Устройство для испытания двигате-ля Советский патент 1981 года по МПК G01M15/00 

I

Изобретение относится к обпасти испытаний и обкатки двигателей внутреннего сгорания.

Известно устройство для испытания двигателя, содержащее датчик импупьсов, селектор уровня, а таЛже схему управления и систему управления режимом работы двигателя. В данном.устройстве в момент, когда работающему двигателю задают необходимое начальное число оборотов, в селекторе уровня формируется импульс, запускающий включатель мЙксимальной подачи топлива и блок счетчиков, С этого момента двигатель выводится на режим разгона. При этом преобразователи суммы и разности начинают фиксировать через равные интервалы времени величины угловых скоростей и ускорений. Скорость определяется путем накопления импульсов зубьев и соответствующих счетчиков за два равных последующих интервала времени, а ускърэниепо разности значений импульсов двух смешанных ик-тпупьсиых последовательностей, поступающих на соответствующие счетчики. В данном устройстве возможно также определение средник значений ускорений и скоростей путем многократного включения и выключения уст ройства максимальной подачи топлива, т. е. путем многократного повторения циклов разгон-выбег II.

Недостатком устройства является наличие Погрешностей oпpe ipпeния показа0телей скорости, а также невозможность оптимизации режимов обкатки.

Известны также устройства для иёпытания двигателя, содержащие датчик и

5 формирователь импульсов, селектор уроаня, генератор тактовых имчуяьсов, а также схему управления и CHCTavfy управления режимами работы двигателя,, причем датчик импульсе связан с испытуемым двигателем и соединен через формирователь импульсов с первым входом селектора уровня, выход которого связан с .первым входом схемы управления, ко вто рому входу которой подключен генератор тактовых им пульсов 2. Однако такие устройства при примен&нии их дпя обкатки двигателей не позволяют проводить оптимизацию режимов обкатки. Целью изобретения является оптимизация режимов обкатки. Указанная цель достигается тем, что в устройство дополнительно введены блок выделения цикла работы двигателя, вычислительное устройство и блок памяти, при этом входы блока выделения цикла работы двигателя соединены с формирователем импупьсов, генератором тактовых импульсов и первым выходом схемы управления, а выход - с одним i из входов вычислительного устройства, другие еходы которого сЬязаны с выхо-. дом блока памяти и со вторьпл выходом схемы управления, выходы вычислитеяьного устройства подключены ко входу блока памяти и к третьему входу схемы управления, а схема управления ренсимами работы двигателя и второй вход селектора уровня соединены соответс-гвенно с третьим и четвертым выходами схемы управления. На чертеже приведена блок-схема уст ройства дпя испытания двигателя. Устройство содержит датчик 1 импул сов, связанный с испытуемым двигателе 2и соединенный через формирователь 3импульсов с первым входом селектора 4 уровня, выход которого связан с первым входом схемы 5 управления, вто рой вход которой соединен с генератог ром 6 тактовых импульсов, а также сис тему 7 управления режимами, работы двигателя. Устройство содержит также блок 8 выделения цикла работы двигате пя, вычислительное устройство 9 и блок 10 памяти. При этом входы бл.ока 8 вы деления цикла работы двигателя соедине ны с формирователем 3 импульсов, с ге нератором 6 тактовых импульсов и с первым выходом схемы 5 управления, а выход с однчйм из входом вычислител ного устройства 9, другие входы которого срответственно соединены с выходом блока 10 памяти исо вторым выходом схемы 5 управления, при этом вы ходы вычислительного устройства 9 под ключены ко входу блока 1О памяти и к третьему входу схемы 5 управления, а система 7 управления режимами работы двигателя и второй вход селектора уровня соединены, соответственно, с третьим и четвертым выходами схемы 5 управления. Устройство работает следующим образом. Двигатель 2 