Способ испытания двигателя внутреннего сгорания Советский патент 1982 года по МПК G01M15/00 

Изобретение относится к способам испытания и диагностики двигателей внутреннего сгорания, преимущественно и по частоте вращения вала. Известны способы испытания двигателя внутреннего сгорания, заключающиеся в том, что регистрируют текущую угловую скорость вращения вала, измеряют ее и фо мируют непрерывный сигнал, на основании которого судят о состоянии двигателя 1. Однако такие способы не позволяют определить идентичность последовательных рабочих циклов каждого двигателя в условиях серийного производства, так как в каждом двигателе качество топливной системы, в частности неравномерность состава смеси, зависит от нескольких конструктивных фак торов, причем значимость отдельных факторов и их конкретное сочетание для разных двигателей неодинаковы и присущи тол ко данному двигателю. Такие способы не обладают достаточной точностью и обьективностью измерення из-за наличия сложных и громоздких усилителей и регистрирующих устройств, а также из-за того, что процесс индицируемого цилиндра является средним по отнощению к соответствующим процессам всех цилиндров многоцилиндрового двигателя. Правильный выбор такого среднего щшиндра затруднителен в связи с ограниченными возможностями контроля рабочего процесса без индицирования. Целью изобретения является оценка идентичности последовательных циклов. Указанная цель достигается тем, что измеряют амплитудные значения угловой скорости, вычисляют их дисперсию и в качестве непрерывного сигнала принимают сигнал, пропорциональный дисперсии амплитудных значений. На фиг. 1 приведена кривая изменения угловой скорости вращения коленчатого вала по времени при установившемся режиме работы четырехтактового карбюраторного двигателя; на фиг. 2 - блок-схема устройства для осуществления предлагаемого способа. 39 Устройство для реализации способа испытания содержит зубчатый элемент 1, жестко закрепленный на валу двигателя, частотный преобразователь 2, преобразователь 3 частоты в напряжение, селектор 4 амплитудных значений угловой скорости вращения коленчатого вала и устройство 5 для определения величины дисперсии. Примером конкретного выполнения способа может служить оценка идентичности последовательных рабочих циклов четырехтактного 4-цилиндрового двигателя ВАЗ 2106 с числом зубцов венца маховика 129. Частотный преобразователь вьшолнен на базе реле РЭС-10, установлен на расстоянии 1,5-2 мм от зубцов венца маховика двига еля. Измерение проводится за время, соот-. ветствующее 25 оборотам коленчатого вала двигателя. При вращении коленчатого вала двигателя в обмотке частотного преобразователя 2 наводятся импульсы напряжения, частота которых пропорциональна угловой скорости вращения коленчатого вала. Импул сы частотного преобразователя поступают на преобразователь 3 частоты в напряжение, с выхода которого напряженна поступает на селектор 4 амплитудных значений угловой скорости вращения коленчатого вала, далее - на устройство 5 для определения дис персии полученных амплитудных значений угловой скорости. Для оценки идентичности последовательны рабочих вдклов измеряют амплитудные значения угловой скорости вращения коленчато го вала двигателя за период изменения сум марного крутящего момента двигателя. ХаракСтер изменения этой величины связан с качеством протекания рабочих процессов в циливдрах двигателя, в частности с их иден тичностью. При нормальном протекании рабо чего процесса в цилиндрах даигателя при работе на установивщемся режиме характер отклонений текущих значений угловой скорости вращения относительно среднего значения угловой скорости близок к синусоидальному. Степень идентичности рабочих ци лов двигателя оценивают по величине диспе сии полученных амплитудных значений, угло вой скорости вращения коленчатого вала. Дисперсия i) амплитудных значений за вр мя н циклов определяется по формуле , .. где амплитудные значения угловой скорости вращения .коленчатого вала; f} математическое ожидание значения угловой скорости вращения коленчатого вала, определяемое по формуле vny,--.|,t(t,-). Оценка идентичности последовательных рабочих циклов по амплитудным значениям угловой скорости вращения коленчатого вала уменьщает трудоемкость испытаний, исключает необходимость вмещательства в конструкцию двигателя, связанного с установкой датчика давления, позволяет определять идентичность последовательных рабочих циклов каждого двигателя в условиях серийного производства, увеличивает точность измерения и объективность оценки, так как отпадает необходимость в допущении, что рабочий процесс индицируемого цилиндра является средним по отнощению к соответствующим процессам всех цилиндров многоцилиндрового двигателя. Амплитудные значения угловой скорости вращения коленчатого вала целесообразно определять по величине напряжения, пропорционального частоте следованич импульсов. Импульсы получают от частотного преобразователя, устанавливаемого против зубчатого элемента с равномерно расположенными выступами, жестко закрепленного на коленчатом валу двигателя. Частота f д следования импульсов преобразователя пропорциональна произведению числа ю оборотов коленчатого вала двигателя в минуту на число Т- выступов на ободе колеса, т.е. . и 60 причем минимальное число зубьев не должно быть менее 20, так как в противном случае невозможно уверенно выделить амплитудные значения угловой скорости вращения коленчатого вала. Применение частотного метода измерения позволяет определить изменения угловой скорости вращения коленчатого вала на протяжении периода изменения суммарного крутящего момента за полное время измерений, т.е. за 50-60 периодов изменения суммарного крутящего момента, а также легко автоматизировать процесс измерения и определения значения дисперсии. Использование предлагаемого способа оценки идентичности последовательных рабочих циклов двигателей внутреннего сгорания путем измерения амплитудных значений угловой скорости вращения коленчатого вала двигателя создает следующие технико-экономические преимущества по сравнению с известным способом: позволяет оперативно контролировать качество работы топливной аппаратуры каждого двигателя в условиях серийного производства (без вмешательства в конструкцию двигателя); увеличивает точность и обьективность контроля при уменьшении слож ности и трудоемкости измерений (оценка качества работы топливной аппаратуры даигателей может производиться персоналом более низкой квалификации за более короткое время); способ может стать основой создаюи гостированяой методики испытаний двигателей внутреннего сгорания на идентичность последовательных рабочих циклов. Выполнение требований такого ГОСТа позволит уменьшить токсичность отработавших газов и повысить зкономичность двигателей внутреннего сгорания. Формула изобретения Способ испытания двигателя внутреннего сгорания, заключаюшийся в том, что регистрируг ют текушую угловую скорость вращения вала, измеряют ее н формируют непрерывный сигнал, на основании которого судят о состоянии двигателей, отличающийся тем, что, с целью оценки идентичности последовательных циклов, измеряют амплитудные значения угловой скорости, вычисляют их дисперсню и в качестве непрерывного сигнала принимают сигнал, пропорциональный дисперсии амплитудных значений. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Стефановский Б. С. и др. Испытания двигателей внутреннего сгорания. М., Машиностроение, 1971.

CJ,

Wt

m

со

J