройства и открытия-закрытия засло}. ки, преобразователь частоты вращения в электрический сигнал с первой схемой cpaBHeHvra, генератор импульсов, первую и вторую схемы совпадения, первую схему ИЛИ, схему торможения, тиристорные преобразователи и программное устройство, выполненное в виде программоносителя и элементов реле времени, задатчиков частоты вращения,нагрузки, длительности режимов, углового ускорения и количества циклов, связанных с программоносителем, соединенным через импульсатор открытия-закрытия дроссельной засло1жи последовательно со схемой торможения, одним .из тиристорных преоб1эазователей и исполнительным механизмом регулирования нагрузки, программоноситель соединен параллельно с первой и второй схемами совпадения, подключенными к первой схеме ИЛИ, соединенной через .импульсатор разгона-торможения нагрузочного устройства с другим тириоторшлм преобразователем, связанным с исполнительным механизмом регулирования частоты нагрузочного устройства, причем первая схема совпадения с подключенным к ней генератором 1-1мпупьсов и вторая схема совпадения соединены с первой схемой сравнения, соединенной параллельно с датчиком обратной связя и программоносителем, а задатчик числа циклов соединен среле времени, дополнительно содержит вторую схему ИЛИ, вторую схему сравнения и блок вычисп:ения первой производной, включенный мел&ду датчиком обратной связи и одним входом второй схемы сравнения, другой вход которой соединен с программоносителем, а - с импульсатором разгона-торможения нагрузочного устройства, причем вторая схема ИЛИ включена между реле времени и программоносителем, а выход первой схемы сравнения соединен с входом второй схемы ИЛИ. На чертеже изображена структурная схема предлагаемого стенда. Стеня цпн испытания двигатепя в(гутреннего сгорпшш сх1аержит нагрузочное устройство 1 в виде бапанснрной машит постоянного тока, нсггопнитепышге меха- нвзмы 2 и 3 регупировани51 частоты и регулирования нагрузки соответственно, связанные с реостатом 4 возбуждения балансирной машины и дроссепьной эаспо кой 5 исхвытуемого двигатепя, програм мное устройство .6, включающее репе 7 времени, за датчики 8-10 дпитепьности режима, частоты вращения и нагрузки, соответственно, программоноситель 11, преобразоватепь частоты вращения в эпек трический сигнап с первой схемой 12 сравнения, г-енератор 13 кмпупьсов, импупьсаторы 14 и 15 ра згона-торможекия нагрузочного устройства и открытиязакрь1тия дроссепьной заспонкой 5 соответственно, задатчик 16 ускорения, первая и вторая схемы 17 и 18 совпадения пррвая схема ИЛИ 19, тиристорные преобразоватепи 20 и 21, схему 22 торможения, задатчик 23 копичества циклов, вап 24, соединяющий испытуемый двигатепь 25 с нагрузочным устройством 1, датчик 26 обратной связи, вторую схему 27 сравнения, блок 28 вычисления первой производной скорости, вторую схему ИЛИ 29.. Задатчик 16 ускорения через програм моноситель 11 и один из входов второй схемы 27 сравнения соединен с входом импульса тора 14, второй вход которого через первую схему ИЛИ 19 связан со схемами 17 и 18 совпадения. Первые входы последних соединены с выходом первой схемы 12 сравнения и одним из входов программоносителя 11, второй вход первой схемы 17 совпадения подкпючен к выходу генератора 13 импульсов, а третий вход схемы 17 и второй вход второй схемы 18 совпадения - к выходам программоносителя Ц. Выход импупьсатора 14 через тиристорный пр образоватепь 2О связан с исполнительны механизмом- 2. Один выход импульсатора 15 через программоноситель 11 под- ключе н к задатчику 10 нагрузки, другой вход - к другому выходу гфограммоноситегю 11, а выход через схему 22 тормо жения и тиристорный преобразоватепь 21 связан с исполнитепьЕым механизмом 3 регулирования нагрузки. Вход задатчика 23 количества циклов связан с одним из выходов программоносителя 11, а выход подключен к реле 7 времени. Блок вычисления первой производной скорости включен между датчиком 26 обратной .