Стенд для исследования динамики дизеля Советский патент 1992 года по МПК G01M15/00 

СО

с

Сущность изобретения: после запуска дизеля 1 на обмотку 3 возбуждения электротормоза 2 через автотрансформатор 8, трансформатор 9, выпрямитель 10 и сглаживающий фильтр 11 подают напряжение постоянного тока, регистрируемое прибором 12. С момента подачи напряжения на обмотку 4 возбуждения в динамической системе стенда возникают переходные процессы: изменяется момент на валу двигателя, перемещается рейка топливного насоса, а также изменяется частота вращения коленчатого вала двигателя. Сигналы с датчиков 5,6 и 7 частоты вращения, момента и перемещения рейки поступают на соответствующие входы регистрирующего записывающего устройства 13. Таким образом на предлагаемом стенде обеспечивается возможность определения переходных характеристик двигателя.3 ил.

VI о

00

ю

ю ю

Изобретение относится к двигателест- роению и может быть использовано при ис- следовании динамики двигателей внутреннего сгорания.

Известен стенд для испытания двигателя внутреннего сгорания, содержащий нагрузочное устройство, иполнительный механизм нагрузки, схему управления, выполненную в виде датчика случайных сигналов и преобразователя (см. а.с. СССР № 1343268, кл. G 01 М 15/00, 1985). Недостатком известного стенда является то, что он обладает ограниченными технологическими возможностями, так как на нем не обеспечивается возможность определения переходных характеристик двигателя, представляющих их себя изменение частоты и перемещения рейки топливного насоса во времени при скачкообразном изменении момента на валу двигателя.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому стенду является стенд для воспроизведения колебаний момента сопротивления, дествующего на вал дизеля, содержащий дизель, коробку передач, маховики, два электрических тормоза с обмотками возбуждения, систему управления, включающую в себя автотрансформаторы, трансформаторы, выпрямители, сглаживающие фильтры (см. В.В.Куприянчик, В.В.Геращенко. Стенд для вопроизведения колебаний момента сопротивления, действующего на вал дизеля. - Двигателестрое- ние. -1990, -№2, С. 19,35).

Недостатком известного стенда, принятого за прототип, является его недостаточная информативность при исследовании дизеля.

Указанный недостаток обусловлен тем, что на известном стенде не обеспечивается возможность определения таких динамических характеристик двигателя внутреннего сгорания как переходные характеристики, представляющие из себя реакции положения рейки топливного насоса и изменение частоты вращения вала при скачкообразном изменении момента сопротивления на валу, а также не представляется возможным регистрировать скачкообразное воздействие на динамическую систему стенда одновременно с регистрацией положения рейки и изменения частоты вращения вала. Поэтому известный стенд обладает недостаточной информативностью.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей стенда путем обеспечения возможности определения переходных характеристик двигателя.

Указанная цель достигается тем, что в стенде для исследования динамики двигателей внутреннего сгорания, содежащем дизель, электротормоз с двумя обмотками

5 возбуждения, кинематически соединенный с валом дизеля, датчики частоты вращения и момента, установленные на валу, датчик перемещения рейки топливного насоса дизеля, последовательно соединенные авто0 трансформатор,трансформатор,

выпрямитель, сглаживающий фильтр, выводы которого параллельно подключены к первой обмотке возбуждения и первому регистрирующему прибору, регистрирующее

5 записывающее устройство, согласно изобретению регистрирующее записывающее устройство выполнено с четырьмя входами, первый, второй и третий входы которого подключены соответственно к датчикам мо0 мента, частоты вращения и перемещения рейки топливного насоса, а стенд снабжен подключенным ко второй обмотке возбуждения и к четвертому входу регистрирующего записывающего устройства

5 регулируемым источником постоянного тока и установленными на выходе последнего коммутатором и дополнительным регистрирующим прибором.

Наличие в стенде для исследования ди0 намики двигателей внутреннего сгорания регистрирующего записывающего устройства с четырьмя входами, первый, второй и третий входы которого подключены соответственно к датчикам момента, частоты вра5 щения и перемещения рейки топливного насоса, четвертый вход - к регулируемому источнику постоянного тока с установленными на выходе последнего коммутатором и дополнительным регистрирующим прибо0 ром позволяет установить на выходе регули- руемого источника постоянного тока напряжение, равное 15% от уровня, соответствующего номинальной нагрузки двигателя при отключенном коммутаторе и тем

5 самым при включении коммутатора скачкообразно подать это напряжение одновременно на вторую обмотку возбуждения и на четвертый вход регистрирующего записы- Baiouiero устройства, записать переходные

0 характеристики момента на валу двигателя, переходные процессы изменения частоты вращения вала и перемещения рейки топливного насоса двигателя, далее определить по полученным данным: передаточную

5 функцию электротормоза, передаточнук функцию двигателя в координатах момент- рейка и передаточную функцию двигателя в координатах момент-частота вращения имея которые построить переходные характеристики двигателя: перемещения рейку

топливного насоса и изменения частоты вращения вала.

