Способ определения величины механических потерь двигателя внутреннего сгорания Советский патент 1992 года по МПК G01M15/00 G01L23/22 

Изобретение относится к автомобилестроению и предназначено для определения механических потерь в двигателе внутреннего сгорания, а именно многоцилиндровых двигателях. Изобретение может быть использовано в двигателе- и машиностроении.

В автомобилестроении известны способы для определения механических потерь в двигателе внутреннего сгорания, заключающиеся в том, что производят измерение мощностей двигателя при работе без включения цилиндров и при периодическом выключении цилиндров и определяют разность величин мощностей. Эта разность и представляет величину механических потерь. Но этим нельзя достичь полной симметрии мощностей, так как на режиме работы у дизелей с выключением одного цилиндра существенно изменяется положение других цилиндров.

Известно также решение, при котором компенсируется изменение пополнения работающих цилиндров дросселированием

двигателя на впуске. Однако предполагаемое решение не может обеспечить высокой точности результатов. Поэтому данный метод не может быть реализован для широкого применения.

Наиболее близким техническим решением является способ для определения механических потерь в двигателе внутреннего сгорания путем прокручивания его от внешнего источника энергии через вал отбора мощности двигателя и по величине затраченной мощности судят о механических потерях.

Так как условия работы двигателя, работающего под нагрузкой в реальных условиях отличны от условий работы прокручиваемого двигателя, этот способ имеет ряд недостатков по следующим параметрам: по температуре деталей центральной поршневой группы; по величине зазора между поршнем и гильзой цилиндра, а следовательно, по толщине и вязкости масляной пленки между поршнем и гильзой цилиндра. Следо(Л

С

х4

sl

-N ND О О

вательно, этот способ не может точно определить величину механических потерь.

Целью изобретения является повышение точности измерения величины механических потерь.

Указанная цель достигается тем, что двигатель нагружают тормозным устройством, а прокручивание двигателя осуществляют от внешнего источника сжатого воздуха, причем параметры сжатого возду- ха перед впуском в цилиндр стабилизируют по температуре и давлению, значения которых подбирают.в соответствии с номиналь- ными параметрами рабочего тела нагруженного двигателя, измеряют среднее индикаторное давление сжатого воздуха по цилиндрам, вычисляют индикаторную мощность двигателя сравнивая последнюю с эффективной мощностью на валу двигателя, определяют величину механических потерь.

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявляемый способ отличается тем, что двигатель нагружают тормозным устройством, прокручивают сжатым воздухом, который стабилизирован по давлению и температуре. Сравнение заявляемого решения не только с прототипом, но и с другими техническими решениями позволяют выявить в них признаки, отличающие заявляемое решение от прототипа, что позволяет сделать вывод о соответствии критерию существенные отличия.

На чертеже приведена схема реализации способа определения механических потерь двигателя внутреннего сгорания.

На схеме обозначены: испытуемый поршневой двигатель 1, погрузочное устройство 2, воздушный баллон 3, от которого по трубопроводу 4 воздух подается к распределителю 5 дискового типа. Вращение рас- пределителя осуществляется- от распределительного вала двигателя 6. От распределителя воздух поступает во впускной клапан 7, давление фиксируется датчиком 8, установленным на каждом цилиндре 9 двигателя. Сигнал от датчика идет на записывающее устройство 10. Контроль величины нагрузки осуществляется динамометром 11 тормозного устройства.

Способ реализуется следующим обра- зом. Сжатый воздух, стабилизированный по температуре и давлению, которые создаются путем закаливания воздуха с помощью электрокомпрессора, из воздушного балло- на 3 .по трубопроводу 4 поступает к распределителю 5 дискового типа. Деталью, реализующей подачу воздуха, является диск. Подача воздуха в цилиндры должна быть произведена в строго определенный

момент, т.е. когда поршень, пройдя ВМТ, находится еще вблизи ее. От распределителя сжатый воздух поступает к впускному клапану 7, работающему в автоматическом режиме, т.е. воздух, поступивший от воздухораспределителя, открывает клапан, попадает в цилиндр двигателя 1, нагруженного тормозным устройством 2, и прокручивает двигатель. На каждый цилиндр 9 устанавливают датчик 8 давления воздуха. Производят запись быстроизменяющихся давлений в цилиндрах испытуемого двигателя, для чего используют записывающее устройство 10. В результате на бумаге барабана записывающего устройства будут получены точки, определяющие давление в цилиндре. Контроль величины нагрузки определяют по силе на плечо динамометра 11. Использование сжатого воздуха, стабилизированного по давлению и температуре, для прокручивания двигателя под нагрузкой обеспечивает стабильность измерения индикаторного давления по цилиндрам двигателя, а следовательно, получение стабильных значений среднего индикаторного давления, что повышает точность измерений, которые не зависят от неравномерности работы топливной аппаратуры (протекания процессов сгорания) и, как следствие, неравномерности протекания индикаторного давления по цилиндрам и последующего среднего индикаторного давления и температурного режимов двигателя.

Представлена формула

О)

(л)

Ме Mi

Р С

Pi К

где Me - эффективный крутящий момент двигателя;

Mi - индикаторный момент двигателя;

Р - показатель динамометра;

PI - среднее индикаторное давление;

k - постоянная для данного типа двига- теля и равна

V S I AD 2 аh i

60m

60m

где Vs - тактность двигателя;

D - диаметр цилиндра;

R - радиус кривошипа;

} - число цилиндров.

Индицирование двигателя делается с целью определения среднего индикаторного давления по цилиндрам. Значение результата среднего индикаторного давления сравнивают с показателями силы на плечо динамометра 11. Находим механический

КПД двигателя, который отражает величину механических потерь.

Стендовые испытания двигателя Ка- МАЗ-740 проводились при следующих граничных условиях:

Температура масла tM 92°С;

Температура охлаждающей воды т.в 95°С;

Частота вращения коленчатого вала п 1500 об/мин:

Нагрузка на электрическом тормозе Р 95 кг.

Величина механических потерь определялась методом отключения цилиндров и методом прокручивания двигателя под на- грузкой сжатым воздухом, стабилизирован- ным давлению и температуре. Результаты измерений повторялись на каждом цилиндре 12 раз. Затем полученные значения обрабатывались на среднестати- ческое значение с вероятностью 0,85%.

Результаты испытаний показывают преимущество определения механического КПД методом прокручивания двигателя под нагрузкой сжатым воздухом, стабилизиро- ванным по температуре и давлению.

Формула изобретения Способ определения величины механических потерь двигателя внутреннего сгорания, заключающийся в том, что двигатель прокручивают от постороннего источника энергии и по величине затраченной мощности судят о величине механических потерь, отличающийся тем, что, с целью повышения точности определения механических потерь, испытуемый двигатель нагружают тормозным устройством, а прокручивание двигателя осуществляют от внешнего источника сжатого воздуха, причем параметры сжатого воздуха перед впуском в цилиндры стабилизированы по температуре и давлению, значения которых подбирают в соответствии с номинальными параметрами рабочего тела нагруженного двигателя, измеряют среднеиндикаторное давление сжатого воздуха по цилиндрам, вы- числяют индикаторную мощность двигателя и, сравнивая последнюю с эффективной мощностью на валу двигателя, определяют величину механических потерь.

Использование: в автомобилестроении, позволяет повысить точность измерения величины механических потерь в ДВС. Сущность изобретения: двигатель нагружают тормозным устройством и прокручивают, используя сжатый воздух от внешнего источника, причем параметры сжатого воздуха перед впуском в цилиндры стабилизируют по температуре и давлению. 1 ил.