Стенд для испытания двигателяВНуТРЕННЕгО СгОРАНия Советский патент 1981 года по МПК G01M15/00 

1

Изобретение относится к испытательной технике, в частности к стендам для испытания двигателей внутреннего сгорания.

Известны стенды для испытания двигателя внутреннего сгорания, содержащие нагрузочное устройство с исполнительным механизмом регулирования частоты, исполнительный механизм регулирования нагрузки, связанный с дроссельной заслонкой двигателя, датчик обратной связи, импульсаторы разгона-торможения нагрузочного устройства и открытия-закрытия заслонки, преобразователь частоты вращения в электрический сигнал со схемой сравнения, генератор импульсов и программное устройство, выполненное в виде программоносителя и связанных с ним реле времени и задатчиков частоты вращения, нагрузки, длительности режимов и углового ускорения, причем программоноситель связан с импульсатором открытия-закрытия заслонки и с преобразователем частоты со схемой сравнения, соединенной с датчиком обратной связи 1.

Недостатком этих стендов является то, что на них нельзя регулировать длительность переходных процессов на режимах разгона и торможения двигателя с различными ускорениями.

Цель изобретения - повыщение точности имитации переходных процессов.

Поставленная цель достигается тем, что стенд содержит первую и вторую схему совпадения, логический элемент ИЛИ, схему торможения и тнристорные преобразователи, причем схема торможения подключена к импульсатору открытия-закрытия заслонки и связана через один из тиристорных

преобразователей с исполнительным механизмом регулирования нагрузки, выход преобразователя частоты подключен параллельно к обеим схемам совпадения, при этом к двум входам первой схемы совпадения подключены генератор импульсов и программоноситель, к второму входу второй схемы совпадения - программоноситель, а выходы схем совпадения через схему ИЛИ, импульсатор разгона-торможения, связанный с програм моносителем, и другой тиристорный преобразователь соединены с исполнительным механизмом регулирования частоты. Стенд дополнительно содержит задатчик количества циклов,

включенный между программоносителем и реле времени.

Па чертеже дана структурная схема предлагаемого стенда.