после сборки или ремона устанавливают на стенд, заводят и реулируют егосистемы до устойчивых холостых оборотов, в режимв обкатки двигателя 2 в селекторе 4 уровней скорости устанавливают три пороговые значения скоростей; нижняя Лц , средняя и верхняя h р . Одновременно исполнительный механизм системы 7 управления режимами работы двигателя, воз- i действуя, например на систему питания двигателя 2, вьгоодйт его на режим уве-тличения оборотов. Датчик 1 во -время ра-, боты двигателя 2 постоянно генерирует сигналы, частота которых пропорциональна скорости вращения вала двигателя 2, по которым формирователь 3 импупьсов формирует стандартные по амплитуде и длительности импульсы. Эти импульсы далее поступают на один из входов селектора 4 уровней скорости и на блок 8 выделения цикла работы двигателя. При этом селектор 4 уровней скорости в момент достижения верхней скорости вырабатьюает сигнал, который через схему 5 управления подается на вход системы 7 управления режимами работы двигатеяя, Который отключает систему зажигания (питания)двигателя 2. При этом дв тгатель 2 уменьшает свои обороты - . идет процесс выбега. В пронессе выбега в момент достижения средней скЪрости ИСРО сигналом с выхода селектора 4 уровней скорости через, схему 5 управпения запускается блок 8 выделения цикла работы двигателя. Блок 8 при этом с помощью сигналов, поступающих с выходов формирователя 3 импульсов и ген&ратора 6, выдает на вход вычислителького устройства 9 серии импульсов, количество импульсов . генератора 6 в каждой из серии которых пропорционально длительности выделяемых циклов работы двигателя 2. Зная длительности циклов работы двигателя, можно опредяпить ускорение выбега по формуле где Т и Т, длительности выделенных цикле работы двигателя. - средняя скорость аа цикл - средняя скорость за цикл - коэффициент пропорциональности. Вычисление ускорения выбега о(0о вычислительном устройстве 9 происходит по следующему алгоритму «ВО . ) где (п - число импульсов генератора 6 за цикл Т , число импульсов генератора за цикл коэффициент пропорциональности. Вычислительное устройство 9 по вы численному значению ускорения выбега Og- через схему 5 управления устанав вает в селекторе 4 уровней скорости новые пороговые значения нижних , сре них и верхних скоростей, например в следующем виде %, -« а, з,где К,,% коэффициенты пропорцио нальности. Выражение ( 3 ) интерпретируетсй следующим образом. Двигатель с данным ускорением выбега ago (механической потерей) можно обкатьюать только в определенном диаngiaoHe оборотов. Вычислительное устройство 9 также определяет значение критического ускорения разгона а, с которым осуществлять разгон двигателя 2 при д ной механической потере (ускорении вы бега а Во ), например в следующем виде 1с -а Выражение ( 4 ) можно интерпретиро вать следующим образом. Двигатель с данной механической по терей (ускорением выбега ) можно нагрузить только на определенную крити ческую нагрузку (ускорение разгона Я (. В цепомвыражения ( 3 ) и ( 4 ) говорят о том, что ДПЯ того, чтобы в КИ-, нематических парах обкатываемого двигателя не происходило маханическик разрушений (задиров), необходимо его обкатывать с определенной нагрузкой (ускорением разгона о(к) ив определенном диапазоне оборотов ( Пц и tig ). В момент достижения нижней скорости и ц f опредеттяемой по выраженто ( 3 ), сигнап с селектора 4 уровней скорости через схему 5 управления запускает систему 7 управления режимами работы двигателя, который вновь включает систему зажигания (питания) двигателя 2. При этом двигатель 2 увеличивает свои -обороты - идет процесс разгона. В процессе разгона по достижении Пс.