CS264705B1

CS264705B1 - Hydrostatic simulator of dynamic flotation of mobile power resources and their nodes

Info

Publication number: CS264705B1
Application number: CS86245A
Authority: CS
Inventors: Ivan Doc Ing Csc Petransky; Stefan Doc Ing Csc Drabant
Original assignee: Ivan Doc Ing Csc Petransky; Stefan Doc Ing Csc Drabant
Priority date: 1986-01-10
Filing date: 1986-01-10
Publication date: 1989-09-12
Also published as: CS24586A1

Abstract

Zapojenie hydrostatických prvkov hydrostatického obvodu simulátora dynamického zatažovania mobilných energetických prostriedkov a ich uzlov v laboratórnych podmienkach. Pozostáva z regulačného zatažovacieho hydrogenerátora s elektróhydraulickým riadením a zatažovacích hydrogenerátorov s konštantným geometrickým objemom. Výstupné kanály zatažovacích hydrogenerátorov sú napojené na elektrohydraulické proporcionálně tlakové ventily. Spojitá změna zatažovacieho momentu je realizovaná spojitou změnou tlakových spádov na zatažovacích hydrogenerátoroch spojitou změnou nastavenia elektrohydraulických proporcionálnych tlakových ventilov a spojitou změnou geometrického objemu regulačného hydrogenerátora pomocou dvojstupňového elektrohydraulického servoventila. Ventily sú napojené na počítačový riadiaci systém simulátora, ktorý ovládá všetky elektrohydraulické ventily podlá zvoleného časového programu alebo podlá experimentálně získaného prevádzkového priebehu.Connection of hydrostatic elements of the hydrostatic circuit of the simulator of dynamic loading of mobile energy resources and their nodes in laboratory conditions. It consists of a regulating loading hydraulic generator with electrohydraulic control and loading hydraulic generators with constant geometric volume. The output channels of the loading hydraulic generators are connected to electrohydraulic proportional pressure valves. Continuous change of the loading torque is realized by continuous change of pressure drops on the loading hydraulic generators by continuous change of the setting of the electrohydraulic proportional pressure valves and continuous change of the geometric volume of the regulating hydraulic generator using a two-stage electrohydraulic servo valve. The valves are connected to the computer control system of the simulator, which controls all electrohydraulic valves according to the selected time program or according to the experimentally obtained operating course.

Description

Vynález rieši hydrostatický simulátor dynamického zaťažovania mobilných energetických prostriedkov a ich uzlov, ako sú napr. polnohospodárske traktory, polnohospodárske samohybné stroje, nákladné automobily, alebo ako sú spalovacie motory, převodovky, sústavy spalovací motor-prevodovka a pod.The invention solves a hydrostatic simulator of dynamic loading of mobile power means and their nodes, such as e.g. agricultural tractors, agricultural self-propelled machinery, trucks, or such as internal combustion engines, gearboxes, internal combustion engine-gearboxes, and the like.

Doteraz známe hydrostatické obvody simulátorov určených pre dynamické zaíažovanie spalovacích motorov, sústav spalovací motor-prevodovka a podobné, používajú hydrogenerátory s konštantným geometrickým objemom, ktorých výstup je napojený na tlakový ventil ovládaný ručně alebo mechanicky servomotormi a vačkami. U týchto obvodov je možné dosiahnut len obmedzené možnosti priebehov zatažení, ktoré sú dané rýchlosťou mechanického prestavovania a u vačkového mechanizmu tiež tvarom vačky. Z tohoto dĎvodu simulátory s uvedenými hydrostatickými obvodmi je potřebné doplňovat dalšími brzdami rĎzneho určenia a rSznych charakteristik.The prior art hydrostatic circuits of simulators designed for dynamic loading of internal combustion engines, internal combustion engine-transmission assemblies and the like employ a constant geometric volume pump, the output of which is connected to a pressure valve operated manually or mechanically by servomotors and cams. In these circuits, only limited possibilities of load curves can be achieved, which are determined by the speed of the mechanical adjustment and, in the case of the cam mechanism, also by the shape of the cam. For this reason, the simulators with the mentioned hydrostatic circuits need to be supplemented with other brakes of different designation and different characteristics.

