Przedmiotem wynalazku jest sposób modelowania charakterystyki silnika spalinowego za pomoca elek¬ trycznego pradu przemiennego. Modelowana charakterystyka, bedaca zaleznoscia momentu obrotowego od predkosci obrotowej walu korbowego, jest sporzadzona dla stalego kata otwarcia przepustnicy gaznika silnika spalinowego z zaplonem iskrowym lub dla stalego polozenia listwy pompy wtryskowej silnika z zaplonem samo¬ czynnym.Znane sa sposoby modelowania charakterystki silnika spalinowego silnikiem elektrycznym pradu stalego * lub przemiennego. Modelowanie to odbywa sie za pomoca specjalnych ukladów z zadajnikami wykorzystujacy¬ mi zasade aproksymacji odcinkowej charakterystyki silnika spalinowego.Niedogodnoscia tych sposobów jest koniecznosc poslugiwania sie rozbudowanymi ukladami sterowania silnika pradu stalego lub przemiennego, które nie moga byc zasilane bezposrednio z przemyslowej sieci elektro¬ energetycznej lecz poprzez przeksztaltnik tyrystorowy.Celem wynalazku jest opracowanie sposobu modelowania charakterystyki silnika spalinowego, polegaja¬ cego na takim modelowaniu charakterystyki silnika elektrycznego, aby jej przebieg mozliwie najdokladniej pokrywal sie z przebiegiem rzeczywistym charakterystyki silnika spalinowego..Istota wynalazku polega na tym, ze modelujacy charakterystyke silnika spalinowego indukcyjny silnik pierscieniowy zasila sie tak obnizonym napieciem, aby jego maksymalny moment odpowiadal maksymalnemu momentowi silnika spalinowego, z uwzglednieniem przelozenia przekladni mechanicznej na wyjsciu indukcyj¬ nego silnika pierscieniowego. Wielkosc tego przelozenia oblicza sie wedlug wzoru: Vs = _ 60 P # (ns)i w którym: Vs — przelozenie przekladni mechanicznej na wyjsciu indukcyjnego silnika pierscieniowego, fs — czestotliwosc sieci zasilajacej, p - liczba par biegunów, (ns)i — predkosc koncowa indukcyjnego silnika pierscieniowego.2 115 015 Obliczana wedlug wzoru: Ir (n^ = 0,5 nsu + q J (0,5 nsu • C)2 - C^Kn* + nK\v), przy czym K — wspólczynnik obliczany z równania: K=2[e—a(l+e)], -e — wspólczynnik zalezny od stosunku rezystancji stojana do rezystancji wirnika i od poslizgu krytycznego, MM a= -rj— — elastycznosc momentu silnika spalinowego, Mn Mm — moment maksymalny silnika spalinowego, Mn — moment przy maksymalnej mocy silnika spalinowego, C — wspólczynnik obliczany z równania: C= 2+K, nju. — suma predkosci obrotowej nM silnika spalinowego przy maksymalnym momencie i predkosci obrotowej nN silnika spalinowego przy maksymalnej mocy, nu — iloczyn predkosci obrotowej nM silnika spalinowego przy maksymalnym momencie i predkosci obrotowej nN silnika spalinowego przy maksymalnej mocy, i*kw — suma kwadratów predkosci obrotowej nM silnika spalinowego przy maksymalnym momencie i predkosci obrotowej nN silnika spalinowego przy maksymalnej mocy.Do analitycznego okreslenia charakterystyki momentu obrotowego silnika spalinowego stosuje sie naj¬ czesciej wzór Hahna: ms = a_(a_i)(JLjl)', w którym: M ms =JjT7 - moment wzgledny silnika spalinowego, M — dowolny moment, x=^— - wzgledna predkosc obrotowa silnika spalinowego, n — dowolna predkosc obrotowa, 0= —1 — elastycznosc predkosci silnika spalinowego.Do analitycznego okreslenia przebiegu charakterystyki momentu obrotowego indukcyjnego silnika piers¬ cieniowego stosuje sie wzór Klossa: 2/1(1+6) ^JL+iK+26' w którym: me=-— — moment silnika indukcyjnego, Mn Mn — moment znamionowy silnika indukcyjnego, Mm *n M=w— — przeciazalnosc momentem silnika indukcyjnego, Mm — maksymalny moment silnika indukcyjnego, ns-n s= n ¦ — poslizg wirnika silnika,115 015 3 ns — predkosc synchroniczna, n — predkosc dowolna, ns~nk sk=—r— — poslizg utyku albo krytyczny wirnika silnika, nk — predkosc utyku.Przebieg charakterystyk jest przedstawiony na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia charakterystyki mechaniczne indukcyjnego silnika pierscieniowego, a fig. 2 — charakterystyki silnika spalinowego i indukcyj¬ nego silnika pierscieniowego.Krzywa a na fig. 1 przedstawia charakterystyke naturalna, krzywa b — charakterystyke przy wlaczonej w obwód wirnika rezystancji, natomiast krzywa c — charakterystyke pizy wlaczonej w obwód wirnika rezy¬ stancji i obnizonym napieciu. Na krzywej b zaznaczono punkty