р-1 (аналогично выбегу в соответствии с выражением ( 2 ) в вычислительном устройстве 9 определяется ускорение разгона первого цикла разгон-выбег. В вычислительном устройстве 9 также определяется разность к ±&01 (5) гдейк критическое ускорение разгона, истинное значение ускорения разгона двигателя 2. По величине и знаку разности ± ДД-, исполнительный механизм 1системы 7 управления режим ак(ги работы двигателя так управляет системами двигателя (на пример, положением дроссельной заслонки), чтобы при очередном цикле раэгон-выбег двигатель 2 осуществлял разгон с ускорением, близким к критическому ускорению а 1C-,, определяемому по ускорению предьщущего выбега авд по выражению ( 5 ). Затем, по достижении &-1 1 качается система зажигания (питания) и двигатель идет на выбег. В процессе выбега при достижении вычисляется ускорение выбега а( , по которому устанавливаю1ся новые пороговые значения скоростей . .срд. в селекторе 4 уровней скорости и значение критического ускорения разгона и т.д. При достижении нижней скорости HI двигатель вновь идет на разгон, и все процессы происходят аналогично. В общем виде алгоритм управления обкаткой двигателя с помощью устройства, предложенного для любого цикла разгон-выбег, можно записать в слэ;;дующей форме «6., .--t 1со.а,.. 04 9- Вт-) о(.-ар,.±да. 81 где i - 1...... n , есть порядковый номер цикла разгон-выбег. Обкатка двигателя по предлагаемому методу осуществляется до тех пор, пока значения ускорения первого (первык) цикла (циклов) разгон-выбег н -i -того (т -тых.) цикла (циклов) разгон-выбег (осуществляемык по алгоритму (.6)j, или их соотношения не достигнут нап.еред заданных значений, например по следующим критериям Bo-ofBi d ч.-,где k, К - коэффициенты. Согласно первому критерию выражения ( 7 ), независимо от того, как собран двигатель и каковы его механические потфи, двигатель обкатывают до тех пор, пока его механические потери не изменятся на определенную величину ( Л с ), Второй критерий выражения ( 7 ) говорит о том, что двигатель обкатывают до (Определенной степени приработки. Третий критерий выражения ( 7 говорит о том, что двигатель обкатываю до тех пор, пока не наступит определенная стабилизация его механических потер (ускорений выбега), TaKHivi образом, запрограммировав в бпоке 10 памяти один из критерием вырагкения ( 7 ) и управляя процессом обкатки двигателя 2 с помощью вычислите льного устройства 9 по алгоритму ( 6 3 зависимости от того, как собран двиIaienb и каковы его механические поте. ри, каждый двигатель можно обкатывать икд шидуально, как по режимам, так и по времени. На практике в зависимости от соответствующих требований приемлем любой из критериев выражения ( 7) Применение предлагаемого устройств .г.Уй испытания двит-ателя позволяет опти 8 изирсюать режимы обкатки двигателя, овысить точность измерения ускорения, асширить область применения устройста. Формула изобретения Устройство для испытания двигателя, содержащее датчик и формирователь импульсов, селектор уровня, генератор так- . товых импульсов, а также схему управления и систему управления режимом работы двигателя, причем датчик импульсов связан с испытуемым двигателем и соединен через формирователь импульсов с первым входом селектора уровня, выход которого связан с первым входом схемы управления, ко вторсыу входу которой подключен генератор тактсжых импульсов, о тличающееся тем, что, с цепью оптимизации режимов, в устройство дополнительно введены блок выделения цикпа работы двигателя, вычислительное устройство и блод памяти, при этом выходы блока выделения цикла работы двигателя соединены с формирователем импульсов, генератором тактовых импульсов и первым выходом схемы управления, а выход - с одним из входов вычислительного устройства, другие входы которого связаны с выходом блока памяти и со вторым выходом схемы управйения, выходы вычислительного устройства подключены ко входу блока памяти и к третьему входу схемы.упрагвления, а система управления эежимами работы двигателя и второй вход селектора уровня соединены соответственно с третьим и четвертым выходами скемы управпения. Источники информашта принятые во внимание при эксг ртизе 1.Авто|)ское свидетельство СССР № 381929, кл. G 01 L 3/10, 1973, 2.Авторское свидетельство CCCFпо заявке № 25063-90/18-10, кл. G, OIL 23/08, 1977,