Стенд для обкатки и испытания двигателя внутреннего сгорания Советский патент 1981 года по МПК G01M15/00 

(54) СТЕНД ДЛЯ ОБКАТКИ И ИСПЫТАНИЯ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ

1

Изобретение относится к технике испытаний и обкатки двигателей внутреннего сгорания.

Известны стенды для обкатки испытания двигателя внутреннего Сгорания, содержащие асинхронную машину с фазным ротором, вентилятором и разобщительными муфтами, дополнительный электродвигатель, устройство для регулирования и измерителя частоты вращения и момента 1.

Однако в таких стендах не обеспечивается достаточно высокий КПД, так как часть мощности двигателя внутреннего сгорания бесполезно поглощается регулирующим устройством. Этот стенд не позволяет также создавать нагрузочный момент на валу испытуемого двигателя при частоте вращения ротора асинхронной машины ниже синхронной.

Цель изобретения - повышение полезного использования мощности испытуемого двигателя внутреннего сгорания, увеличение мощности и диапазона (по частоте вращения вала стенда) торможения и, следовательно, повышение КПД стенда.

Поставленная цель достигается тем, что дополнительный электродвигатель включен

в обмотки ротора асинхронной машины, а вентилятор через управляемые муфты связан с валами асинхронной машины и дополнительного электродвигателя.

На чертеже представлена схема стенда для обкатки и испытания двигателя внутреннего сгорания.

Стенд содержит асинхронную машину 1 с фазным ротором, дополнительный электродвигатель 2, устройство 3 для регулирования частоты вращения вала стенда и тормозного момента, вентилятор 4, разобщи10тельные управляемые муфты 5 и 6 и устройство 7 для измерения крутящего момента и частоты вращения на валу испытуемого двигателя 8 внутреннего сгорания.

С помощью муфт 5 и 6 производят соедиJ5 нение валов асинхронной машины 1 и электродвигателя 2 с валом вентилятора 4. Электродвигатель 2 в общем случае может быть как переменного, так и постоянного тока. При этом электродвигатель постоянного тока включают в цепь ротора машины 1 через 20 выпрямитель, который может входить в устройство 3.

При использовании дополнительного электродвигателя в качестве привода друтого стенда или общей вентиляции помещения муфта 6 и передача 9 отсутствуют. Регулирование частоты вращения вала стенда тормозного момента осуществляется с потерями энергии, пропорциональными скольжению, путем непрерывного или дискретного изменения параметров асинхронной мащины 1 или источника питания с помощью устройства 3. В общем случае это могут быть тиристорный преобразователь, коммутатор, регулируемые активные или реактивные сопротивления.

Устройство 3 при включении в цепь статора асинхронной машины (показано тонкой линией) должно обеспечивать ее генераторный режим работы с отдачей энергии Б сеть (режим рекуперативного торможения).

Система регулирования частоты вращения и тормозного момента-замкнутая, с введением обратных связей по частоте вращения и тормозному моменту от устройства 7.

Стенд работает следующим образом.

По действующей Технологии обкатки и испытания двигателей внутреннего сгорания вначале производится его холодная приработка и асинхронная мащина 1 работает в режиме двигателя. Муфта 5 отключена, а муфта 6 включена. Необходимую частоту вращения, начиная от минимальной, устанавливают с помощью задатчика (не показан) и устройства 3. Напряжение, частота и величина которого пропорциональны скольжению асинхронной мащины 1, подводится к электродвигателю 2, вал которого через муфту 6 и передачу 9 соединен с вентилятором 4. С уменьшением частоты вращения ротора асинхронной мащины 1 в двигательном режиме увеличивается ее скольжение и частота вращения вентилятора 4, и потому интенсивнее охлаждение мащины 1.

После холодной приработки запускают двигатель внутреннего сгорания, работающий сначала на холостом ходу, а затем под нагрузкой (горячая обкатка). При работе на холостом ходу асинхронная мащина 1, муфты 5 и 6 отключены. При горячей обкатке под нагрузкой, начиная от минимальной и до синхронной частоты вращения ротора асинхронной мащины 1, нагрузкой двигателя внутреннего сгорания является вентилятор 4, включаемый с помощью муфты 5. С увеличением частоты вращения выще синхронной асинхронная мащина 1 начинает работать в режиме рекуперативного торможения. Регулирование частоты вращения при горячей обкатке производят органами управления двигателя внутреннего сгорания, а нагрузки - с помощью задатчика момента (не показан) и устройства 3. Муфта 5 в этом режиме выключена, а муфта 6 включена.

С увеличением частоты вращения выще синхронной увеличивается скольжение асинхронной мащины 1 и частота вращения вентилятора 4 системы охлаждения мащины 1. Если электродвигатель 2 является приводом системы вентиляции помещения или вала другого стенда, тормозной момент на двигатель внутреннего сгорания создает вентилятор 4 при включенной муфте 5.

При использовании в качестве электродвигателя 2 асинхронной мащины с фрезньш ротором с целью повыщения его частоты вращения предусматривается ее работа в режиме двойного питания (от питающей

сети и от ротора мащины 1). В этом случае частота вращения вала электродвигателя 2 при вращении магнитных полей статора и ротора в противоположные стороны определяется по формуле

а;.МЛ1±У,

где , и -соответственно частота питающей сети статора и ротора электродвигателя;Р--число пар полюсов.

Включение в цепь ротора асинхронной обкаточно-тормозного стенда электродвигателя и установка на валу вентилятора системы охлаждения позволяет увеличить тормозную мощность асинхронной машины на 30-40% и использовать потери мощности на скольжение непосредственно на предприятиях, эксплуатирующих стенды, исключив необходимость установки специальных сложных устройств для отдачи этих «потерь скольжения в электрическую сеть.

Характерной особенностью помещений, в которых производится обкатка и испытание двигателей внутреннего сгорания, является загазованность и необходимость вентиляции, потребляющей значительную мощность из электрической сети. Подключение этой вентиляционной нагрузки к стендам значительно сократит расход электроэнергии и позволит полезно использовать мощность испытуемого двигателя.

Питание другого стенда от цепей ротора асинхронной мащины, работающей в генераторном режиме, также позволяет сократить расход электроэнергии. В этом случае появляется возможность производить холодную обкатку не только на подсинхронных, но и на выще синхронных частотах вращения ротора асинхронной мащины этого стенда, включив ее дополнительно в питающую электрическую сеть.

Применение предлагаемого стенда позволяет полезно использовать до 80°/о мощности испытуемого двигателя внутреннего сгорания.

Формула изобретения

Стенд для обкатки и испытания двигателя внутреннего сгорания, содержащий асинхронную мащину с фазным ротором, вентилятором и разобщительными управляемыми муфтами, дополнительный электродвигатель, устройство для регулирования и измерители частоты вращения и момента, отличающийся тем, что, с целью повышения КПД путем более полного использования энергии испытуемого двигателя, дополнительный электродвигатель включен в обмотки ротора

асинхронной мащины, а вентилятор через управляемые муфты связан с валами асинхронной машины и дополнительного электродвигателя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 629469, кл. G 01 М 15/00, 1978.