свяак и второй схемой 27 срав- нення. Вторая схема ШТИ 29 включена между репе 7 врекшни и программоноснтепём 11, выход первой схемы 12 срашюн ш подключен к второму входу второй схемы ИЛИ 29, Стенд работает спедуюшгы образом. Перед началом работы в автоматичеоком режиме jtipaBneHVieM запускают нагрузочное устройсгво 1 к испытуемый двигатель 25 и обеспечивают режим холостого кода дв сгателя. При подаче комашцы Пуск на реле 7 времени начинается автоматвнеский pe KH3vi, Программоноситель 11 включает первый кадр програ -гмы, соответствунэщш 1 холостому ходу. По истеченш времени, заданного на задатчтже 8 дпитепьности , репе 7 времени вырабатывает Шу пупьс на, включение программоносителя 11s в качество которого может быть использован шаговый искатель, перфор5фованная лента, магнкт щя леша, либо носитель инахэрмании. Программоноситель автоматшески переключается на второй режим программы, соответствую-, щий разгону дБШ атепя До определенной частоты вращенггя, С помощью прогпаммоносигеля задатчик 9 частоты вращения подключается к преобразователю с первой схемой 12 сравнен1Ш, задатчик 16 - через вторую схему, 27 сравнения на вход импульсатора 14, а задатчик 10, нагрузки -к входу {агауггьсатора 15. Одновременно с программоносителем 11 мпупьсы запуска поступают на импупьсатор 15 и через вторую схему 18 совпадения и первую схему 19 Р1ЛИ - на импульсатор 14. Импульса тор 14 запускается при поступпении на вторую схему 18 совпадения от преобразоватепя частоты вращения в электрический сигнал разрешающего потенциала. Преобразователь выдает этот сигнал только в том случае, есгти частота вращения вала 24 меньще частоты, ;, установпенной на задатч же 9. Таким образом, оба механизма начинают работать почти одновременно, npi-iвод дроссельной заслонки 5, обладая высоким быстродействием, в течение секунды открывает ее, и испытуемый двигатель 25 начинает наб1фать обороты и развивать мощность ма валу 24. При увеличении частоты вращен1Ш вала 24 и при наличщ напряжения возбуждения Б устройстве 1 на его роторе создается момент сопротивления. Чтобы момент сопротивления во время разгона двигатепя, т.е. во время перехода с режима хопостого хода iia режим движения с заданной постоянной частотой вращения бып постоянным, необходньто обеспечить постоянный ток через обмотку ротора на грузочного устройства. Дпя этого в генераторе, питающем нагрузочное устройство I(система генератор - двигатепь), изме няют напряжение возбужде гая, испопнитепьиый механизм 2 которого включается с помощью тиристорного преобразователя 20 импупьсатором 14, на который поступает сигнал сравнения заданного и исти ногх) значения ускорения с второй схемы 27совпаде(гая. Привод исполнитепьного механизма 2 имёег меньшее быстродействие, поэтому ротор нагрузочного устройства 1 разгоняется с меньшей скоростью, чем вап 24 испытуемого двигатепя 25, бпагюдаря чему на последнем сохраняется момент сопротивления. После достижения разгона вала 24 испытуемого двигателя 25 заданных обо ротов первая схема 12 сравнения вырабатывает на реле 7 через -вторую схему 29 ИЛИ сигнал переключения/ переключающий программоноситель на (з ретий кадр программы, соответствующий постоянной частоте вращения вала 2,4 двигателя 25 Имиупьсатор 15 от програмт -юносителя I1запускается 1 мпульсом и включает привод исполнительного механ зма 3 на прикрытие дроссеПьной заслонки 5 на угол, заданный зацатчиком 1О нагрузки, при котором испытуемый двигаа-ель 25 звивает мощность, (юобходимую для преодоления сопротивления, создаваемого на его валу 24 нагружающим устройством 1. С программоносителя 11 на вход первой схемы 17 совпадения поступает разрешающий сигнал. Если -частота враше нкя вала 24 йе равна заданной на задат чике 9, то преобразователь со схемой 12 сравнения также выдает разрешающий сигнап на первую схему 17 совпадения . При наличии двух разрещающта сигналов имнупьсы с генератора 13 через схему 17 совпаде1гая и схему ИЛИ 19 поступаю на запуск импульсатора 14. Длительность импульса задается задатчиком 16 ускорения. Этим же задатчиксм задается зна чение ускорения на схему 27 сравнения, которая сравнивает его с истинным значением ускорения, вычисленным блоком 28вычисления первой