Установка для испытания двигателей внутреннего сгорания Советский патент 1989 года по МПК G01M15/00 

Изобретение относится к маишно- .строению и может быть использовано для испытания двигателей внутреннего сгорания,

Целью изобретения является повышение эффективности испытаний путем повьппения достоверности измерения параметров, выдачи управляющих воздействий и надежности установки.

На фиг. 1 показана общая схема установки; на фиг. 2 - схема блока определения параметров; на фиг. 3 - блок-схема алгоритма работы блока об- работки.

Установка содержит N стендов дпя испытания двигателей, каждый из которых имеет двигатель 1 с подключенным к нему нагружающим устройством 2, блоком 3 управления нагружающим устройством, блоком 4 датчиков и системой управления, состоящей из управляющей ЭВМ 5, блока 6 ввода-вывода уп равлянщей ЭВМ 5, графического терми- нала 7j. блока 8 регистрации и накопления данных, блока 9 внешней памяти. На каждом стенде имеется блок 10 управления, блок I1 памяти, блок 12 ввода-вывода информации, блок 13 предварительной обработки, блок 14 ввода данных и регистрации протокола, первый блок 15 и второй блок 16 сравнения, блок 17 управления частотой вращения и, блок 18 определения пара- метрову Управляющая ..ЭВМ 5 соединена с блоком 9 внешней памяти, а через блок 6 ввода-вывода с графическим терминалом 7, блоком 8 регистрации и накопления данных и блоком 10 управле- ния каждого из стендов. Блок 10 управления соединен информационными ши- .нами 19-22 соответственно с блоком 11 памяти, блоком 14 ввода данных и регистрации протокола блоком 6 ввода- вывода управляющей ЭВМ.5 и блоком 18 определения параметров, который через цепочку: первый блок 15 сравнения блок 17 управления частотой вращения подключен к двигателю 1, а через второй блок 16 сравнения - к блоку 3 управления нагружающим устройством. Епок 4 датчиков соединен через блок 13 предварительной обработки информации и блок 12 ввода-вывода со входом блока 10 управления. Блок 3 управления нагружающим устройством подключен через второй блок 16 сравнения к вы- ходу блока 10 управления. Двигатель 1

подключен к нагружающему устройству 2 через блок 18 определения параметров, содержащий упругий элемент 23, первый 24 и второй 25 усилители-формирователи, первый 26 и второй 27 датчики считывания меток, фазовый дискриминатор 28, элемент И 29, двоичный счетчик 30, регистр 31 памяти и измеритель 32 частоты вращения, задающий генератор 33, делитель 34 частоты, управляемый делитель 35, измеритель 36 периода, преобразователь 37, блок 38 обрабсФки.

Установка дпя испытания двигателей внутреннего сгорания работает следующим образом.

После включения установки с управляющей ЭВМ 5 через блок 6 ввода-вывода по щине 21 в блок 10 управления, а в случае неработоспособности управляющей ЭВМ 5, с блока 14 ввода данных и регистрации протокола по шине 20 в блок 10 управления вводятся исходные данные для проведения испытания. Бпок 10 управления выбирает из блока 11 памяти соответствующую программу испытаний и нормативно-справочную информацию. Крутящий момент, частота вращения коленчатого вала двигателя и его мощность .измеряются в блоке 18 определения параметров и передаются в блок 10 управления дпя дальнейшей обработки. Блок 18 определения параметров работает следующим образом. При наличии деформации упругого элемента 23 датчики 26 и 27 вырабатывают последовательности импульсов, временной сдвиг между которыми прямо пропорционален углу закручивания упругого элемента 23 и обратно пропорционален его частоте вращения. Эти сигналы поступают на усилители-формирователи 24 и 25, на выходе которых получаются последовательности импульсов с частотой следования, пропорциональной частоте вращения упругого элемента 23j при этом временной сдвиг между этими последовательностями равен временному сдвигу между сигналами датчиков 26 и 27. Поступивший на входы фазового дискриминатора 28 сигнал преобразуется на его выходе в новую последовательность импульсов, длительность которых равна измеряемому временному сдвигу, пропорциональ- ному углу закручивания упругого элемента 23 и величине крутящего момента двигателя. Одновременно с усилителя314

формирователя 25 импульсы поступают на измеритель 32 частоты вращения, на выходе которого образуется двоичный код, пропорциональный частоте вращения упругого элемента 23. Этот код поступает на соответствующий вход блока 38 обработки и на информационный вход преобразователя 37, на счетный вход которого поступает сиг- нал с делителя 34 частоты. На выходе преобразователя 37 получается сигнал с частотой, пропорциональной частоте враьцения упругого элемента 23. Сигналы с фазового дискриминатора 28 и преобразователя 37 при прохождении через элемент И 29 формируются в пачки импульсов, количество импульсов в которых пропорционально величине крутящего момента. Количество импульсов с элемента И 29 подсчитьшается двоичным счетчиком 30 и записьшается в регистр 31 памяти. Двоичный код, пропорциональный крутящему моменту, поступает на соответствующий вход блока 38 обработки и на информационный вход управляемого делителя 35, счетный вход которого соединен с делителем 34 частоты. На выходе управляемого делителя 35 формируется по- следовательность импульсов, при прохождении которых через измеритель 36 периода, стробированный сигналами с преобразователя 37, получается двоич- ньш код, пропорциональный мощности двигателя. Код поступает на соответствующий вход блока 38 обработки,

