RU2027982C1

RU2027982C1 - Test bed for running-in of internal-combustion engines

Info

Publication number: RU2027982C1
Authority: RU
Inventors: С.В. Тимохин; А.В. Николаенко; Ю.В. Родионов
Original assignee: Ленинградский сельскохозяйственный институт
Priority date: 1992-04-07
Filing date: 1992-04-07
Publication date: 1995-01-27

Abstract

FIELD: test equipment. SUBSTANCE: test bed has electric motor 1, clutch 2, transmission 3 which output is coupled to crank shaft of engine 4, to inputs of rotational speed pickup 5, of controller 6 of rotational speed of engine shaft and of high-pressure fuel pump 7. Output of controller 6 of rotational speed is connected to output of first actuator 8 and to second input of high-pressure fuel pump 7 which output is linked to system of fuel feed into cylinders of engine 4, to which exhaust system mechanism 9 of increase of indicator load is connected. The latter is coupled to controller 11 of pull-in stroke of working element via second actuator 10. Apart from this first input of first actuator 8 is coupled to controller 12 of sweep stroke of working element of first actuator. Its second input connected to second input of second actuator 10 is coupled via switch 13 to output of commutator 14 which second input is linked to bus 15 of power supply of actuators and which first input is connected to output of unit 16 of control over commutator. First input of the latter is connected to common power supply bus 19 via anode-cathode junction of thyristor 17 and collector-emitter junction of transistor 18. In this case second input is linked to positive power supply bus 20. Output of rotational speed pickup 5 is connected to input of rotational speed meter 21 which output is linked to angular acceleration meter 22 and to first inputs of first 23 and second 24 comparators. Their second inputs are connected to adjustment unit 25 and their outputs are coupled to controlling electrode of thyristor 17 and base of transistor 18 correspondingly. In additional to it power supply bus 26 of electric motor is connected to input of electric motor via wattmeter 27. EFFECT: enhanced running-in capabilities. 3 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к производству и ремонту двигателей внутреннего сгорания и позволяет уменьшить металлоемкость и мощность обкаточного стенда, занимаемые производственные площади. The invention relates to the production and repair of internal combustion engines and allows to reduce the metal consumption and the power of the break-in stand occupied by the production area.

Известны [Кривенко П. М. и др. Ремонт дизелей сельхозназначения. М.: Агропромиздат, 1990, с. 271] и широко распространены обкаточные стенды, состоящие из электромашины, снабженной измерителем развиваемого момента, вал которой соединен с коленчатым валом обкатываемого двигателя, причем электромашина снабжена регулятором частоты вращения и тормозного момента (например, реостатом в цепи обмоток ротора машины переменного тока с фазным ротором). При проведении холодной обкатки электромашина работает в режиме электродвигателя и осуществляет прокрутку двигателя внутреннего сгорания (ДВС) с требуемой частотой вращения, которая регулируется реостатом. При проведении горячей обкатки под нагрузкой электромашина работает в режиме генератора и создает тормозной момент для ДВС, величина которого регулируется реостатом. Known [Krivenko P. M. et al. Repair of agricultural diesel engines. M .: Agropromizdat, 1990, p. 271] and the rolling stands are widely distributed, consisting of an electric machine equipped with a developed moment meter, the shaft of which is connected to the crankshaft of the engine being driven in, and the electric machine is equipped with a speed and braking torque regulator (for example, a rheostat in the rotor winding circuit of an alternating current machine with a phase rotor) . During the cold running, the electric machine operates in the electric motor mode and scrolls the internal combustion engine (ICE) with the required speed, which is regulated by the rheostat. When conducting hot break-in under load, the electric machine operates in generator mode and creates a braking torque for the internal combustion engine, the value of which is regulated by a rheostat.

Недостатком такого стенда является необходимость равенства тормозной мощности, развиваемой электромашиной, мощности ДВС для обеспечения его полной загрузки в конце обкатки и определения фактической эффективной мощности. The disadvantage of this stand is the need for equal braking power developed by the electric machine, ICE power to ensure its full load at the end of the run-in and determine the actual effective power.

