Стенд для адаптивной приработки карбюраторного двигателя внутреннего сгорания Советский патент 1990 года по МПК G01M15/00 

Изобретение относи тл к , твнгате- Устроению и может быть использовано в области производства и ремонта дни гателей внутреннего сгорания (ДВС).

Цель изобретения - сокращение времени приработки и уменьшение расхода топлива.

На фиг. 1 изображен предлагаемый стенд, общий вид; на фиг. 2 - устройство отключения подачи топл« ча с органом подачи топлива (карбюрато- ром); на фиг. 3 - блок управления перемещением органа подачи топлива; на фиг. 4 - принципиальная электрическая схема стенда; на фиг„ 5 - режим приработки, осуществляемый на стенде.

Стенд содержит раму 1 (фиг.1), на. которой установлен прирабатываемый двигатель 2, связанный промежуточным в|алом 3 с нагрузочным устройством 4, выполненным в виде маховика 5 с ло пастями, помещенного в корпусе вентилятора 6. дВентилятор 6 содержит вцускной патрубок 7, заборная часть которого расположена над двигателем 2, и выпускной патрубок 8. Маховик 5 муфтой 9 связан с электродвигателем 10.

i Стенд также содержит блок управления частотой вращения с датчиком частоты вращения, который позволяет поддерживать частоту вращения в пре- д|елах, задаваемых его установками (блок управления и датчики не показаны) .

Кроме того, стенд содержит блок 1 управления перемещением органа подари топлива, связанный тягой 12 с ры- Чагом 13 органа 14 подачи топлива двигателя 2, который представляет собой стандартный карбюратор 15 (фиг.2 рычаг 13 которого связан с дросселем 16. Под карбюратором 15 установлено устройство отключения подачи топлива, выполненное в виде корпуса 17, имеющего дополнительный канал 18, в котором установлена заслонка 19, связанная тягой 20 с одной стороны с воздушной заслонкой 21 карбюратора 15, ас другой стороны - с сердечником 22 электромагнита 23 с обмоткой 24. На корпусе электромагнита 23 установлен механический счетчик 2Ь циклов, рычажок 26 которою связан ( ГОРЧИЧНИКОМ 22 нектромаг- нитг 25. lid i ч i f 20 чакроплена пружина /. Ьлок И yup 11 ния перемеще-

5

0

5

0

5

0

5

0

5

нием органа подачи топлива выполнен в виде редуктора 28 (фиг. 3), входной вал 29 которого связан через промежуточную пару шестерен 30 с электродвигателем 31. На выходном валу 32 редуктора 28 свободно установлена электрическая муфта 33 с обмоткой 34, на корпусе которой закреплена тяга 12, возвратная пружина 35 и упор 36. На корпусе редуктора 28 закреплен концевой выключатель 37-, который обеспечивает совместно с упором 36 возможность углового перемещения корпуса электромагнитной муфты 33 на величину V .

Электрическая схема стенда выполнена по однопроводной схеме и включает в себя тумблер 38 (фиг. 4), к которому последовательно подключены обмотка 34 электромагнитной муфты 33, контакты 39 кнопки 40 Пуск и электродвигатель 31. К тумблеру 38 также подключены нормально замкнутые контакты 41 реле 42, которые связаны с блоком управления частотой вращения. Нормально разомкнутые контакты 43 реле 42 подключены непосредственно к источнику питания. К контактам 43 подключена обмотка дополнительного реле 44 кнопки Пуск, а через концевой выключатель 37 - обмотка 24 электромагнита 23. Реле 42 работает по сигналу от блока управления частотой вращения, обеспечивая попеременное включение контактов 41 (при

выбеге) и 43 (при разгоне).

i ,

Стенд работает следующим образом.