Takto riešené simulátory neumožňujú v plnom rozsahu zabezpečit požadované priebehy zatažovacích momentov z hladiska sledovania funkčných vlastnosti a životnosti spalovacích motorov, sústav spalovací motor-prevodovka a podobné v laboratórnych podmienkach. Ovládanie simulátora je zložité.The simulators solved in this way do not fully ensure the required course of torques from the point of view of monitoring the functional characteristics and service life of internal combustion engines, internal combustion engine-transmission systems and the like in laboratory conditions. Operating the simulator is difficult.

Vyššie uvedené nedostatky sa nevyskytujú u hydrostatického simulátora dynamického zaťažovania určeného pre dynamické zaťažovanie mobilných enérgetických prostriedkov a ich uzlov podlá vynálezu, podstatou ktorého je, že pozostáva zo zatažovacieho regulačného hydrogenerátora a z jedného alebo viacerých neregulačných zatažovacích hydrogenerátorov, zapojených na elektrohydraulické proporcionálně tlakové ventily riadené počítačom.The above drawbacks do not occur in the hydrostatic dynamic load simulator intended for dynamic loading of mobile power devices and their nodes according to the invention, which consists of a retractable control hydrogen generator and one or more non-regulatory retractable hydrogen generators connected to electrohydraulic proportional pressure controlled valves.

Funkcia tohto simulátora je nasledujúca obr. 1. Základné funkčně prvky simulátora sú zaťažovací regulačný hydrogenerátor s elektrohydraulickým riadenim geometrického objemu JL a neregulačný zaťažovací hydrogenerátor 2. Zaťažovacie hydrogenerátory sú mechanicky prostredníctvom hriadelov napojené na mechanickú převodovku simulátora 3, ktorej vstupný hriadel je napojený na klukový hriadel spalovacieho motora alebo na výstupný hriadel sústavy spalovací motor-prevodovka 4. Hodnota zatažovacieho momentu na hriadeli simulátora je funkciou převodového poměru 1^ v mechanickej prevodovke simulátora, geometrického objemu zatažovacích hydrogenerátorov y_Q a tlakových spádov na hydrogenerátoroch A ρθ.The function of this simulator is as follows. 1. The basic functional elements of the simulator are a load control hydraulic pump with electrohydraulic control of geometric volume JL and a non-control load hydraulic pump. combustion engine-gearbox 4. The torque value on the simulator shaft is a function of the transmission ratio 1 ^ in the simulator mechanical gearbox, the geometric capacity of the load hydrogenerators γ _Q and the pressure drops on the θθ hydraulic generators.

Geometrický objem regulačného hydrogenerátora je spojité riadený pomocou dvojstupňového elektrického servoventilu a tlakový spád na obidvoch hydrogenerátoroch je spojité riadený s elektrohydraulickými proporcionálnymi tlakovými ventilmi 6 a 7. Zaradené elektrohydraulické proporcionálně tlakové ventily sú aktívnymi členmi elektrohydraulického systému simulátora zabezpečujúce spojitý převod elektrického prúdu na úměrný tlak pracovnej kvapaliny.The geometric volume of the control pump is continuously controlled by means of a two-stage electric servo valve and the pressure drop on both pumps is continuously controlled with electrohydraulic proportional pressure valves 6 and 7. .

Hydrostatický obvod simulátora podlá vynálezu umožňuje spojitú změnu geometrického objemu regulačného zatažovacieho hydrogenerátora a tlakových spádov na zatažovacích hydrogenerátoroch. Zavedené elektrohydraulické prvky - dvojstupňový elektrohydraulický servoventil a elektrohydraulické proporcionálně tlakové ventily 6, 7_ sú riadené prostrednictvom navrhnutého počítačového riadiaceho systému a tak je dosiahnuté podlá programu volit lubovolný zaťažovací režim včítane prevádzkového.The hydrostatic circuit of the simulator according to the invention allows a continuous change in the geometric volume of the control retractable pump and the pressure drops on the retracted pump. The introduced electrohydraulic elements - a two-stage electrohydraulic servo valve and electrohydraulic proportional pressure valves 6, 7 are controlled by means of a designed computer control system and thus it is achieved according to the program to select any load mode, including the operating mode.