В связи с ростом мощности автотракторных ДВС до 500 л.с., а тепловозных и судовых дизелей до нескольких тысяч, такие стенды должны иметь соответствующую мощность и, следовательно, большие габариты и стоимость. In connection with the growth of the power of automotive ICE to 500 hp, and diesel and marine diesel engines to several thousand, such stands should have the appropriate power and, therefore, large dimensions and cost.

Известны такие стенды для холодной обкатки ДВС [Храмцов Н.В. и др. Обкатка и испытание автотракторных двигателей; Н.В.Храмцов, А.Е.Королев, В. С. Малаев. М.: Агропромиздат, 1991, с.125], состоящие из асинхронного электродвигателя с короткозамкнутым ротором, вал которого через фрикционную муфту сцепления соединен с первичным валом коробки перемены передач, вторичный вал которой соединен с валом обкатываемого ДВС. Стенд также снабжен измерителем частоты вращения вала ДВС и мощности, потребляемой электродвигателем. В этом случае требуемая мощность электродвигателя в 6-8 раз меньше эффективной мощности ДВС (М_пр = 0,25-0,30 М_к ^н; n_пр ^max = 0,5-0,7 n_н).Such stands are known for cold running of ICE [Khramtsov N.V. and other. Running-in and testing of automotive engines; N.V. Khramtsov, A.E. Korolev, V.S. Malaev. M .: Agropromizdat, 1991, p.125], consisting of an asynchronous motor with a squirrel-cage rotor, the shaft of which is connected through the friction clutch to the input shaft of the gearbox, the secondary shaft of which is connected to the shaft of the engine being driven in. The stand is also equipped with a meter for the engine speed and the power consumed by the electric motor. In this case, electric power required 6-8 times less effective power DIC (M _Ave = M _to ^N 0.25-0.30; n _pr ^max = 0,5-0,7 n _n).

Недостатком такого стенда является невозможность проведения горячей обкатки под нагрузкой. The disadvantage of this stand is the inability to conduct hot break-in under load.

Известен способ и устройство для горячей обкатки под нагрузкой динамическим способом (А.с. СССР N 1451582), заключающийся в том, что периодически осуществляют разгон и выбег вала двигателя в определенном интервале частот вращения путем включения и выключения подачи топлива. Регулируя подачу топлива, изменяют величину динамической нагрузки при разгоне, а регулируя противодавление на выпуске, изменяют нагрузку при выбеге. Контроль нагрузки осуществляют с помощью измерителя углового ускорения. Стенд для обкатки ДВС, снабженного всережимным регулятором частоты вращения, содержит первый и второй, выполненный в виде электромагнита, исполнительный механизм по нагрузке, измеритель частоты вращения и ускорения, связанный с коленчатым валом прирабатываемого двигателя, блок управления и механизм увеличения индикаторной нагрузки, связанный с выпускной системой прирабатываемого двигателя и вторым исполнительным механизмом, датчик окончания выбега, механически связанный с рычагом управления всережимным центробежным регулятором и первым исполнительным механизмом, выполненным в виде кулачкового механизма с моторредуктором постоянного тока, содержащее реле времени, схему торможения и датчик угла поворота кулачка первого исполнительного механизма, первый и второй выходы которого соединены соответственно с первым входом реле времени и входом схемы торможения, а вход связан с выходом первого исполнительного механизма, первый и второй входы которого соответственно соединены с выходом схемы торможения и первым входом реле времени, второй выход последнего соединен с входом второго исполнительного механизма через датчик окончания выбега, второй выход которого подключен к второму входу реле времени, третий вход последнего связан с выходом блока управления. A known method and device for hot running under load in a dynamic way (A.S. USSR N 1451582), which consists in periodically accelerating and coasting the engine shaft in a certain range of speeds by turning the fuel supply on and off. By adjusting the fuel supply, the magnitude of the dynamic load during acceleration is changed, and by adjusting the back pressure at the outlet, the load when coasting is changed. The load is monitored using an angular acceleration meter. The engine run-in bench equipped with an all-speed speed controller contains the first and second, made in the form of an electromagnet, load actuating mechanism, a speed and acceleration meter associated with the engine crankshaft, a control unit and an indicator load increase mechanism associated with the exhaust a running-in engine system and a second actuator, a run-out end sensor mechanically coupled to a control lever of an all-mode centrifugal controller, and the first actuator, made in the form of a cam mechanism with a DC motor gearbox, containing a time relay, a braking circuit and a cam angle sensor of the first actuator, the first and second outputs of which are connected respectively to the first input of the time relay and the input of the braking circuit, and the input is connected to the output of the first actuator, the first and second inputs of which are respectively connected to the output of the braking circuit and the first input of the time relay, the second output of the latter is connected to the input of the second actuator through the end of coast sensor, the second output of which is connected to the second input of the time relay, the third input of the latter is connected to the output of the control unit.

