RU1812476C - Стенд дл исследовани динамики двигателей внутреннего сгорани - Google Patents

Abstract

Сущность изобретени : позвол ет повысить информативность стенда при исследовании дизел  за счет обеспечени  возможности определени  на нем амплитудно-частотной характеристики. После запуска дизел  на обмотку возбуждени  электротормоза подаетс  посредством автотрансформатора , трансформатора, выпр мител , сглаживающего фильтра напр жение посто нного тока, а на обмотку возбуждени  подаетс  посредством магнитного усилител  от генератора синусоидальное напр жение различной частоты, но одинаковой амплитуды. На валу электротормоза по вл етс  момент, величина которого пропорциональна сумме напр жений, приложенных к обмоткам возбуждени , На выходах датчика момента и преобразовател  перемещени  рейки топливного насоса по вл ютс  сигналы из посто нной составл ющей и синусоидальной составл ющей. Синусоидальные составл ющие этих сигналов выдел ютс  элементами и преобразуютс  преобразовател ми амплитудного значени  в напр жение посто нного тока, уровень которого практически равен амплитуде подаваемого на эти преобразователи напр жени . Полученные сигналы подаютс  на делитель, выходной сигнал которого pern- стрируетс  прибором. Измен   частоту выходного сигнала генератора, с помощью прибора регистрируют сигналы, по значени м которых строитс  амплитудно-частотна  характеристика дизел . 6 ил. С

Description

Изобретение относитс  к двигателест- роению и может быть использовано при ис- следовании динамики двигателей внутреннего сгорани .

Цель изобретени  - расширение функциональных возможностей стенда за счет обеспечени  возможности определени  на нем амплитудно-частотной характеристики.

На фиг. 1 изображена обща  схема стенда; на фиг.2 - сигналы в цеп х нагружени  стенда; на фиг.З - сигналы в цеп х датчика момента; на фиг.4 - сигналы в каналах обработки информации; на фиг.5 - сигналы в цеп х преобразовател  перемещени  рейки

топливного насоса; на фиг.6 - амплитудно- частотна  характеристика дизел .

Стенд содержит дизель 1, электротормоз 2 с обмоткой возбуждени  3 и обмоткой возбуждени  4, кинематически соединенный с валом дизел  1, датчик 5 момента, установленный на валу дизел , преобразователь 6 перемещени  рейки топливного насоса дизел , автотрансформатор 7, трансформатор 8, выпр митель 9, сглаживающий фильтр 10, элементы 11 и 12 выделе-; ни  синусоидальной составл ющей преобразователи 13 и 14 амплитудного значени , делитель 15, выполненный в виде

ю N

XI

микросхемы с двум  входами,первым входом подключенный к преобразователю 13 амплитудного значени , вторым - к преобразователю 14 амплитудного значени , регистрирующий прибор 16, подключенный к выходу делител  15, генератор синусоидальных сигналов 17, подключенный к обмотке возбуждени  4 электротормоза 2 посредством магнитного усилител  18, при этом элемент 11 выделени  синусоидальной составл ющей крут щего момента на .валу дизел  подключен к выходу датчика 5 момента , элемент 12 выделени  синусоидальной составл ющем подключен к выходу преобразовател  перемещени  рейки топливного насоса дизел , а обмотка возбуждени  3 электротормоза 2 подключена к выходу сглаживающего фильтра ТО,

Датчик 3 момента включает в себ  два металлических диска 19 закрепленных неподвижно один относительно другого на валу ,импульсные бесконтактные преобразователи 20, установленные вблизи вала, сумматор.21, выполненный на двух резисторах 22 и 23, выпр митель 24, фильтр низких частот 25, резистор 26. Преобразователь перемещени  рейки топливного насоса 6 включает в себ  мультивибратор 27 на двух транзисторах, согласующий усилитель 28, конденсатор 29, катушку индуктивности 30, детектор амплитудно- модулированных колебаний 31, резистор 32. Каждый элемент выделени  синусоидальной составл ющей имеет конденсатор 33 и резистор 34. Каждый преобразователь амплитудного значени  содержит конденсатор 35, диод 36, резистор 37 и фильтр низших частот 38. Магнитный усилитель 18 имеет обмотку 39 управлени  и обмотку переменного тока 40, выпр митель 41,

Стенд работает следующим образом.

После запуска двигател  воздействием на рычаг управлени  регул тора частоты вращени  устанавливают начальный скоростной режим, соответствующий максимальным оборотам вала ДВС. На обмотку 3 возбуждени  электротормоза 2 посредством автотрансформатора 7, трансформатора 8, выпр мител  9 и сглаживающего фильтра 10 подаетс  напр жение посто нного тока (фиг.2а), а на обмотку 4 возбуждени  от генератора 17 синусоидальных сигналов подаетс  напр жение с фиксированной частотой (фиг,26), например, 0,5 Гц. На валу электротормоза 2 по вл етс  момент , пропорциональный сумме напр жений , приложенных к обмоткам 3 и 4 возбуждени  (фиг.2в).

