Способ стендовых испытаний двигателей преимущественно стартерного типа и устройство для его осуществления Советский патент 1991 года по МПК G01M15/00 

. Фиг.з

с ним вал электромагнитного тормоза 2 и разгоняют их, измеряют частоту вращения валов и вырабатывают управляющее напряжение, В момент достижения первой эталонной частоты вращения накопитель 9 энергии подключают к обмотке возбуждения электромагнитного тормоза 2, После достижения второй эталонной частоты вращения в момент, когда управляющее напряжение блока 7 управления превысит на- пряжение на накопителе 9 энергии, управляющее напряжение посредством коммутатора 14 подключают к обмотке возбуждения электромагнитного тормоза 2 и обеспечивают установившееся значение

второй эталонной частоты вращения и крутящего момента испытуемого двигателя. При достижении установившегося значения упомянутых показателей двигателя формируют команду на измерение величины крутящего момента, развиваемого испытуемым двигателем, расхода и давления воздуха на входе в гневмодвигатель. При реализации способа с, помощью предлагаемого устройства достижения установившихся показателей испытуемого двигателя приближается к теоретически возможному, следствием чего является повышение точности результатов испытаний. 2 с и 4 з.п.ф-лы, 4 ил

Изобретение относится к испытательной технике, в частности к стендам для испытания двигателей стартерного типа, предназначенных для пуска двигателей внутреннего сгорания. Целью изобретения является повышение точности результатов испытаний двигателей с быстроизменяющимися во времени характеристиками за счет формирования закона нагружения, близкого к реальным условиям и уменьшения времени разгона испытуемого двигателя до момента достижения установившихся показателей работы. Поставленная цель достигается тем, что приводят во вращение вал испытуемого двигателя 1 и соединенный с ним вал электромагнитного тормоза 2 и разгоняют их, измеряют частоту вращения валов и вырабатывают управляющее напряжение. В момент достижения первой эталонной частоты вращения накопитель 9 энергии подключают к обмотке возбуждения электромагнитного тормоза 2. После достижения второй эталонной частоты вращения в момент, когда управляющее напряжение блока 7 управления превысит напряжение на накопителе 9 энергии, управляющее напряжение посредством коммутатора 14 подключают к обмотке возбуждения электромагнитного тормоза 2 и обеспечивают установившееся значения второй эталонной частоты вращения и крутящего момента испытуемого двигателя. При достижении установившегося значения упомянутых показателей двигателя формируют команду на измерение величину крутящего момента, развиваемого испытуемым двигателем, расхода и давления воздуха на входе в пневмодвигатель. При реализации способа с помощью предлагаемого устройства время достижения установившихся показателей испытуемого двигателя приближается к теоретически возможному, следствием чего является повышение точности результатов испытаний.

Изобретение относится к испытательной технике, в частности к стендам для испытания двигателей стартерного типа, предназначенных для пуска двигателей внутреннего сгорания.

Цель изобретения - повышение точности результатов испытаний двигателей с бы- стросменяющимися во времени характеристиками за счет формирования закона нагружения, близкого к реальным условиям, и уменьшения времени разгона испытуемого двигателя до момента достижения установившихся показателей работы.

На фиг. 1 приведены временные диаграммы процесса разгона и нагружения испытуемого двигателя в идеализированном случае (а), в случае одновременного разгона и нагружения (б), в случае нагружения при достижении эталонного значения частоты вращения (в), в случае применения предлагаемого способа (г), на фиг. 2 - принципиальная схема стенда для испытания пускового пневмодвигателя; на фиг, 3 - функциональная схема устройства стенда; на фиг. 4 - функциональная схема устройства, вариант.

Способ заключается в следующем

Перед началом испытаний двигателя стартерного типа вал двигателя соединяют с валом тормозного устройства и заряжают накопитель энергии. Затем с помощью пускового устройства приводят во вращение вал испытуемого двигателя совместно с валом тормозного устройства, измеряют частоту вращения вала двигателя и при достижении первой эталонной частоты вращения, равной 0,96-0,97 номинальной величины установившегося режима, нагружают тормозное устройство1 путем подключения его к накопителю энергии. После достижения второй эталонной частоты, т е.

номинальной частоты вращения установившегося режима, когда воздействие накопителя энергии вследствие его разряда становится потенциально меньше воздействия, необходимого для поддержания установившегося режима работы испытуемого двигателя, на тормозное устройство подают управляющее воздействие, вырабатываемое блоком управления, и тем самым обеспечивают установившиеся значения второй

эталонной частоты вращения и крутящего момента испытуемого двигателя. Затем измеряют показатели двигателя согласно программе испытаний.