Недостатком данного стенда, а именно первого исполнительного механизма, является необходимость смены кулачков исполнительного механизма при переходе к последующей ступени горячей обкатки под нагрузкой, сложность конструкции, а также возможность возникновения автоколебаний рейки или дозатора, а следовательно, и нагрузки из-за упругой (через пружину) связи рычага регулятора частоты вращения и рейки топливного насоса высокого давления. Недостатком второго исполнительного механизма является реализованный способ позиционирования рабочего органа (якоря электромагнита) с помощью изменения питающего напряжения (тока). При этом в силу ограниченного усилия электромагнита и переменного характера нагрузки на дроссельную заслонку необходимы электромагниты большой мощности, кроме этого для работы электромагнита с большим зазором между якорем и сердечником при одном и том же рабочем усилии у электромагнита, работающего без зазора, требуется значительно (до 5-10 раз) больший ток, что усложняет источник питания и выходной усилитель, ведет к повышенному расходу электроэнергии. При работе второго исполнительного механизма также возможно возникновение автоколебаний дроссельной заслонки и, следовательно, нагрузки. The disadvantage of this stand, namely the first actuator, is the need to change the cams of the actuator during the transition to the next step of hot running under load, the complexity of the design, as well as the possibility of self-oscillations of the rail or dispenser, and therefore the load due to elastic (through the spring ) the connection of the lever of the speed controller and the rail of the high pressure fuel pump. The disadvantage of the second actuator is the implemented method of positioning the working body (electromagnet armature) by changing the supply voltage (current). Moreover, due to the limited force of the electromagnet and the variable nature of the load on the throttle, high power electromagnets are required, in addition, for an electromagnet with a large gap between the armature and the core with the same working force, an electromagnet operating without a gap requires significantly (up to 5 -10 times) more current, which complicates the power source and output amplifier, leads to increased energy consumption. During the operation of the second actuator, self-oscillations of the throttle valve and, consequently, the load, may also occur.

В результате при использовании данного стенда возникает значительное отклонение реальной формы кривой нагрузочного динамического момента от оптимальной прямоугольной, что увеличивает продолжительность приработки. Кроме этого стенд не позволяет проводить холодную обкатку. As a result, when using this stand, a significant deviation of the real curve of the load dynamic moment from the optimal rectangular one occurs, which increases the running-in time. In addition, the stand does not allow cold running.