Navrhovaný počítačový riadiaci systém podlá obr. 1 simulátora pozostáva z centrálněj procesorovej jednotky j3, ktorá je cez jednotku styku s prostředím 9, digitálno-analógové převodníky 10 a elektronická riadiacu jednotku 11 napojená na dvojstupňový elektrohydraulický servoventil 5 a cez zosilňovač 12 na elektrohydraulické proporcionálně tlakové ventily jí a T_. Činnost celého riadiaceho systému zabezpečuje riadiaci program 13 a údajový súbor 14 charakterlzujúci dynamické prevádzkové zaťaženie získané z meraní v prevádzke a simulované v laboratóriu simulátorom. Centrálně ovládanie riadiaceho systému sa uskutočňuje prostrednictvom alfanumerickej zobrazovacej jednotky s klávesnicou 15 pomocou příslušných inštrukcií.The proposed computer control system of FIG. 1 of the simulator consists of a central processing unit 13, which is connected to the environment unit 9, the digital-to-analog converters 10 and the electronic control unit 11 connected to a two-stage electrohydraulic servo valve 5 and via an amplifier 12 to electrohydraulic proportional pressure valves µ and T1. Operation of the entire control system is provided by the control program 13 and the data set 14 characterizing the dynamic operating load obtained from in-service measurements and simulated in the laboratory by a simulator. The central control of the control system is performed by means of the alphanumeric display unit with the keyboard 15 by means of appropriate instructions.

Navrhnutý elektronický riadiaci systém umožňuje podlá vopred zvoleného algoritmu simulo3 vat lubovolný priebeh zaťaženia na vstupnom hriadeli simulátora. Algoritmus zaťaženia je zadaný pomocou klávesnice. Riadiaci program umožňuje vytvárať zaťaženie podlá analyticky zadanej funkcie například sinusový priebeh, jednotkový skok, trojúholníkový priebeh atd. a obecný, prevádzkový priebeh prostredníctvom vzorkovaného spojitého priebehu získaného v prevádzke a uloženého v údajovom súbore.The designed electronic control system allows to simulate any load on the simulator input shaft according to a preselected algorithm. The load algorithm is entered using the keyboard. The control program allows to create loads according to an analytically specified function such as sine wave, unit jump, triangular waveform, etc. and a general, operational waveform through a sampled continuous waveform obtained in service and stored in the data file.

Výhodou hydrostatického obvodu simulátora dynamického zaťaženia podlá vynálezu je, že použité elektrohydraulické proporcionálně tlakové ventily a elektrohydraulický dvojstupňový servoventil sú akčnými členmi systému, zabezpečujúce spojitý převod elektrického signálu na úměrný hydraulický tlak a prietok a tomu odpovedajúci zatažovací moment. Zavedené elektrohydraulické prvky tvoria rozhranie medzi elektrickým a hydraulickým obvodom simulátora, čo umožňuje riadit spojitú změnu zatažovacieho momentu na hriadeli simulátora pomocou navrhnutého počítačového riadiaoeho systému.An advantage of the hydrostatic circuit of the dynamic load simulator according to the invention is that the electrohydraulic proportional pressure valves and the electrohydraulic two-stage servo valve are actuators of the system ensuring a continuous conversion of the electrical signal to proportional hydraulic pressure and flow and corresponding load torque. The introduced electrohydraulic elements form the interface between the electrical and hydraulic circuit of the simulator, which allows to control the continuous change of the torque on the simulator shaft by means of the designed computer control system.

Konkrétné riešenie hydrostatického obvodu simulátora podlá vynálezu pozostáva podlá obr. 2 z jedného regulačného zatažovacieho hydrogenerátora 1. s elektrohydraulickým riadením geometrického objemu pomocou dvojstupňového elektrohydraulického servoventilu jí spolu so snímačom polohy 21 a zo šiestich zaťažovacích hydrogenerátorov 2, 3, 4^, 5, 6, ]_ s konštantným geometrickým objeraom. Tlakový spád na hydrogenerátore jL a tomu odpovedajúci zatažovací moment možno spojité meniť elektrohydraulickým proporcionálnym ventilom 9. Zatažovací moment je možné tiež spojité meniť spojitou změnou geometrického objemu regulačného hydrogenerátora JL.A particular solution of the hydrostatic circuit of the simulator according to the invention consists of FIG. 2 from one control retrieval pump 1 with electrohydraulic geometric volume control by means of a two-stage electrohydraulic servo valve together with a position sensor 21 and from six load pumps 2, 3, 4, 5, 6, 16 with a constant geometric volume. The pressure drop on the pump 11 and the corresponding load torque can be varied continuously by the electrohydraulic proportional valve 9. The load torque can also be varied continuously by varying the geometric volume of the control pump 9.