charakterystyczne: c (n^, Mm) oraz D (n1? Mn), przy czym nx — predkosc obrotowa odpowiadajaca mocy znamionowej silnika indukcyjnego.Na fig. 2 linia ciagla oznacza charakterystyke indukcyjnego silnika pierscieniowego, zas linia przerywana — charakterystyke silnika spalinowego. Na obu krzywych zaznaczono punkty charakterystyczne: A (Mm, n\{) oraz B (Mn , nu).Dla wlasciwego odtwarzania charakterystyki silnika spalinowego najwazniejszy jest jej przebieg miedzy punktami charakterystycznymi A i B. Przy dopasowanym przebiegu charakterystyki indukcyjnego silnika piers¬ cieniowego do charakterystyki silnika spalinowego, krzywa bedaca charakterystyka indukcyjnego silnika piers¬ cieniowego, takjak przedstawiono na fig. 2, przechodzi przez punkty charakterystyczne A i B.Nalezy zaznaczyc, ze wspólrzedne punktu A na fig. 2 i punktu £ na fig. 1 sa zawsze takie same. Wspól¬ rzedne punktów D i F na fig. 1 sa rózne. Wynika to z tego, ze punkty A, C i £ odpowiadaja maksymalnemu momentowi silnika spalinowego Mm* Punkty B i F odpowiadaja maksymalnej mocy na charakterystyce silnika spalinowego, zas punkt D odpowiada momentowi znamionowemu Mn indukcyjnego silnika pierscieniowego.Zaletami sposobu modelowania charakterystyki silnika spalinowego wedlug wynalazku w porównaniu ze znanymi sposobami sa: nizszy koszt zakupu, latwiejsza eksploatacja, proste sterowanie oraz uzyskanie charak¬ terystyki zblizonej do charakterystyki gaznikowego silnika spalinowego.W przykladowym zastosowaniu sposobu modelowania charakterystyki silnika spalinowego wedlug ni¬ niejszego wynalazku zastosowano silnik spalinowy S-21, stosowany w samochodach dostawczych ZUK, o na¬ stepujacych danych technicznych: moc maksymalna 70 KM przy 4.000 l/min; predkosc koncowa indukcyj¬ nego silnika pierscieniowego (ns)i = 5632 l/min.; zas przelozenie przekladni mechanicznej: 60-50 Vs= =0,266 S 2-5632 Wartosc momentu obrotowego indukcyjnego silnika pierscieniowego odpowiadajaca momentowi maksy¬ malnemu silnika spalinowego wyniesie: MM 15,00 Mr =—- = = 56,39 kGm Vs 0,266 Wartosc momentu obrotowego indukcyjnego silnika pierscieniowego odpowiadajaca momentowi przy ' maksymalnej mocy silnika spalinowego wyniesie: MN 12,56 MF=—- = 47,06 kGm.Vs 0,266 Do napedu dobrano indukcyjny silnik pierscieniowy o mocy 75 kW, predkosci obrotowej 1470 l/min. i momencie maksymalnym 159 kGm. Aby charakterystyka momentu obrotowego przechodzila przez obliczone punkty E i F nalezy tak obnizyc napiecie, aby moment maksymalny wyniósl 56,39 kGm.Sposób wedlug wynalazku umozliwia naped stanowiska bezwladnosciowego do badan zespolów ukladu napedowego samochodu za pomoca indukcyjnego silnika pierscieniowego zamiast silnika spalinowego.4 115 015 Zastrzezenie patentowe Sposób modelowania charakterystyki silnika spalinowego za pomoca silnika elektrycznego z rezystancja wlaczona w obwód wirnika, znamienny tym, ze modelujacy te charakterystyke indukcyjny silnik pierscieniowy zasila sie tak obnizonym napieciem, aby maksymalny moment (Mm) tego silnika odpowiadal maksymalnemu momentowi (MM) silnika spalinowego z uwzglednieniem przelozenia (Vs) przekladni mechanicz¬ nej na wyjsciu indukcyjnego silnika pierscieniowego, przy czym pozadana predkosc koncowa ((n^) indukcyj¬ nego silnika pierscieniowego oblicza sie ze wzoru: (ns)! = 0,5 nsu + q V (0,T"nsu -"C?"- C(Knu + nKw), w którym: K - wspólczynnik obliczany z równania: K=2fe-a(l + c)], e - wspólczynnik zalezny od stosunku rezystancji stojana do rezystancji wirnika oraz od poslizgu krytycznego, - elastycznosc momentu silnika spalinowego, MM Mm - moment maksymalny silnika spalinowego, Mn - moment przy maksymalnej mocy silnika spalinowego, C - wspólczynnik obliczany z równania: C=2 + K, nsu - suma predkosci obrotowej nM silnika spalinowego przy maksymalnym momencie i predkosci obrotowej nN silnika spalinowego przy maksymalnej mocy, nu - iloczyn predkosci obrotowej nM silnika spalinowego przy maksymalnym momencie i predkosci obroto¬ wej nx silnika spalinowego przy maksymalnej mocy, mew - suma kwadratów predkosci obrotowej nM silnika spalinowego przy maksymalnym momencie i predkosci obrotowej nN silnika spalinowego przy maksymalnej mocy.Fig 1 Fig 2 Prac. Poligraf. UP PRL naklad 120*18 Cena 45 zl PL