Наиболее близким по техническому решению является стенд для обкатки дизелей [1] , содержащий устройство для загрузки двигателя, выполненное в виде маховика, датчика момента и частоты вращения, первый, второй и третий вычитающие элементы, усилительно-преобразовательный блок, блок управления, исполнительный механизм по нагрузке, выпрямительный мост, симметричный триггер, первый и второй электронные ключи и интегратор, причем датчик момента через усилительно-преобразовательный блок соединен с вторым вычитающим элементом, связанным с исполнительным механизмом по нагрузке, датчик частоты подключен к первому вычитающему элементу, а блок управления связан с первым и вторым вычитающими элементами, при этом электронные ключи связаны с выходами симметричного триггера, первый вход которого соединен с выходом третьего вычитающего элемента, а усилительно-преобразовательный блок связан с вторым вычитающим элементом через последовательно включенные выпрямительный мост и интегратор, содержащий программное устройство, второй исполнительный механизм по нагрузке и сочлененный с двигателем механизм увеличения индикаторной нагрузки, выполненный в виде обкаточного выпускного коллектоpа с управляемыми нагнетательными клапанами в отводных патрубках всех цилиндров, при этом второй исполнительный механизм сочленен с механизмом увеличения индикаторной нагрузки, вторым электронным ключом, программным устройством и вторым вычитающим элементом, а второй вход симметричного триггера связан с первым вычитающим элементом, третий вычитающий элемент соединен с датчиком частоты вращения и программным устройством. The closest in technical solution is a stand for running in diesel engines [1], containing a device for loading the engine, made in the form of a flywheel, a torque and speed sensor, first, second and third subtracting elements, an amplifying-conversion unit, a control unit, an actuator load, rectifier bridge, symmetrical trigger, first and second electronic switches and integrator, and the torque sensor is connected via a amplifying-conversion unit to the second subtracting element associated with the with a load-bearing mechanism, the frequency sensor is connected to the first subtracting element, and the control unit is connected to the first and second subtracting elements, while the electronic keys are connected to the outputs of the symmetric trigger, the first input of which is connected to the output of the third subtracting element, and the amplifier-converter unit is connected with a second subtracting element through a series-connected rectifier bridge and an integrator containing a software device, a second load actuator and articulated to a mechanism for increasing the indicator load, made in the form of a break-in exhaust manifold with controlled discharge valves in the branch pipes of all cylinders, while the second actuator is coupled with a mechanism for increasing the indicator load, a second electronic key, a software device and a second subtracting element, and a second input of a symmetric trigger connected to the first subtractive element, the third subtractive element is connected to the speed sensor and the software device.

Недостатком данного стенда является то, что первый исполнительный механизм, выполненный в виде электромагнита, воздействует на рычаг регулятора частоты вращения, перемещая его с определенной скоростью. При этом требуется большой рабочий ход якоря электромагнита (до 100 мм), сложная схема обратной связи по ускорению, а упругая связь между рычагом регулятора частоты вращения и рейкой топливного насоса высокого давления приводит к возникновению автоколебаний системы и снижению стабильности динамической нагрузки. Кроме этого стенд не позволяет проводить холодной обкатки и запуска дизеля. The disadvantage of this stand is that the first actuator, made in the form of an electromagnet, acts on the lever of the speed controller, moving it at a certain speed. This requires a large working stroke of the electromagnet armature (up to 100 mm), a complex acceleration feedback scheme, and the elastic connection between the speed control lever and the rail of the high pressure fuel pump leads to self-oscillations of the system and a decrease in the stability of the dynamic load. In addition, the stand does not allow cold running and diesel start.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей стенда и повышение качества обкатки за счет повышения стабильности динамической нагрузки. The aim of the invention is to expand the functionality of the stand and improving the quality of the break-in by increasing the stability of the dynamic load.