На раму 1 (фиг. 1) устанавливают прирабатываемый двигатель 2, который промежуточным валом 3 соединяют с нагрузочным устройством 4. Включением муфты 9 и электродвигателя 10 осуществляется вращение вала двигателя 2, т.е. холодная приработка. При этом вентилятор 6, ротор которого выполнен в виде маховика 5 с лопастями, обеспечивает через впускной патрубок 7 и выпускной патрубок 8 воздухообмен в помещении обкаточной станции. После окончания холодной приработки двигатель 2 запускают и прирабатывают на холостом ходу, выключая при этом муфту 9 и электродвигатель 10. Приработка на холостом ходу начинается при начальной частоте большей, чем частота вращения при холодной приработке, и осуществляет-1 ся следующим образом. Включаются в

действие блок управления частотой вращения и блок 11 перемещения орга- Ha подачи топлива. Включением тумблера 38 (фиг. 4) подается питание на обмотку 34 электромагнитной муфты 33, при этом последняя соединяет тягу 12, подключенную к органу 14 подачи топлива, с выходным валом 32 редуктора 28. После этого нажимают кнопку 40 Пуск, замыкая контакты 39, при этом (поскольку частота вращения двигателя 2 меньше, чем заданная верхним пределом установки блока управления частотой вращения) на катушку реле 42 подается питание, в результате чего замыкаются контакты 43, по которым питание подается на обмотку 24 электромагнита 23 и $бмотку дополнительного реле 44, которое удерживает в замкнутом состоянии контакты 39 кнопки 40 Пуск. Через замкнутые контакты 39 питание подается на электродвигатель 31 (фиг.З и фиг. 4), которые через промежуточную парзт шестерен 30 начинает враать входной вал 29 редуктора 28, приводя во вращение выходной вал 32 со сцепленной с ним электромагнитой муфтой 33, перемещая при этом ерез тягу 12 рычаг 13 карбюратора 15 и изменяя тем самым положение росселя 16 (фиг. 2). При этом прирабатываемый двигатель 2 начинает плаво увеличивать частоту вращения, ак как скорость перемещения дроссея 16 достаточно мала. Приработку на холостом ходу (фиг. 5,) осуществляют при постепенном увеличении частоты вращения. При достижении двигателем 2 частоты вращения верхнего предела установки, заданной блоком управления частотой вращения, по сигналу последнего отключается питание реле 42 (фиг. 4), размыкаются контакты 43 и замыкаются контакты 41. При этом снимается питание с дополнительного рее 44 и размыкаются контакты 39 кнопки 40 Пуск, после чего питание электродвигателя 31 осуществляется только через контакты 41, а так как они находятся в замкнутом состоянии, то электродвигатель 31 продолжает вращаться. Одновременно отключается питание и от обмотки 24 электромагнита 23 (фиг.2), в результате чего пружина 27 через тягу 20 открывает заслонку 19 и закрывает воздушную заслонку 21 карбюратора 15. При этом

0

5

воздушный поток через главную дозирующую систему карбюратора 15 перекрывается, в результате чего в двигатель 2 вместо топливной смеси через дополнительный канал 18 корпуса 17 поступает воздух. Частота вращения двигателя 2 начинает снижаться и снижается до величины нижнего предела, задаваемого установкой блока управления частотой вращения, после чего по сигналу последнего подается питание на реле 42, в.результате чего размыкаются контакты 41, выклю5 чается электродвигатель 31, прекращается перемещение дросселя 16, замыкаются контакты 43 и включается обмотка 24 электромагнита 23. При этом заслонка 19 закрывает дополнительный канал 18 корпуса 17.устройства отключения подачи топлива и открывает воздушную заслонку 21 карбюратора 15, в результате чего в двигав тель 2 начинает поступать топливная смесь и частота вращения двигателя начинает увеличиваться. При втягивании сердечника 22 электромагнита 23 выступ последнего перемещает рычажок 26 счетчика 25 циклов, который осуществляет подсчет циклов разгон - выбег для каждого прирабатываемого двигателя за все время приработки. Частота вращения двигателя 2 увеличивается до величины верхнего предела, задаваемого установкой блока управления частотой вращения, после чего процесс повторяется: отключает- ся питание реле 42, размыкаются контакты 43, отключается подача топлива, замыкаются контакты 41 я включается электродвигатель 31, который перемещает дроссель 16 во время выбега, затем частота вращения начинает снижаться и т.д. Таким образом осуществляется управление частотой вращения во время горячей приработки с динамической нагрузкой. Нагружение двигателя 2 осуществляется за счет вентиляционных потерь (статическая часть нагрузки) и за счет инерционных масс маховика 5 при периодических разгонах и выбегах (динамическая часть нагрузки). При этом, чем больше открыт дроссель 16, тем интенсивней разгон, тем больше величина динамического нагрузочного момента на валу двигателя, пропорциональная величине углового ускорения0