производной ско рости по сигналу с датчика 26 обратной связи и выдает управляющий сигнал на импупьсатор 14, благодаря чему стабилизируется ycKopemie вала 24 двш-атепи, а следовательно, отсутствует перерегупировагте по скорости. При этом, привод испоПнитепьного механизма включается на кратковременные интервалы времени Т т + т: где Т длительность импульсов со схемы 19 ИЛИ; длительность уолпульсов со схеК5Ы 27 сравнения, и нагрузочное устройство 1 как бы следит за заданной частотой вращения. После обработки третьего кадра программы прогpaм toнocитeль переключается на четвертый, соответствующий разгону вала 24 двигателя 25 с постоянным ускорением, заданнь м задатчиком 16 и поддержшшемым с помощью схемы 27 сравнения, При этом на ffivinyribcaTop 15с программоносителя 11 поступает , перево,.. дящнй дроссельную ааслошсу 5 в положение максимальной подачи топлива. При достижен 1И валом 24 скорости,заданной задатчиком 10 на схему сравнения 12, Последняя выдает сигнал на переключе- вне программоносителя на пятый кадр, соответствующий торможению вала 24 ДБШ ателя 25 с постоянной первой производной скорости вращения Дросс пьтая заспонка 5 при этом остается в том же положении. Величина, ускорении задается задатчиком 16 и поддерживается постоянной с памощью схемы 27 сравнения, вырабатывающей утгравляющий сигнал на Шч пульсатор 14 на уменьшение тока возбуждения нагружающего устройства 1. При. достилсении валом 24 скорости, заданной задатчиком 1О скорости, схема сравнения выдает сигнал на переключение пpoгpla nvIoнocитeля 11 на новый кадр управления, соответствующий жзгону вала 24 двигателя 25, затем торможению и т.д. Время разгона и торможения зависит от величины начальной скоросги вращения вала 24 двигателя 25 и величишз ускорения Mt--СОр ) где GJ и uJg - конечное и начальное значение скорости вршшения; - ускорение вращения вапа. После отработки всех кадров управления программоноситель 11 переключается sia режим, .соответствующий окончанию цикла испытаний. Привод исполнительного

СТЕНД ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ, содержащий нагрузочное .устройство с исполнитепьным механизмом регупирова ния частоты, испопнитепьный механизм регулирования нагрузки, датчик обратной связи, импупьсаторы разгона-торможения нагрузочного устройства и открытиязакрытия заспонки, преобразователь частоты вращения в ,-электрический сигнал с первой схемой сравнения, генератор импульсов, первую и вторую схемы сов- паденш, первую схему ИЛИ, схему торможения, тиристорные преобразователи и программное устройство, выполненное в виде программоносителя и элементов реле времени, задатчиков частоты вращения, нагрузки, длительности режимов, углового ускорения и количества циклов связанных с программоносителем, соединенным через импульсатор открытиязакрытия дроссельной заслонки последовательно со схемой тop oжeния, одним из тиристорных преобразователей и исполнительным механизмом регулирования нагрузки, программоноситель соединен параллельно с первой и,второй схемами совпадения, подключенными к первой схеме ИПП, соединенной через импульсатор разгона-торможешет нагрузочного устройства с другим тиристорным преобразователем, связанным с исполнительным механизмом регулирования частоты нагрузочного устройства, причем первая схема совпадения с подключенным к ней генеi ратором V импульсов и вторая схема совпадения соединены с первой схемой сра&СЛ нения, соединенной параллельно с датчиком обратной связи и программоносителем, а задатчик числа циклов соединен с реле времени, отличаюшийся тем, что, с целью повышения точности имитации переходных режимов, стенд дополнительно содержит вторую схему ИЛИ, вторую схему сравнения и блок вычисления первой производной, включенный между датчиком обратной свйзи и .одним входом второй схемы сравнения, другой вход которой соединен с программоносителем, а выход - с импупьсатором разгона-тормолеенгШ нагрузочного устройства, причем вторая схема ИЛИ включена между реле времени «. .программоносителем, а выход первой схемы сравнения соединен с входрм второй схемы ИЛИ.