Цель достигается тем, что стенд для приработки ДВС, содержащий устройство для загрузки двигателя, датчики момента и частоты вращения, блок управления, два исполнительных механизма по нагрузке и механизм увеличения индикаторной нагрузки, выполненный в виде сменного выпускного коллектора, второй исполнительный механизм связан с механизмом увеличения индикаторной нагрузки, причем последний соединен с двигателем, дополнительно содержит ваттметр, электродвигатель, муфту сцепления, коробку перемены передач, регулятор хода вылета рабочего органа первого исполнительного механизма, регулятор хода втягивания рабочего органа второго исполнительного механизма, коммутатор, выключатель, блок управления коммутатором, первый и второй компараторы, тиристор, транзистор, блок регулировок, причем первый и второй исполнительные механизмы механически связаны соответственно с регуляторами хода вылета и втягивания рабочих органов, при этом выход измерителя частоты вращения связан с входом измерителя углового ускорения и первыми входами первого и второго компараторов, вторые входы последних соответственно соединены с выходами блока регулировок, а выход первого компаратора - с управляющим электродом тиристора, а выход второго - с базой транзистора, эмиттер которого связан с общей шиной питания, а коллектор - с катодом тиристора, анод последнего подключен к первому входу блока управления коммутатором, второй вход которого соединен с положительной шиной питания, а выход - с первым входом коммутатора, второй вход которого соединен с шиной питания исполнительных механизмов, а выход через выключатель соединен с первым и вторым исполнительными механизмами, причем первый исполнительный механизм механически соединен с топливным насосом высокого давления и регулятором частоты вращения, которые механически связаны между собой и с коленчатым валом двигателя, токовая клемма ваттметра подключена к шине питания электродвигателя, а две другие - к электродвигателю, который через муфту сцепления и коробку перемены передачи связан с коленчатым валом двигателя. The goal is achieved in that the stand for running in the internal combustion engine, containing a device for loading the engine, torque and speed sensors, a control unit, two actuators for the load and a mechanism for increasing the indicator load, made in the form of a removable exhaust manifold, the second actuator is connected with the increase mechanism indicator load, the latter being connected to the engine, additionally contains a wattmeter, an electric motor, a clutch, a gear change box, a regulator of the course of departure of the worker the body of the first actuator, the regulator of the retraction of the working body of the second actuator, the switch, the switch, the control unit of the switch, the first and second comparators, the thyristor, the transistor, the adjustment unit, the first and second actuators are mechanically connected respectively to the regulators of the course of departure and retraction of workers organs, while the output of the rotational speed meter is connected to the input of the angular acceleration meter and the first inputs of the first and second comparators, the second inputs are the latter are respectively connected to the outputs of the adjustment unit, and the output of the first comparator is connected to the thyristor control electrode, and the output of the second is connected to the transistor base, the emitter of which is connected to the common power bus, and the collector is connected to the thyristor cathode, the anode of the latter is connected to the first input of the switch control unit , the second input of which is connected to the positive power bus, and the output is to the first input of the switch, the second input of which is connected to the power bus of the actuators, and the output through the switch is connected to the first and second actuators, and the first actuator is mechanically connected to a high-pressure fuel pump and a speed regulator, which are mechanically connected to each other and to the crankshaft of the engine, the current terminal of the wattmeter is connected to the power supply bus of the electric motor, and the other two to the electric motor, which through the coupling the clutch and gearbox are connected to the crankshaft of the engine.

Регулятор хода вылета рабочего органа первого исполнительного механизма выполнен в виде винта, ввернутого в резьбовое отверстие в корпусе, которое выполнено соосно с ползуном, шарнирно соединенным с рабочим органом первого исполнительного механизма, при этом на ползуне закреплена отводка, проходящая через паз в корпусе и воздействующая на рейку или дозатор топливного насоса высокого давления, связанные с регулятором частоты вращения, кроме этого винт снабжен фиксирующей гайкой. The regulator of the course of the departure of the working body of the first actuator is made in the form of a screw screwed into a threaded hole in the housing, which is made coaxially with a slider pivotally connected to the working body of the first actuator, while a slider is fixed to the slider passing through a groove in the housing and acting on rail or metering of the high-pressure fuel pump associated with the speed controller, in addition, the screw is equipped with a locking nut.

Регулятор хода втягивания рабочего органа второго исполнительного механизма выполнен в виде винта, ввернутого в резьбовое отверстие корпуса регулятора хода втягивания и шарнирно соединенного с корпусом электромагнита, имеющего возможность перемещаться по направляющим корпуса регулятора хода втягивания, при этом с якорем электромагнита жестко связана пластина, соединенная с пружинами, вторые концы которых крепятся к корпусу регулятора хода втягивания с одной стороны, а с другой к корпусу электромагнита, кроме того якорь шарнирно соединен с зубчатой рейкой, установленной в направляющем отверстии корпуса регулятора хода втягивания и связанной с зубчатым колесом, с осью которого связана дроссельная заслонка, установленная в патрубке механизма увеличения индикаторной нагрузки, связанного с выпускной системой двигателя и системой отвода отработавших газов. The retractor stroke regulator of the working body of the second actuator is made in the form of a screw that is screwed into the threaded hole of the retractor stroke regulator body and pivotally connected to the electromagnet body, which can move along the retractor stroke regulator housing rails, while a plate connected to the springs is rigidly connected to the electromagnet’s armature , the second ends of which are attached to the housing of the retraction stroke regulator on the one hand, and on the other to the electromagnet housing, in addition, the anchor is articulated Inonii with a rack mounted in the guide housing bore and retracting stroke controller associated with the gear wheel, the axis of which is connected the throttle valve installed in a nozzle mechanism for increasing the load indicator associated with the engine exhaust system and the exhaust system.

