Стенд для испытания двигателей внутреннего сгорания Советский патент 1990 года по МПК G01M15/00 

: Изобретение относится к испытани- jfiM двигателей внутреннего сгорания (две), в частности к испытательным стендам.

Целью изобретения является повы- {дение точности испытаний путем создания режимов нагружения, характеризую- |цихся заданным значением коэффициента Ьариащги момента нагрузки на

ilBC.

i На чертеже представлена схема

Ьтенда.

i Стенд содержит нагрузочный гене- jpaTop 1, связанный с валом испытуе- |мого двигателя 2, реостат 3, первьш (электродвигатель 4 с обмотками 5 и 6, 1первым конденсатором 7, датчик 8 мо- }мента на валу двигателя, преобразова- |тель 9 случайных сигналов, выполнен- |ный в виде первого трансформатора Но, .подключенногоо к источнику 11 на- Iпряжения, выпрямителя 12.и сглажи- вающего фильтра 13, второй конденсатор 14, формирователь 15 случайных I сигналов, вьшолненный в виде двух- ;каскадного усилителя с третьим конден : сатором 16 11еременной емкости, вклю- ченным параллельно входу второго .i каскада усилителя, . выход которого

совмещен с выходом формирователя 15, дифференцирующую цепь 17, второй электродвигатель 18 с обмотками 19 и 20 и четвертым конденсатором 21, фазочувствительньш усилитель 22 и систему 23 автоматического поддержания заданного значения коэффициента вариации момента на валу двигателя 2, снабженную микропроцессором 24 5,

первым 25 и вторым 26 ЩИННЫМИ фОрМИ-

рователйми,.адресной шиной 27, оперативным 28 и постоянным 29 запоминающими устройствами j генератором 30 тактовой частоты, таймером 31, шинон 32. данных, интерфейсом 33,.аналого цифровьм34и цифроаналоговым 35 преобразователями.

Первая обмотка 5 первого электродвигателя 4 через дифференцирующую цепь 17 связана с выходом формирова- теля 15 случайных сигналов. Вторая обмотка 6 этого двигателя подключена к источнику 11 напряжения. Ban электродвигателя 4 кинематически связан с подвижным стержнями реостата 3,. электрически соединенного с нагрузочным генератором 1. Датчик 8-момента, установленный на валу используемого двигателя 2, подключена к входу системы 23 автоматического поддержания заданного значения коэффициента вариагщи момента, -выход которой через фазочувствительный усилитель 22 связан с первой обмоткой 19 второго электродвигателя 18. Вал электродвигателя 18 имеет кинематическую связь с осью вращения конденсатора 16 переменной емкости, установленного в формирователе 15 случайных сигналов. Вторая обмотка 20 электродвигателя 18 через конденсатор 21 подключена к источнику 11 напряжения . . Микропроцессор 24 системы 23 автоматического поддержания заданного значения коэффициента вариации момента связан с генератором 30 тактовой частоты, таймером 31, через первый шинный формирователь.25 и адресную шину 27 с оперативным 28 и постоянным 29 запоминающими устройствами, а через второй щинный формирователь 26 и шину 32 данных с интерфейсом 33. К входам интерфейса 33 подключены также аналого-цифровой 34 и цифроаналоговый 35 преобразователи. Выход цифроана- логового преобразователя 35 совмещен с выходом системы 23, а вход аналого-цифрового преобразователя 34 - с ее входом.

Стенд работает следующим образом. При испытании ДВС 2 сигнал от формирователя 15 случайных сигналов через дифференцирующую цепь 17 поступает на обмотку 5 электродвигателя 4. Этим осуществляется задание изменения момента на валу двигателя 2.. Колебания стержней реостата 3, а следовательно, и момент на валу двигателя 2 пропорциональны интегралу от угловой скорости электродвигателя 4 и изменяются по случайному закону с заданными значениями дисперсии, соответствующими реальным эксплуатационным значениям.

Сигнал от датчика 8 момента поступает на аналого-цифровой преобразователь 34, выходной сигнал последнего в параллельном коде подается на порты интерфейса 33. Обращение к портам интерфейса 33 ввода происходит по сигналу с выхода микропроцессора 24. Обработка сигналов вьтолняется микропроцессором 24, при этом сигналы проходят от оперативного 28 и постоянного 29 запоминаю цих-устройств посредством

адресной шины 27 и шинного формирователя 25 к-микропроцессору 24. Сигналы от микропроцессора 24 к шипе 32 данных поступают посредством шинного формирователя 26. В постоянном запоминающем устройстве 29 записана программа вычисления среднеквадратичного отклонения момента, среднего значения момента, а также программа вы- числегшя отношения среднеквадратичного отклонения момента к среднему его значению. Оперативное запоминающее устройство 28 используется для записи результатов промежуточных вычислений, сравнения-действительных значений коэффициента вариации момента, являющегося отношением среднеквадратичного отклонения момента к его среднему значению с заданными значениями. Таймером 31 вьщаются в определенное время команды управления и организуются временные задержки.

При уменьшении коэффициента вариации момента из-за действия возмущакэ- щих факторов на выходе цифроаналого- вого преобразователя 35 возникает сигнал, которьш посредством фазочув- ствител-ьного усилителя 22 подается на обмотку 19 управления реверсив- ным электродвигателем 18. Последний приходит во вращение и посредством редуктора поворачивает ось вращения третьего конденсатора 16 переменной емкости в направлении уменьшения емкости. Вращение оси конденсатора переменной емкости продолжается до тех пор, пока не установится задан- ное значение коэффициента вариации момента на валу двигателя внутреннего сгорания.