5

0

5

0

5

Известно, что только что собранные. двигатели, а особенно прошедшие капитальный ремонт , имеют значительный разброс величины момента механических потерь, которая характеризует качест во изготовления и ремонта деталей и сборки двигателя. Известно также, что величина момента механических потерь постоянно снижается и в конце приработки стабилизируется причем темп ее снижения и нижний предел также имеют значительный разброс. Поэтому (для получения гарантированного нижнего предела величины мо- мента механических потерь двигателя после приработки) двигатели, имеющие в начале приработки больший момент механических потерь, нужно прирабатывать большее время и наоборот. Предлагаемая конструкция стенда поз- оляет автоматически изменять полное время приработки в зависимости от величины момента механических потерь каждого конкретного двигателя. Пол- ное время горячей приработки состоит из суммы времени единичных разгонов и суммы времени единичных выбегов. предположим, что за время приработки будет осуществлено К циклов разгон - 1выбег, тогда время приработки будет

равно:

1 к л.

6 IL dtp. + Јл t. . (о

,.:/ 1 -I

Поскольку электродвигатель 31 перемещает дроссель 16 на полную величину У с постоянной скоростью, то очевидно, что независимо от момента механических потерь каждого конкретного двигателя общее время выбегов для всех будет одинаковым и равным

Ьч 2

где С - постоянная, пропорциональная передаточному отношению редуктора 28.

Из и (2) следует, что число циклов для тугого и нормального двигателей будет равным и обратно пропорциональным величине Д t :

. . QM К С utg С IdIf У

нп

(3)

причем .

Таким образом, уравнение (1) будет

иметь вид

ГЛ(ДЬ + 1}.(4)

CTatj

5

0

5

0

5

0

5

0

5

Теперь можно оценить на какую величину и Г изменится время горячей приработки при изменении момента механических потерь на АИ. Найдем полное время приработки для нормального и тугого двигателей по уравнению (4) и определим их разницу и Г, а после преобразований получим

-7- WДМ Mi

о -

с ТмГ-Щ Г-йТТж-м й 1 1)

(5)

Таким образом, предлагаемая конструкция стенда позволяет автоматически изменять время приработки при изменении момента механических по,терь. При этом оценка величины момента механических потерь и ее изменения производится на протяжении всей приработки и в диапазоне частот от й до 0, а не в отдельных точках ре.жима, что позволяет постоянно кор- ректировать скорость роста нагрузки и полного времени приработки.

При работе стенда электродвигатель 31 перемещает дроссель 16 до тех пор, пока упор 36 не разомкнет контакты концевого выключателя 37. При этом обесточивается электромагнит 23, заслонка 19 открывает дополнительный канал 18, в результате чего в двигатель 2 поступает воздух и он останавливается. При прохождении частоты вращения через нижний предел установки блока управления часто той вращения контакты 43 замыкаются, но частота вращения будет продолжать снижаться до нуля. При этом размыкаются контакты 41, в результате чего электродвигатель 31 перестает перемещать дроссель 16 и блок управления перемещением органа подачи топлива отключается. Таким образом происходит автоматическая остановка стенда при выполнении режима приработки. Для приработки другого двигателя стенд приводят в исходное положение, для чего отключают тумблер 38, обесточивая обмотку 34 электромагнитной муфты 33, в результате чего она разъединяется с выходным валом 32 редуктора 28, а возвратная пружина 35 поворачивает корпус муфты 33 на угол V в обратную сторону, при этом дроссель 16 карбюратора 15 занимает исходное положение, одновременно замы,каются контакты концевого выключателя 37. Стенд подготовлен к новому рабочему циклу.