Первый и второй исполнительные механизмы связаны соответственно с регуляторами хода вылета и втягивания рабочих органов. Выход измерителя частоты вращения связан с входом измерителя углового ускорения и первыми входами первого и второго компараторов. Вторые входы компараторов соединены с выходами блока регулировок. Выход первого компаратора соединен с управляющим электродом тиристора. Выход второго компаратора соединен с базой транзистора, эмиттер которого связан с общей шиной питания, а коллектор - с катодом тиристора. Анод тиристора подключен к первому входу блока управления коммутатором, второй вход которого соединен с положительной шиной питания. Выход блока управления коммутатором соединен с первым входом коммутатора, второй вход которого соединен с шиной питания исполнительных механизмов, а выход через выключатель соединен с первым и вторым исполнительными механизмами. Первый исполнительный механизм механически соединен с топливным насосом высокого давления и регулятором частоты вращения, которые механически связаны между собой и с коленчатым валом двигателя. Токовая клемма ваттметра подключена к шине питания электродвигателя, а две другие - к электродвигателю. Электродвигатель через муфту сцепления и коробку перемены передач связан с коленчатым валом двигателя. Регулятор хода вылета рабочего органа первого исполнительного механизма выполнен в виде винта, ввернутого в резьбовое отверстие в корпусе, которое выполнено соосно с ползуном, шарнирно соединенным с рабочим органом первого исполнительного механизма. На ползуне закреплена отводка, проходящая через паз в корпусе и воздействующая на рейку или дозатор топливного насоса высокого давления, связанные с регулятором частоты вращения. Кроме того, винт снабжен фиксирующей гайкой. Регулятор хода втягивания рабочего органа второго исполнительного механизма выполнен в виде винта, ввернутого в резьбовое отверстие корпуса регулятора хода втягивания и шарнирно соединенного с корпусом электромагнита, имеющего возможность перемещаться по направляющим корпуса регулятора хода втягивания. С якорем электромагнита жестко связана пластина, соединенная с пружинами, вторые концы которых крепятся к корпусу регулятора хода втягивания с одной стороны, а с другой - к корпусу электромагнита. Якорь шарнирно соединен с зубчатой рейкой, установленной в направляющем отверстии корпуса регулятора хода втягивания и связан с зубчатым колесом. С осью зубчатого колеса связана дроссельная заслонка, установленная в патрубке механизма увеличения индикаторной нагрузки, связанного с системой отвода отработавших газов. The first and second actuators are connected respectively with the regulators of the course of departure and retraction of the working bodies. The output of the speed meter is connected to the input of the angular acceleration meter and the first inputs of the first and second comparators. The second inputs of the comparators are connected to the outputs of the control unit. The output of the first comparator is connected to the thyristor control electrode. The output of the second comparator is connected to the base of the transistor, the emitter of which is connected to a common power bus, and the collector to the thyristor cathode. The thyristor anode is connected to the first input of the switch control unit, the second input of which is connected to the positive power bus. The output of the control unit of the switch is connected to the first input of the switch, the second input of which is connected to the power bus of the actuators, and the output through the switch is connected to the first and second actuators. The first actuator is mechanically connected to a high-pressure fuel pump and a speed controller, which are mechanically connected to each other and to the crankshaft of the engine. The current terminal of the wattmeter is connected to the power supply bus of the electric motor, and the other two to the electric motor. The electric motor is connected to the crankshaft of the engine through a clutch and gearbox. The regulator of the course of departure of the working body of the first actuator is made in the form of a screw screwed into a threaded hole in the housing, which is made coaxially with a slider pivotally connected to the working body of the first actuator. A slider is fixed on the slider, passing through a groove in the housing and acting on the rail or the metering device of the high-pressure fuel pump associated with the speed controller. In addition, the screw is equipped with a fixing nut. The retractor stroke regulator of the working body of the second actuator is made in the form of a screw screwed into the threaded hole of the retractor stroke regulator body and pivotally connected to the electromagnet body, which has the ability to move along the guides of the retractor stroke regulator case. A plate connected to springs is rigidly connected to the anchor of the electromagnet, the second ends of which are attached to the housing of the retraction stroke regulator on the one hand, and on the other to the electromagnet housing. The anchor is pivotally connected to a gear rack installed in the guide hole of the retraction stroke adjuster housing and is connected to the gear. A throttle valve connected to the axis of the gear wheel is installed in the nozzle of the indicator load increasing mechanism associated with the exhaust system.