Стенд для испытания двигателя внутреннего сгорания содержит нагрузочное устройство 1 в виде балансирной машины постоянного тока, исполнительные механизмы 2 и 3 регулирования частоты и регулирования нагрузки соответственно, связанные с реостатом 4 возбуждения балансирной машины и /дроссельной заслонкой 5 испытуемого двигателя, программное устройство 6, включающее реле 7 времени, задатчики длительности 8, частоты враш,ення 9 и нагрузки 10, программоноситель И, преобразователь частоты вращения, в электрический сигнал со схемой 12 сравнения, генератор 13 импульсов, импульсаторы 14 и 15 разгона-торможения нагрузочного устройства и открытия-закрытия дроссельной заслонки 5 соответственно, задатчик 16 ускорения, схемы 17 и 18 совпадения, логический элемент ИЛИ 19, тиристорные преобразователи 20 и 21, схему 22 торможения, задатчик 23 количества циклов, вал 24, соединяющий исиытуемый двигатель 25 с нагрузочным устройством 1, и датчик 26 обратной связи. Задатчик 16 ускорения через программоноситель 11 соединен с входом импульсатора 14, второй вход которого через логический элемент ИЛИ 19 связан со схемами 17 и 18 совпадения. Иервые входы последних соединены с выходом схемы 12 сравнения, второй вход схемы 17 совпадения подключен к выходу генератора 13 импульсов, а третий вход этой схемы и второй вход схемы 18 совпадения - к выходам программоносителя И. Выход импульсатора 14 через тиристорный преобразователь 20 связан с исполнительным механизмом 2. Один вход импульсатора 15 через программоноситель И подключен к задатчику 10 нагрузки, другой вход - к другому выходу программоносителя 11, а выход через схему 22 торможения и тиристорный преобразователь 21 связан с исполнительным механизмом 3 регулирования нагрузки. Программное устройство 6 снабжено задатчиком 23 количества циклов, вход которого связан с одним из выходов программоносителя 11, а выход подключен к реле 7 времени. Перед началом работы в автоматическом режиме ручным управлением запускают нагрузочное устройство 1 и испытуемый двигатель 25 и обеспечивают режим холостого хода двигателя. При подаче команды «Пуск на реле 7 времени начинается автоматический режим. Программоноситель 11 включает первый режим программы, соответствующий холостому ходу. По истечении времени, заданного на задатчике 8 длительности режима, реле 7 времени вырабатывает импульс на включение программоносителя 11, в качестве которого может быть использован шаговый искатель, перфорированная лента либо магнитная лента. Программоноситель 11 автоматически переключается на второй режим нрограммы, соответствующий разгону двигателя до определенной частоты вращения. С помопдью программоносителя задатчик 9 частоты вращения подключается к преобразователю со схемой 12 сравнения, задатчик 16 - к входу импульсатора 14, а задатчнк 10 нагрузки- к входу импульсатора 15. Одновременно с программоносителя И импульсы запуска поступают на импульсатор 15 и через схему 18 совпадения и логический элемент ИЛИ - на имнульсатор 14. Импульсатор 15 сразу вырабатывает импульс управления, который через схему 22 торможения и тиристорный преобразователь 21 включает исполнительный мехаиизм 3 на открытие дроссельной заслонки 5. Величина угла открытия дроссельной заслонки 5 определяется заданной нагрузкой на задатчике 10. Импульсатор 14 запускается при поступлении на схему 18 совпадения от преобразователя частоты вращения в электрический сигнал разрещающего потенциала. Преобразователь выдает этот потенциал только в том случае, если частота вращения вала 24 меньше частоты, установленной на задатчике 9. Таким образом, оба механизма начинают работать почти одновременно. Привод дроссельной заслонки 5, обладая высоким быстродействием, в течение секунды открывает ее (как это делает водитель при разгоне- автомобиля) и испытуемый двигатель 25 начинает набирать обороты и развивать мощность на валу 24. При увеличении частоты вращения вала 24 и при наличии напряжения возбуждения в устройстве 1 на его роторе создается момент сопротивления. Чтобы момент сопротивления во время разгона двигателя, т. е. во время перехода с режима холостого хода на режим движения с заданной постояниой частотой вращения, был постоянным необходимо обеспечить постоянный ток через обмотку ротора нагрузочного устройства. Для этого в генераторе, питающем нагрузочное устройство 1 (система генератордвигатель), изменяют напряжение возбуждения путем регулирования реостата 4 возбуждения, исполнительный механизм 2 которого включается с помощью тиристорного преобразователя 20 импульсатором 14. Привод исполнительного механизма 2 имеет меньщее быстродействие, поэтому ротор нагрузочного устройства 1 разгоняется с меньшей скоростью, чем вал 24 испытуемого двигателя 25, благодаря этому на поседнем сохраняется момент сопротивления. Длительность управляющего импульса на мпульсаторе 14 задается задатчиком 16 скорения и выбирается из расчета разгона ала 24 испытуемого двигателя 25, наприер, 600-2000 об/мин за 4 с, что необходймо ha втором режиме испытательного цикла. Четыре 4 с с задатчика 8 длительности режима на реле 7 времени поступает импульс, переключающий программоноситель 11 на третий режим, соответствующий постоянной частоте вращения вала 24 двигателя 25. Импульсатор 15 от программоносителя 11 запускается импульсом и включает привод исполнительного механизма 3 на прикрытие дроссельной заслонки 5 на угол, заданный задатчиком 10 нагрузки, при котором испытуемы двигатель 25 развивает мощность, необходимую для преодоления сопротивления, действующего на автомобиль при движении с постоянной скоростью.