На фиг. 1 изображена общая схема стенда; на фиг. 2 - осциллограммы: скачкообразного изменения напряжения на обмотке возбуждения электротормоза при включении коммутатора (кривая 1), переходная характеристика электротормоза (кривая 2), переходный процесс перемещения рейки топливного насоса (кривая 3); на фиг. За

-примерный вид переходной характеристики двигателя по рейке; на фиг. 36 - пример- ный вид переходной характеристики двигателя по частоте вращения.

Стенд содержит(фиг.1) дизель 1, электротормоз 2 с обмоткой возбуждения 3 и обмоткой 4 возбуждения, кинематически соединенный с валом дизеля 1, датчик 5 частоты вращения, датчик 6 момента, установленные на валу дизеля 1, датчик 7 перемещения рейки топливного насоса дизеля 1, последовательно соединенные автотрансформатор 8, трансформатор 9, выпрямитель 10, сглаживающий фильтр 11, выводы которого параллельно подключены к обмотке 3 возбуждения и регистрирующему прибору 12, регистрирующее записывающее устро- ство 13, имеющее входы 14,15,16 и 17, при этом входом 14 оно подключено к датчику 6 момента, входом 15 - к датчику 5 частоты вращения, входом 16 - к датчику 7 перемещения рейки топливного насоса, входом 17

-к обмотке 4 возбуждения электротормоза 2 и параллельно - к регулируемому источнику 18 постоянного тока, на выходе которого установлены коммутатор 19 и дополнительный регистрирующий прибор 20.

Стенд работает следующим образом.

После запуска дизеля 1 на обмотку 3 возбуждения электротормоза 2 посредством автотрансформатора 8, трансформатора 9, выпрямителя 10, сглаживающего фильтра 11 подается напряжение постоянного тока, регистрируемое прибором .соответствующее 5% от номинального момента дизеля. При отключенном положении коммутатора 19 на выходе регулируемого источника 18 постоянного тока устанавливается напряжение, равное 15% от уровня, соответствующего номинальной нагрузке дизеля. Затем включается коммутатор 19 и тем самым скачкообразно подается напряжение одновременнно на обмотку 4 возбуждения электротормоза 2 и на вход 17 регистрирующего записывающего устройства 13. Это напряжение показано на фиг. 2 цифрой 1. С момента подачи напряжения на обмотку 4 возбуждения электротормоза 2 в динамической системе

стенда возникают переходные процессы: изменяется момент на валу двигателя как показано на фиг. 2 цифрой 2, перемещается рейка топливного насоса, как показано на

фиг. 2 цифрой 3, а также изменяется частота вращения коленчатого вала двигателя. Эти процессы в виде сигналов подаются на соответствующие входы регистрирующего записывающего устройства 13, изменение

0 момента на валу двигателя есть переходная характеристика электротормоза 2. Переходный процесс перемещения рейки топливного насоса двигателя есть результат прохождения сигналов в динамической сис5 теме обмотка возбуждения электротормоза 2 - рейка топливного насоса, поэтому передаточная функция этой динамической системы есть произведение передаточных функций электротормоза и элементов дви0 гателя между его валом и рейкой топливного насоса, а передаточная функция двигателя в координатах момент на валу - рейка находится как результат деления передаточной функции этой динамической системы на

5 передаточную функцию электротормоза. Передаточная функция электротормоза находится известным методом площадей по переходной функции электротормоза, передаточная функция динамической системы

0 обмотка возбуждения электротормоза - рейка находится по переходной характеристике, обозначенной на фиг.2 цифрой 3. Передаточная функция двигателя в координатах вал двигателя - рейка нахо5 дится делением передаточной функции динамической системы на передаточную функцию электротормоза. По ней строим переходную характеристику двигателя в координатах момент на валу - перемещение

0 рейки топливного насоса двигателя. Аналогично вычисляется передаточная функция двигателя в координатах момент на валу - частота вращения вала двигателя и строится переходная характеристика двигателя в

5 координатах момент на валу - частота вращения вала. После окончания переходных процессов в двигателе с помощью коммутатора 19 источник постоя иного тока отключается.

0 Таким образом, на предлагаемом стенде обеспечивается возможность определения переходных характеристик двигателя в координатах момент на валу - перемещение рейки и момент на валу-частота вра5 щения вала, примерный вид которых изображен на фиг. За и 36.

Формула изобретения Стенд для исследования динамики дизеля, содержащий электротормоз с двумя обмотками возбуждения, кинематически соединенный с валом дизеля, датчики частоты вращения и момента, установленные на валу, датчик перемещения рейки топливного насоса дизеля, регистрирующий прибор, последовательно соединенные автотрансформатор, трансформатор, выпрямитель и сглаживающий фильтр, выводы которого подключены к первой обмотке возбуждения и к регистрирующему прибору, и регистрирующее записывающее устройство, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей стенда, регистрирующее записывающее устройство

0

выполнено с четырьмя входами, три из которых подключены соответственно к датчикам момента, частоты вращения и перемещения рейки топливного насоса, а стенд снабжен коммутатором, регулируемым источником постоянного тока, подключенным к второй обмотке возбуждения и к четвертому входу регистрирующего записывающего устройства через коммутатор, и дополнительным регистрирующим прибором, подключенным к выводам дополнительного источника постоянного тока.

Фиг 2

и

}

Фиг. 5