Применение новых существенных признаков совместно с известными позволяет получить технический результат, заключающийся в расширении функциональных возможностей стенда. Предлагаемый стенд позволяет проводить все технологические операции обкатки: холодную обкатку; горячую обкатку на холостом ходу; горячую обкатку под нагрузкой в динамических режимах. Динамическая нагрузка создается путем непосредственного воздействия на рейку или дозатор топливного насоса высокого давления при разгоне двигателя, а индикаторная нагрузка при выбеге - путем создания противодавления в выпускной системе двигателя. Применение в стенде электродвигателя переменного тока дает возможность снизить мощность, потребляемую стендом и проводить холодную обкатку двигателя. Наличие ваттметра позволяет контролировать потребляемую электродвигателем мощность, что дает возможность установить мощность механических потерь. Коробка перемены передач служит для ступенчатого изменения частоты вращения коленчатого вала двигателя. С помощью муфты сцепления снижаются ударные нагрузки, возникающие во время пуска двигателя. Применение в качестве исполнительных механизмов силовых электромагнитов позволяет повысить стабильность нагрузочных режимов и упростить конструкцию. Использование механических регуляторов хода вылета и втягивания рабочих органов первого и второго исполнительных механизмов дает возможность точного создания и поддержания динамической и индикаторной нагрузок при разгоне и выбеге двигателя за счет наличия жесткой связи между исполнительными механизмами и рейкой или дозатором топливного насоса высокого давления и дроссельной заслонкой, установленной в выпускной системе двигателя, что позволяет повысить качество приработки двигателя. The use of new significant features in conjunction with the known allows to obtain a technical result, which consists in expanding the functionality of the stand. The proposed stand allows for all technological break-in operations: cold break-in; hot running at idle; hot run-in under load in dynamic modes. The dynamic load is created by directly acting on the rail or the metering device of the high-pressure fuel pump during engine acceleration, and the indicator load during coasting is created by creating back pressure in the engine exhaust system. The use of an alternating current electric motor in the stand makes it possible to reduce the power consumed by the stand and conduct cold engine break-in. The presence of a wattmeter allows you to control the power consumed by the electric motor, which makes it possible to establish the power of mechanical losses. The gearbox serves for stepwise changing the engine speed. With the help of the clutch, shock loads that occur during engine start-up are reduced. The use of power electromagnets as actuators allows to increase the stability of load conditions and simplify the design. The use of mechanical regulators for the departure and retraction of the working bodies of the first and second actuators makes it possible to accurately create and maintain dynamic and indicator loads during engine acceleration and coasting due to the rigid connection between the actuators and the rail or batcher of the high pressure fuel pump and the throttle valve installed in the exhaust system of the engine, which improves the quality of the running-in engine.

На фиг. 1 представлена функциональная схема стенда для приработки двигателей внутреннего сгорания; на фиг.2 - регулятор хода вылета рабочего органа первого исполнительного механизма, разрез; на фиг. 3 - регулятор хода втягивания рабочего органа второго исполнительного механизма, разрез. In FIG. 1 shows a functional diagram of a bench for running-in internal combustion engines; figure 2 - regulator of the departure of the working body of the first actuator, section; in FIG. 3 - the regulator of the retraction of the working body of the second actuator, section.