Таким образом, определяются значения частоты вращения двигателя внутреннего сгорания, крутящий момент и мощность на его валу за каждай изме- .рительный цикл, определяемый периодом следования сигнала, поступающего с датчика 27. Блок 38 обработки производит прием, обработку и выдачу всей информации в блок 10 управления, а значения частоты вращения - в блок 15 сравнения, крутящего момента - в блок 16 сравнения, причем эти параметры поступают на входы блоков 15 и 16 сравнения в реальном масщтабе времени. Сигналы с блока 4 датчиков последовательно через блок 13 предварительной обработки информации и блок 12 ввода-вывода поступают на вход блока 10 управления, который анализирует поступающую информацию с целью контроля правильности отработки технологического процесса испытаний, произво12

дит запись информации в блок 11 памяти, выдает управляющие воздействия в блоки 15 и 16 уравнения, вырабатывающие сигналы управления соответственно блокам 17 управления частотой вращения и блоком 3 управления нагружающим устройством. Результаты испытания распечатьшаются с помощъю блока 14 ввода данных и регистраци-и протокола. Управляющая ЭВМ 5 с периферийньм оборудованием служит для сбора статистической информации и хранения программ испытаний, а в случае выхода из строя блока 14 ввода данных и регистрации протокола дпя ввода в блоки 10 управления стендов данных для испытаний и распечатки результатов. В качестве блока 10 управления может быть применен блок центрального процессора Блок I1 памяти может быть выполнен на основе модулей ПЗУ и ОЗУ. В качестве блока 12 ввода-вывода информации могут быть использованы соответствующие модули. Блок 14 ввода данных и регистрации протокола может быть выполнен на базе пульта контроля и управления и устройства печатающего алфавитно-цифрового. В качестве блока 38 обработки может быть использован процессор ЭВМ ЭЛЕКТРОНИКА С5-41.

Формула изобретения

1. Установка дпя испытания двигателей внутреннего сгорания, содержащая стенды, каждый из которых имеет двигатель с подключенным к нему на- гружаюг1им устройством, блоком управления нагружающим устройством блоком датчиков, и систему управления, состоящую из управляющей ЭВМ, блока ввода-вывода управляющей ЭВМ, графического терминала, блока регистрации и накопления данных, причем блок ввода-вывода управляющей ЭВМ соединен с блоком регистрации и накопления данных, графическим терминалом и управляющей ЭВМ, отличающаяся тем, что, с целью повышения эффективности испытаний путем повышения достоверности измерений, выдачи управляющих воздействий и надежности установки j она дополнительно содержит соединенный с управляющей ЭВМ блок внешней памяти, а на каждом стенде - блок управления, блок памяти, блок ввода-вывода информации, блок ввода данных и регистрации протокола,.блок

предварительной обработки информации, первый и второй блоки сравнения,блок управления частотой вращения и блок определения параметров, при этом блок управления по цепочке первый блок сравнения - блок управления частотой вращения подключен к двигателю, через второй блок сравнения - к блоку уп- равлейия нагружающим устройством, а информационными шинами соединен с блоком ввода-вывода управляющей ЭВМ, блоком памяти, блоком ввода данных и регистрации протокола, блоком определения параметров, который через це- почку первый блок сравнения - блок управления частотой вращения подключен к двигателю,.а через второй блок сравнения - к блоку управления нагруо жающим устройством, блок предвари- тельной обработки информации через блок датчиков подключен к двигателю, а через блок-ввода-вывода информации - к блоку управления, дричем двигатель подключён к нагру- жающему устройству через блок определения параметров.

2. Установка по п. 1, отличающая с я тем, что блок определения параметров содержит установ- ленный между двигателем и нагружающим устройством упругий элемент, на концах которого установлены.диски с метками, первый и второй датчики

считьтания меток, первый и второй усилители-формирователи, фазовый дискриминатор, элемен г И, двоичный счетчик, регистр памяти, измеритель частоты вращения, задающий генератор, делитель частоты, управляемый делитель, измеритель периода, преобразователь и блок обработки, причем датчики считывания меток через усилители-формирователи подключены к входам фазового.дискриминатора, к выходу которого последовательно подключены элемент И, двоичный счетчик и регистр памяти, измеритель частоты вращения, подключенньй к вькоду второго усилителя-формирователя , соединен информационными шинами с преобразователем и первым входом блока обработки, задающий генератор через цепочку делитель частоты - управляемый делитель подключен к измерителю периода, информационный выход которого соединен с вторым входом блока обработки, при этом измеритель частоты вращения через преобразователь соединен с измерителем периода и вторым входом элемента И, третий вход блока обработки соединен информационной щиной с регистром памяти, который подключен к информационному входу управляемого делителя, а выходы блока обработки являются выходом блока определения параметров.

1 emtHd

HaSMK 15

ЛлЛлЛЛлЛлЛ

tynfMeMue

tfa SMK угчм&лемш. H Йаг

Г Присп wfopftanuu

Выделенае аначе- ни.я частоты бращения. (п}

-fff- передача недвсто- берного значения л д S/iOK If упраО- /reff t

Г

I Запониммие Узначенш .л

-tf---

быделенае значения крутящего понента (Пк)

-г-ft

ЛереЗача недосто- берного значения ПК в SiioK п управления

не равно

I-/

Усреднение значений п и нк

r-/JЛередача значения п д S/IBK 15 сравнения

tS1

Передача, значени ПК 8 SMK IS сраднения

г-17- Передача значения п.пка Ме.б /7 дяравления