Стенд, реализующий предлагаемый

способ, содержит испытуемый двигатель 1, электромагнитный тормоз 2, датчик 3 частоты вращения, датчик 4 крутящего момента, измерительное устройство 5, устройство 6 пуска двигателя, блок 7 управления,второй

источник 8 постоянного тока, накопитель 9 энергии, выполняемый в виде последовательно соединяемых зарядного устройства 10 и конденсаторной батареи 11, дозирующее устройство 12, ключ 13, коммутатор 14,

компаратор 15, Электромагнитный тормоз 2 выполнен с обмоткой возбуждения, подключенной через коммутатор к выходам блока 7 управления и ключа 13, подключаемого к конденсаторной батарее 11, управляющий

вход ключа 13 через компаратор 15 связан с выходом датчика 3 частоты вращения. Блок 7 управления своими входами соединен с выходами датчика 3 частоты вращения, источника 8 постоянного тока и устройства 6

пуска двигателя. Выход последнего связан также через дозирующее устройство 12 с входом ключа 13.

Дозирующее устройство 12 выполнено в виде последовательно соединенных схемы 16 задержки и второго ключа 17с управляющим входом, связанным с разрядным резистором 18.

Зарядное устройство 10 выполнено в виде последовательно соединяемых источника 19 высокого напряжения и зарядного резистора 20.

Устройство 6 пуска двигателя содержит первый источник 21 постоянного тока, орган 22 пуска, пневматический вентиль 23 с управляемым клапаном 24, последовательно соединяемые компрессор 25, воздушный ресивер 26 и редукционный клапан 27. Орган 22 пуска снабжен двумя выходами, первый из которых совмещен с выходом устройства 6 пуска двигателя, з второй связан с управляемым клапаном 24 вентиля 23. Пневматический вентиль 23 включен в связь редуки- энного клапана 24 и испытуемого двигателя 1.

Канал связи датчика 4 крутящего момента и измерительного устройства 5 дополнительно содержит второй компаратор 28, фильтр 29 низкой частоты, схему 30 совпадения и реле 31 времени. Датчик 4 крутящего момента подключен к первому входу второго компаратора 28 и через фильтр 29 низкой частоты - к его второму входу, выход второго компаратора 28 подключен к первому входу схемы 30 совпадения и через реле 31 времени - к ее второму входу, выход последней соединен с дополнительным входом измерительного устройства 5.

Устройство, реализующее предлагаемый способ, работает следующим образом.

До начала испытаний конденсаторную батарею 11 заряжают от источника 19 высокого напряжения. Посредством компрессора 25 ресивер 26 заполняют сжатым воздухом. С помощью редукционного клапана 27 задают давление перед вентилем 23. Переключателем блока 7 управления задают значение второй эталонной частоты вращения испытуемого пневмодвигателя, при которой необходимо определить мгновенную величину развиваемого им крутящего момента. По команде Пуск открывают посредством пускового органа 22 и клапана 24 вентиль 23. Одновременно сигнал поступает на дозирующее устройство 12. Сжатый воздух поступает в пневмодвигатель 1, вал которого начинает вращаться совместно с ротором электромагнитного тормоза 2. При этом обмотка возбуждения электромагнитного тормоза обесточена и пневмодвигатель увеличивает частоту вращения, преодолевая лишь инерцию вращающихся масс. Во время разгона пневмодвигателя до пер- 5 вой эталонной частоты вращения, равной 96-97% от значения второй эталонной частоты вращения, с помощью дозирующего устройства 12 осуществляют частичную разрядку конденсаторной батареи 11 до вели0 чины, необходимой и достаточной для быстрого возникновения в обмотке возбуждения тормоза 2 тока такой величины, чтобы тормозной момент был близок по величине крутящему моменту пневмодвигателя на

5 данной частоте вращения и при установленном давлении воздуха на входе в пневмодвигатель.