Tlakový spád na hydrogenerátore 2 a tomu odpovedajúci zaťažovací moment sa mění elektrohydraulickým proporcionálnym tlakovým ventilom 10, na hydrogenerátoroch 2» A elektrohydraulickým proporcionálnym tlakovým ventilom 11 a na hydrogenerátoroch 5, jí, 7_ elektrohydraulickým proporcionálnym tlakovým ventilom 12. U konkrétného simulátora zatažovacie hydrogenerátoryThe pressure drop on the pump 2 and the corresponding load torque is changed by the electrohydraulic proportional pressure valve 10, on the pumps 2A and by the electrohydraulic proportional pressure valve 11 and on the pumps 5, 7, 7 by the electrohydraulic proportional pressure valve 12. For a particular simulator

Z' í' 5, 6, 7_ sú upevněné na prevodovke simulátora, ktorá má centrálny vstupný hriadel, na ktorý sa napája například klukový hriadel spalovacieho motora.5, 6, 7 are mounted on a simulator transmission having a central input shaft to which, for example, a crankshaft of an internal combustion engine is supplied.

Zaťažovací obvod hydrostatického obvodu simulátora je riešený ako uzatvorený a jeho doplňovanie sa uskutočňuje doplňovacím hydrogenerátorom 33, ktorého nasávací kanál je spojený cez čistič 14 s nádržou pracovnej kvapaliny 15. Doplňovací tlak je nastavený tlakovým ventilom 16 a teplo, ktoré vzniká pri zaťažovaní sa odvádza chladičom 17. Dvojstupňový elektrohydraulický servoventil ji je napojený na zdroj konštantného tlaku 18 cez čistič 19. Velkosť napájacieho tlaku sa nastavuje prepúšťacím ventilom 20. Počítačový riadiaci systém je konkrétné realizovaný podlá blokovéj schémy znázorněnéj na obr. 1.The load circuit of the simulator hydrostatic circuit is designed to be closed and is replenished by a make-up pump 33, whose intake duct is connected via a cleaner 14 to a working fluid tank 15. The make-up pressure is adjusted by a pressure valve 16 and the heat generated The two-stage electrohydraulic servo valve is connected to a constant pressure source 18 via a purifier 19. The amount of supply pressure is adjusted by a bypass valve 20. The computer control system is specifically implemented according to the block diagram shown in FIG. First

Hydrostatický obvod s počítačovým riadiacim systémom podlá vynálezu možno využívať u simulátorov dynamického zaťaženia spalovacích motorov, prevodoviek, sústav spalovací motor-prevodovka a pod. Dynamické zaťažovanie pomocou týchto simulátorov sa uskutočňuje pri výskume a vývoji jednotlivých uzlov mobilných energetických prostriedkov a pri urýchlených skúškach životnosti.The hydrostatic circuit with a computer control system according to the invention can be used in dynamic load simulators of internal combustion engines, gearboxes, internal combustion engine-transmission systems and the like. Dynamic loading with these simulators is carried out in the research and development of individual nodes of mobile power devices and in accelerated durability tests.