По показаниям счетчика 25 циклов можно оценить величину механических .потерь каждого двигателя, т.е. можно гарантировать его эффективные показатели в эксплуатации, поскольку при прочих равных условиях (регулировки топливной аппаратуры и установки зажигания) последние зависят только от механических потерь, так как . Следует отметить, что ,в предлагаемой конструкции стенда погрешности в настройке топливной .аппаратуры и устройств зажигания (что часто встречается в практике ремонтнбго производства и приводит ,к ошибкам в ходе контрольных испытаний) не влияют на оценку величины эффективных показателей двигателя, так как число циклов нагружения зависит исключительно только от величины механических потерь. Таким образом, предлагаемый стенд позволяет определить величину эффективных показателей каждого двигателя, не прибегая для этого к специальным конт- рольным испытаниям, соответственно еще сократив время данной операции и расход топлива.

Использование предлагаемого стенда сокращает время приработки ДВС за счет бесступенчатого роста переменной нагрузки, адаптивного управления режимом с учетом технического состояния каждого конкретного двигателя и исключения контрольных испытаний, уменьшает расход топлива за счет отключения его подачи на выбеге и исключения переходных процессов в топливной аппаратуре при перемещении дросселя при разгоне. Кроме того, предлагаемый стенд значительно проще прототипа по конструкции, поскольку не имеет сложных блоков контроля угла поворота, коммутатора, .программного устройства, хотя не ме- нее эффективно позволяет решать зада j4y адаптивного управления приработ- . кой ДВС. Введение в стенд вентилятора, работающего только совместно с двигателем обеспечивает нормальные

условия труда на обкаточной станции без дополнительных затрат на электро1 энергию. Кроме того, предлагаемая конструкция стенда позволяет полностью автоматизировать режим приработки, повысив при этом качество ремонта ДВС и исключить необходимость шрисутствия оператора, высвобождая тем самым производственный персонал.

:Формула изобретения

5

0

5

0

5

0

5

0

Стенд для адаптивной приработки карбюраторного двигателя внутреннего сгорания, содержащий раму, блок управления перемещением органа подачи топлива, блок управления частотой, датчик частоты вращения и нагрузочное устройство, выполненное в виде маховика, причем нагрзтзочное устройство закреплено на раме, где установлен прирабатываемый двигатель, орган подачи топлива которого соединен с блоком управления перемещением органа подачи топлива, а датчик частоты вращения связан с блоком управления частотой, отличающийся тем, что, с целью сокращения времени приработки и уменьшения расхода топлива, он дополнительно содержит устройство отключения подачи топлива, выполненное в виде корпуса с каналом, заслонки, электромагнита, реле с нормально разомкнутым и нормально замкнутым контактами и счетчика циклов, причем заслонка установлена в канале корпуса и связана с воздушной заслонкой карбюратора и с электромагнитом, подключенным к нормально разомкнутому контакту реле, блок управления перемещением органа подачи топлива выполнен в виде редуктора, электродвигателя, электромагнитной муфты и тяги, причем входной вал редуктора соеди- нен с электродвигателем, подключенным к нормально разомкнутым контактам реле, а выходной - с электромагнитной муфтой, с корпусом которой соединена тяга, связанная с органом подачи топлива.

1539570

п

W 1)

KJ9t/4f

кисполнит онанизму no частоте

Изобретение относится к двигателестроению и может быть использовано в области производства и ремонта двигателей внутреннего сгорания. Для сокращения времени приработки, уменьшения расхода топлива и упрощения конструкции стенда в стенд введено устройство отключения подачи топлива, выполненное в виде корпуса 17, установленного под карбюратором 15, с каналом 18, в котором установлена заслонка 19, связанная с воздушной заслонкой 21 карбюратора и с электромагнитом 23, подключенным к нормально разомкнутым контактам реле времени. Реле подключено к блоку управления частотой вращения, а с электромагнитом связан счетчик 25 циклов. Блок управления перемещением органа подачи топлива выполнен в виде редуктора, входной вал которого соединен с электродвигателем, подключенным к нормально замкнутым контактам реле времени, а на выходном валу установлена электромагнитная муфта, на корпусе которой закреплена тяга 12, связанная с рычагом 13 органа подачи топлива. 5 ил.

кин погружением фщ g Составитель Н.Патрахальцев Техред М.Ходанич Коррокюр О.Кравцова

Редактор А.Ревин

Заказ 210Тираж 436Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб.., д. 4/S

прочая п(ира5о1чка с динамит.