Металлические диски 19 при работе дизел  проход т в щели преобразователей 20, в результате чего на электрических выводах преобразователей 20 датчика 5 момента

формируютс  пр моугольные импульсы одинаковой высоты и длительности, которые поступают на вход сумматора 21. Преобразователи 20 подключены к сумматору 21 таким образом, что их выходные сигналы

наход тс  в противофазе. В случае отсутстви  момента на валу графики сигналов на входе сумматора 21 показаны на фиг.За. С по влением момента на валу возникает фазовое смещение выходных импульсных

процессов (фиг.Зб), при этом на выходе сумматора 21 по вл етс  сигнал (фиг.Зв), который выпр мл етс  (фиг.Зг) и сглаживаетс  (фиг.Зд). С помощью элемента 1.1 выдел етс  синусоидальна  составл юща  выходного сигнала датчика 5 момента, котора  изображена на фиг.4а и при открытом диоде 36 конденсатор 35 зар жаетс  с малой посто нной времени до значительной величины . В момент времени, когда

напр жение на конденсаторе 35 станет больше мгновенного значени  измер емого напр жени , диод 36 закроетс . Затем конденсатор 35 разр жаетс .Так как посто нна  времени разр да значительно больше .чем зар да, то разр жаетс  конденсатор только на некоторую величину, что показано на фиг.4б. Поэтому в установившемс  режиме конденсатор 35 практически зар жаетс  до амплитуды входного на преобразователь 13 напр жени . Напр жение на резисторе 37 представл ет собой синусоиду с посто нной составл ющей, причем последн   равна практически амплитуде входного на преобразователь 13 напр жени  (фиг.4в). Напр жение с резистора 37 сглаживаетс  фильтром 38. Полученный сигнал поступает на первый вход делител  15.

По истечении некоторого времени, когда прекрат тс  переходные процессы в дизеле , устанавливаетс  гармоническое колебание рейки топливного насоса дизел  той же частоты, чти и синусоидальное колебание момента на его валу, но с другой амплитудой . Это колебание рейки топливного насоса измер етс  бесконтактным преобразователем б перемещени  рейки. Происходит это следующим образом. На выходе

мультивибратора 27 формируетс  периодическа  последовательность пр моугольных импульсов(фиг.ба), котора  посредством согласующего усилител  28 поступает на последовательный резонансный контур,

образованный конденсатором 29 и катушкой индуктивности 30. Контур имеет амплитудно-частотную характеристику, изображенную на фиг.56, котора  представл ет из себ  резонансную кривую. Резонансный контур из всего спектра частот входного периодического сигнала с пр моугольными импульсами (спектр изображен на фиг.бв), имеющего практически неограниченную полосу частот, .выдел ет периодическую составл ющую с такой частотой, котора  равна резонансной частоте контура (фиг.56). Эта периодическа  составл юща , выделенна  резонансным контуром, изображена на фиг.бг. При изменении положени  рейки топливного насоса мен етс  индуктивность резонансного контура, поэтому в соответствии с резонансной кривой (фиг.56) измен етс  амплитуда периодической составл ющей на выходе резонансного контура (фиг.бд). В изменении амплитуды и содержитс  вс  информаци  о перемещении рейки топливного насоса дизел . Дл  выделени  изменени  амплитуды периодической составл ющей сигнал детектируетс  детектором 31, который выпр мл ет сигнал, модулированный по амплитуде (фиг.5е), и устран ет высокочастотную периодическую составл ющую. Поэтому на резисторе 32 по вл етс  сигнал (фиг.би), пропорциональный перемещению рейки топливного насоса . Этот сигнал имеет посто нную составл ющую, котора  отдел етс  с помощью элемента 12 выделени  синусоидальной составл ющей. Далее преобразователем 14 амплитудного значени  амплитуда синусоидальной составл ющей перемещени  рейки топливного насоса преобразуетс  в напр жение посто нного тока, по уровню практически равное амплитуде синусоидальной составл ющей напр жени . Напр жение с резистора 37 сглаживаетс  фильтром 38. Полученный сигнал поступает на второй вход делител  15. Сигнал на выходе делител  13 регистрируетс  прибором 16.

Затем измен етс  частота выходного напр жени  генератора 17 синусоидальных сигналов, например, устанавливаетс  0,6 Гц, но амплитуда этого напр жени  сохран етс . Оп ть регистрируетс  показание прибора 16. Проделываетс  это 10-12 раз, вс кий раз с новой заданной частотой выходного напр жени  генератора 17 синусо- 5 идальных сигналов. По полученным отсчетам регистрирующего прибора 16 строитс  амплитудно-частотна  характеристика дизел . Примерный вид амплитудно- частотной характеристики дизел 

0 представлен на фиг.6.

Таким образом, на стенде обеспечййа- етс  оперативное определение амплитудно- частотной характеристики дизел , что повышает информативность стенда.

Claims (1)

1. 5 Формулаизобретени 

   Стенд дл  исследовани  динамики двигателей внутреннего сгорани , содержащий дизель, электротормоз с двум  обмотками возбуждени , кинематически соединенный

   0 с валом дизел , датчик момента, установленный на валу, преобразователь перемещени  рейки топливного насоса дизел , автотрансформатор, трансформатор, выпр митель , сглаживающий фильтр, о т л и 5 чающийс  тем, что,с целью расширени  функциональных возможностей, стенд снабжен двум  каналами обработки, каждый из которых выполнен в виде последовательно соединенных элемента выделени 

   0 синусоидальной составл ющей и преобразовател  амплитудного значени , делителем с двум  входами, выполненными в виде микросхемы, первым входом подключенным к первому преобразователю амплитуд5 ного значени , вторым - к второму преобразователю амплитудного значени , регистрирующим прибором, подключенным к выходу делител , генератором синусоидальных сигналов, подключенный к первой

   0 обмотке возбуждени  электротормоза посредством магнитного усилител , при этом первый элемент выделени  синусоидальной составл ющей подключен к выходу датчика момента, второй элемент выделени  сину5 соидальной составл ющей подключен к выходу преобразовател  перемещений рейки топливного насоса дизел , а втора  обмотка возбуждени  электротормоза подключена к выходу сглаживающего фильтра.

   WWW

   .