С программоносителя 11 на вход схемы 17 совпадения поступает разрешающий сигнал. Если частота вращения вала 24 не равна заданной на задатчике 9, то преобразователь со схемой 12 сравнения также выдает разрешающий сигнал на схему 17 совпадения. При наличии двух разрешающих сигналов импульсы с генератора 13 через схему 17 совпадения и логический элемент ИЛИ 19 поступают на запуск импульсатора 14. Длительность импульса задается задатчиком 16 ускорения и выбирается так, чтобы не допустить перерегулирования. Этими импульсами привод исполнительного механизма 2 включается на кратковременные интервалы и нагрузочное устройство 1 как бы следит за заданной частотой вращения.

После отработки третьего режима программоноситель 11 переключается на четвертый режим, соответствующий торможению двигателя 25.

Привод исполнительного механизма 3 быстро закрывает дроссельную заслонку 5. Частота вращения вала 24 двигателя 25 уменьщается и нагрузочное устройство 1 переходит с режима работы генератора отбора мощности на режим двигателя, как бы имитируя действия инерционных сил автомобиля на двигатель 25. Так как привод исполнительного механизма 2 обладает меньшим быстродействием, то действие нагрузочного устройства 1 на двигатель 25 осуществляется до выхода на режим холостого хода.

Таким образом выполняется вся программа испытательного цикла.

При разгоне и торможении нагрузочного устройства 1 на интервалы более 5 с для запуска импульсатора 14 также используется генератор 13 импульсов с соответствующим заданием длительности импульса.

Датчик 26 обратной связи служит для получения сигналов, пропорциональных частоте вращения.

После выполнения испытательного цикла программоноситель 11 выдает импульс на задатчик 23 количества циклов. При выполнении количества циклов, предусмотренных программой испытаний и установленных на задатчике 23, последний выдает сигнал на реле 7 времени и останавливает его, а следовательно, и программоноситель И. На этом испытания заканчиваются.

Предлагаемый стенд позволяет с высокой точностью многократно воспроизводить программу испытательного цикла в автоматическом режиме и имитировать переходные процессы, например, при исследовании

токсичности отработавших газов двигателей внутреннего сгорания. При испытаниях отработавшие газы собираются в сборную емкость и затем анализируются для определения процентного содержания различных

компонентов с помощью газоанализирующей аппаратуры.

Формула изобретения

1.Стенд для испытания двигателя внутреннего сгорания, содержащий нагрузочное устройство с исполнительным механизмом регулирования частоты, исполнительный

механизм регулирования нагрузки, связанный с дроссельной заслонкой двигателя, датчик обратной связи, импульсаторы разгона-торможения нагрузочного устройства и открытия-закрытия заслонки, преобразователь частоты вращения в электрический сигнал со схемой сравнения, генератор импульсов и программное устройство, выполненное в виде программоносителя и связанных с ним реле времени и задатчиков частоты вращения, нагрузки, длительности режимов и углового ускорения, причем программоноситель связан с импульсатором открытия-закрытия заслонки и с преобразователем частоты, соединенным с датчиком обратной связи, отличающийся тем, что, с целью повышения точности имитации переходных процессов, он содержит первую и вторую схему совпадения, логический элемент ИЛИ, схему торможения и

тиристорные преобразователи, причем схема торможения подключена к импульсатору открытия-закрытия заслонки и связана через один из тиристорных преобразователей с исполнительным механизмом регулирования нагрузки, выход преобразователя частоты подключен параллельно к обеим схемам совпадения, при этом к двум входам первой схемы совпадения подключены генератор импульсов и программоноситель,

к второму входу второй схемы совпадения - программоноситель, а выходы схем совпадения через элемент ИЛИ, импульсатор разгона-тормол ения, связанный с программоносителем, и другой тиристорный

преобразователь соединены с исполнительным механизмом регулирования частоты.

2.Стенд по п. 1, отличающийся тем, что он дополнительно снабжен задатчиком количества циклов, включенным между

программоносителем и реле времени.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Стенды для иснытания дизелей, Сб. ИИИИнформтяжмаш., М., 1974, № 4-74-4, стр. 7, 9, 35.

r:i Г7| Г71 7J1

V Г- т -rJ

«V.-,

о