При достижении первой эталонной частоты вращения срабатывает компаратор 15

0 и посредством ключа 13 подключают подготовленную конденсаторную батарею 11 к обмотке электромагнитного тормоза через коммутатор 14. В обмотке тормоза высокое напряжение конденсаторной батареи

5 создает тормозной ток. Напряжение на батарее быстро падает. За время разряда конденсаторной батареи частота вращения вала пневмодвигателя достигает значений второй эталонной частоты. С

0 помощью датчика 3 измеряется частота вращения валов испытуемого двигателя и тормоза и в управляющем блоке вырабатывается управляющее напряжение. В момент, когда напряжение на

5 конденсаторной батарее 11 становится меньше управляющего напряжения, вырабатываемого блоком 7 управления, коммутатор 14 отключает от обмотки тормоза конденсаторную батарею 11 и подключает

0 к этой обмотке большее из напряжений, а именно то, которое вырабатывает блок 7 управления. Этот блок, вступая в работу и регулируя величину тока, поддерживает значение второй эталонной чистоты вра5 щения вала испытуемого двигателя. Безынерционное переключение коммутатора не вызывает кратковременного обрыва цепи тока обмотки возбуждения.

Элементы 28-31 анализируют текущее

Q состояние процесса достижения установившихся значений частоты вращения и крутящего момента, развиваемого пнев- модвигателем (фиг. 4). Если в течение времени, определяемого реле 31 времени,

5 напряжение на выходе датчика 4 изменяет- ся не более чем на 1%, на измерительное устройство 5 со схемы 30 совпадения поступает команда на запоминание текущего знз- ченйя крутящего момента, тем самым обеспечивается точная фиксация момента

достижения установившихся показателей работы пневмодвигателя. В этот момент формируют также команды на измерение С помощью устройства 5 давления воздуха на входе в пневмодвигатель и расхода воз- Духа.

При использовании предлагаемых спо- };оба и устройства время туст достижения установившихся значений второй эталонной частоты (пуст) вращения и крутящего момента (Муст) приближается к теоретически возможному.

Следствием уменьшения величины густ является повышение точности определе- ля развиваемого испытуемым двигателем крутящего момента, расхода воздуха и давления его на входе в испытуемый двигатель.

«

Формула изобретения

1,Способ стендовых испытаний двигателей преимущественно стартерного типа, заключающийся в том, что приводят во Йращение вал испытуемого двигателя и соединенный с ним вал тормозного устройства, измеряют частоту вращения валов Двигателя и вырабатывают управляющее воздействие на тормозные устройства, а после достижения установившегося значения крутящего момента испытуемого дви- г|ателя измеряют его показатели, о т л и- ч ающийся тем, что, с целью повышения точности результатов испытаний, перед их Началом заряжают накопитель энергии и за- Дают два эталонных значения частоты вра- ьдения испытуемого двигателя, которые соответствуют величинам 0,96-0,97 и 1,0 от номинальной частоты вращения, затем в момент достижения первой эталонной частоты нагружают тормозное устройство путем подключения его к накопителю энергии, а После достижения второй эталонной частоты, когда воздействие наполнителя энергии вследствие его разряда станет потенциально меньше управляющего воздействия, последнее подают на тормозное устройство и тем самым обеспечивают установившееся значение второй эталонной частоты вращения и крутящего момента испытуемого двигателя.

орган пуска, отличающееся тем, что, с целью повышения точности результатов, тормозное устройство выполнено в виде электромагнитного тормоза с обмоткой возбуждения, а стенд дополнительно снабжен блоком управления с тремя входами, вторым источником постоянного тока, накопителем энергии, выполненным в виде последовательно соединенных зарядного

устройства и конденсаторной батареи, дозирующим устройством, ключом с управляющим входом, коммутатором с двумя входами и компаратором, причем накопитель энергии совместно с выходом дозирующего устройства подключен к второму входу коммутатора, выход которого связан с обмоткой возбуждения электромагнитного тормоза, первые два входа блока управления подключены соответственно к

выходам датчика частоты вращения и второго источника постоянного тока, третий вход блока управления и вход дозирующего устройства соединены с выходом устройства пуска двигателя, вход компаратора подключен к выходу датчика частоты вращения, а его выход подсоединен к управляющему входу ключа.

причем первый выход органа пуска совмещен с выходом устройства пуска двигателя, его вход подключен к первому источнику постоянного тока, второй выход органа пуска связан с управляемым клапа

ном пневматического вентиля, а сам вентиль включен в связь редукционного клапана и испытуемого двигателя.

низкой частоты, схему совпадения с двумя входами и реле времени, а измерительное устройство снабжено дополнительным входом, причем датчик крутящего момента дополнительно подключен к первому входу второго компаратора и через фильтр низкой

/7

Нк

ггуаА

МК уст

Ј±

П

Нк

Пуст

Ъ

хуап

частоты - к его второму входу, выход второго компаратора подключен к первому входу схемы срвпадения и через реле времени - к ее второму входу, выход последней соединен с дополнительным входом измерительного устройства.

уст

у V N

У3

I ±

Фив. 2