Hysrostatický obvod s počítačovým riadiacim systémom podlá vynálezu okrem použitia u simulátorov dynamického zaťaženia jednotlivých uzlov možno využiť aj pre konštrukciu simulátorov pre dynamické zaťažovanie mobilných energetických prostriedkov ako celku cez hnacie kolesá. Takto pri laboratórnom sledovaní parametrov motorov, prevodoviek, sústavy spalovací motor-prevodovka a pod., mobilného energetického prostriedku ako celku je zaručená opakovatelnost podmienok merania a teda i zrovnatelnosť dosiahnutých výsledkov a tým podstatné urýchlenie a zlacnenie výskumu a vývoja z hladiska funkčných vlastností a životnosti mobilných energetických prostriedkov a ich uzlov.The hysrostatic circuit with a computer control system according to the invention, in addition to being used in dynamic load simulators of individual nodes, can also be used for the construction of simulators for dynamically loading mobile energy means as a whole through the drive wheels. Thus, in laboratory monitoring of engine parameters, gearboxes, combustion engine-transmission system, etc., mobile power equipment as a whole, the repeatability of measurement conditions and thus comparability of the achieved results is guaranteed, thereby substantially accelerating and cheaper research and development in terms of functional properties and lifetime energy resources and their nodes.

Claims

3 264705 vat any load on the input shaft of the simulator. The load algorithm is provided by the keyboard. The control program makes it possible to create a load according to an analytically-based function such as sine wave, unit jump, triangular waveform, etc., and a general, operational waveform through the sampled continuous waveform obtained in operation and stored in the data file. An advantage of the hydrostatic circuit of the dynamic load simulator according to the invention is that the used electrohydraulic proportional pressure valves and the electrohydraulic two-stage valve are actuators of the system providing a continuous transmission of the electrical signal to the proportional hydraulic pressure and flow and the corresponding retraction torque. The established electrohydraulic elements form the interface between the electric and hydraulic simulator circuits, which allows the continuous change of the load torque on the simulator shaft to be controlled by means of a computerized control system. A particular solution of the hydrostatic circuit of the simulator according to the invention consists in the following. 2 from one regulating load generator 2 with an electrohydraulic control of the geometry volume by means of a two-stage electro-hydraulic servo valve together with a position sensor 21 and six retracting hydraulic generators 2, 2, 5 ', 6' 'with a constant geometric volume. The pressure drop at the pump 2 and the corresponding load moment can be varied continuously by the electrohydraulic proportional valve 9. The retractable torque can also be varied continuously by continuously changing the geometric volume of the control pump. The pressure drop at the pump 2 and the corresponding load torque is changed by the electro-hydraulic proportional pressure valve 20, at the pump 2 by the electrohydraulic proportional pressure valve 11 and by the electrohydraulic proportional pressure valve 12 at the pumps 5, 2, 7. 2, 2, 6, 1 are mounted on a simulator gearbox having a central input shaft to which, for example, the crankshaft of the combustion engine is supplied. The retracting circuit of the hydrostatic circuit of the simulator is designed to be closed and its filling is performed by a refill pump 22, whose suction channel is connected to the cleaner 14 with the working fluid tank 15. The make-up pressure is set by the pressure valve 16 and the heat generated by the retraction is removed by the cooler 22 The two-stage electrohydraulic servo valve 2 is connected to a constant pressure source 18 via a purifier 22. The supply pressure is adjusted by a purge valve 20. The computer control system is specifically implemented according to the block diagram shown in FIG. 1. The hydrostatic circuit with a computer control system according to FIG. of the present invention, the use of dynamic load simulators of internal combustion engines, transmissions, combustion engine-transmission systems, and the like can be utilized. Dynamic loading with these simulators is done by researching and developing individual nodes of mobile power resources and in accelerated lifetime testing. The hysrostatic circuit with a computerized control system according to the invention can be used for the construction of a simulator for the dynamic loading of mobile power devices as a whole through drive wheels, in addition to the use of dynamic nodal encoders. Thus, in the laboratory monitoring of engine parameters, gearboxes, combustion engine - gearboxes etc., the mobile energy means as a whole is guaranteed by the repeatability of the measurement conditions, and hence the comparability of the results achieved, thereby substantially accelerating the research and development cheaper in terms of the functional properties and durability of the mobile power devices and their nodes. OBJECT OF THE INVENTION A hydraulic simulator of dynamic loading of mobile power devices and their nodes, consisting of a hydrostatic load circuit with a computer control system, characterized in that the output channel of at least one control pump (1) with a two-stage 264705 4 electrohydraulic servo valve (5) and an outlet channel at least one pump (2) with a constant geometric volume is connected to electro-hydraulic proportional pressure valves (6, 7), the electrical inputs of these valves being connected to the outputs of the computer control system. 2 drawings