При увеличении, коэффициента вариации -момента на валу двигателя 2 сверх заданного значения.система 23 автоматического поддержания коэффи- цг-1ента вариации момента на валу испытуемого двигателя 2 работает анаогично, только в этом случае на ыходе цифроаналогового преобразоваеля 35 возникает сигнал противопоожной полярности, под действием коорого реверсивный электродвигатель 8 вращается в противоположном напралении, ось конденсатора 16 вращаетя также в противоположном направлеии, и заданное значение коэффии;иен- а вариации восстанавливается.

Таким образом, наличие в стенде истемы воспроизведения и поддержа-.

16

55

45

50

1601539

ния случайных моментов сопротивления на валу испытуемого двигателя, характеризующихся различными значениями (, коэффициента вариации, обеспечивает

реализацию в стендовых условиях заданных режимов нагружения с учетом коэффициента вариации, т.е. с учетом соотношения величин постоянной и пе0 ременной составляющих, а также поддержание коэффициента вариации случайной нагрузки на каком-то заданном режиме нагружения, тем самым повышается точность воспроизведения реаль5 ных эксапуатационных режимов работы двигателя.

о.рмула изобр етени

ы

20

30

Стенд для испытания двигателей внутреннего сгорания, содержащий нагрузочный генератор, электрически связанный с реостатом, стержни которого кинематически связаны с первым 25 электродвигателем,, снабженным двумя обмотками и первым конденсатором, датчик момента на валу двигателя, . преобразователь случайных сигналов вьтолненный в виде первого трансформатора, подключенного к источнику напряжения, вьтрямителя и сглаживающего фильтра, второй конденсатор, формирователь случайных сигналов, вьтолненный в виде двухкаскадного усилителя, 35 снабженного третьим конденсатором переменной емкости, включенным парап- лельно входу второго каскада усилителя, выход которого совмещен с выхо цом формирователя, дифференцирующую цель, второй электродвигатель; снабженньп1 двумя обмотками и четвертыми конденсаторами, фазочувствительный усилитель и схему управления второго электродвигателя, причем первая обмотка пер.вого электродвигателя связана через дифференцирующую цепь с выходом формирователя случайных сигналов, первая обмотка второго электродвигателя через фазочувствительный усилитель соединена с выходом схемы управления второго электродвигателя вход которой подключен к датчику момента, вторые обмотки первого и второго электродвигателей через со- 5 ответственно первый и четвертый конденсаторы подключены к источнику напряжения, вал второго электродвигателя кинематически связан с осью вращения третьего конденсатора, датчик

40

45

0

момента подключен к входу схемы управления второго электродвигателя, вьйсод ее соединен с фазочувствитель- ньы усилителем, а второй конденсатор включен на входе формирователя случайных сигналов, отличающийся тем, что, с целью повы- точности испытаний путем созда- режимов нагружения, характери- зз|ющихся заданным значением коэффициента, вариации момента нагрузки на в4лу двигателя внутреннего сгорания, управления второго электродви- г4теля выполнейа в виде системы ав- тфматического поддержания заданного значения коэффициента вариации мо- мЦта на валу двигателя, содержащей макропроцессор с четьфьмя входами, первый и второй шинные формирователи а|;ресную шину, оперативное и постоян н)эе запоминающие устройства, генера- TJop тактовой частоты, таймер, шину

данных, интерфейс с тремя входами, аналого-цифровой и цифроаналоговый преобразователи,, причем первый вход микропроцессора через первый шинный формирователь и адресную шину связан с оперативным и постоянным запоминающими устройствами, второй и третий входы микропроцессора соединены сот ответственно с генератором тактовой частоты и таймером, а четвертый вход микропроцессора через второй шинный формирователь и шину данных связан с первым входом интерфейса, второй и третий входы которого подключены к аналого-цифровому и цифроаналого- вому преобразователю, вход аналого- цифрового преобразователя совмещен с входом схемы управления второго электродвигателя, а выход цифроана- логового преобразователя совмещен с ее выходом.

Изобретение относится к испытаниям двигателей внутреннего сгорания, в частности, к испытательным стендам. Целью изобретения является повышение точности воспроизведения режимов нагружения двигателей, характеризующихся заданным значением коэффициента вариации момента нагрузки на валу. Поставленная цель достигается тем, что в стенде, содержащем нагрузочный генератор 1, реостат 3, стержни которого кинематически связаны с валом первого электродвигателя 4, формирователь 15 случайных сигналов, подключенный к одной из двух обмоток электродвигателя 4 через дифференцирующую цепь 17, преобразователь 9 случайных сигналов, второй электродвигатель 18, вал которого кинематически связан с осью вращения конденсатора 16 переменной емкости, установленного в формирователе 15, а одна из двух обмоток электродвигателя 18 через фазочувствительный усилитель 22 подключена к выходу схемы управления, вход которой связан с датчиком 8 момента на валу испытуемого двигателя 2,схема управления вторым электродвигателем 18 выполнена в виде системы 23 автоматического поддержания заданного значения коэффициента вариации момента на валу двигателя, определяемого как отношение среднеквадратичной величины отклонения момента к его среднему значению. С этой целью система 23 содержит микропроцессор 24, оперативное 28 и постоянное 29 запоминающие устройства, интерфейс 33, шину 32 данных и адресную шину 27 с шинными формирователями 26 и 25, генератор 30 тактовой частоты, таймер 31, цифроаналоговый 35 и аналого-цифровой 34 преобразователи. 1 ил.