Стенд для приработки двигателя внутреннего сгорания содержит соединенные последовательно электродвигатель 1, муфту 2 сцепления (МС) и коробку 3 перемены передач (КПП) 3, выход которой связан с коленчатым валом двигателя 4, а также с входами датчика 5 частоты вращения, регулятора 6 частоты вращения вала двигателя (РЧВ) и топливного насоса 7 высокого давления (ТНВД). При этом выход РЧВ 6 соединен с выходом первого исполнительного механизма (ИМ1) 8 и вторым входом ТНВД 7, выход которого соединен с системой подачи топлива в цилиндры двигателя 4, с выпускной системой которого соединен механизм 9 увеличения индикаторной нагрузки (МУИН), соединенный через второй исполнительный механизм (ИМ2) с регулятором 11 хода втягивания рабочего органа ИМ2. Кроме этого первый вход ИМ1 8 связан с регулятором 12 хода вылета рабочего органа ИМ1, а второй вход, соединенный с вторым входом ИМ2 10, через выключатель 13 подключен к выходу коммутатора 14, второй вход которого соединен с шиной 15 питания исполнительных механизмов, а первый - с выходом блока 16 управления коммутатором, первый вход которого через анодно-катодный переход тиристора 17 и коллекторно-эмиттерный переход транзистора 18 соединен с общей шиной 19 питания, при этом второй вход соединен с положительной шиной 20 питания. Выход датчика 5 частоты вращения соединен с входом измерителя 21 частоты вращения, выход которого соединен с измерителем 22 углового ускорения и первыми входами первого 23 и второго 24 компараторов, вторые входы которых связаны с блоком 25 регулировок, а выходы - соответственно с управляющим электродом тиристора 17 и базой транзистора 18. Кроме этого шина питания электродвигателя 26 через ваттметр 27 соединена с входом электродвигателя 1. При этом регулятор 12 хода вылета рабочего органа ИМ1 выполнен (фиг. 2) в виде винта 29, ввернутого в резьбовое отверстие в корпусе 30, выполненное соосно с ползуном 31, шарнирно соединенным с рабочим органом ИМ1 - якорем 32, расположенным в корпусе 33 электромагнита. На ползуне 31 закреплена отводка 34, проходящая через паз в корпусе 30 и воздействующая на рейку или дозатор 35 ТНВД 7, связанные также с РЧВ 6. Винт 29 снабжен фиксирующей гайкой 36, а корпусы 30 и 33 соответственно регулятора хода вылета и электромагнита соединены между собой, а также с корпусами ТНВД 7 и/или РЧВ 6. The stand for running-in the internal combustion engine contains a serially connected electric motor 1, a clutch 2 (MS) and a gearbox 3 (gearbox) 3, the output of which is connected to the crankshaft of the engine 4, as well as to the inputs of the speed sensor 5, speed controller 6 the engine shaft (RF) and the high pressure fuel pump 7 (TNVD). The output of the RFV 6 is connected to the output of the first actuator (IM1) 8 and the second input of the injection pump 7, the output of which is connected to the fuel supply system to the cylinders of the engine 4, the exhaust system of which is connected to the indicator load increase mechanism 9 (MUIN), connected through the second an actuator (IM2) with a regulator 11 of the retraction of the working body IM2. In addition, the first input IM1 8 is connected to the regulator 12 of the departure of the working body IM1, and the second input connected to the second input IM2 10, through a switch 13 is connected to the output of the switch 14, the second input of which is connected to the power bus 15 of the actuators, and the first with the output of the switch control unit 16, the first input of which is connected to the common power bus 19 through the anode-cathode junction of the thyristor 17 and the collector-emitter junction of the transistor 18, while the second input is connected to the positive power bus 20. The output of the speed sensor 5 is connected to the input of the speed meter 21, the output of which is connected to the angular acceleration meter 22 and the first inputs of the first 23 and second 24 comparators, the second inputs of which are connected to the adjustment unit 25, and the outputs respectively to the thyristor control electrode 17 and the base of the transistor 18. In addition, the power bus of the electric motor 26 through a wattmeter 27 is connected to the input of the electric motor 1. At the same time, the regulator 12 of the travel of the working body IM1 is made (Fig. 2) in the form of a screw 29, screwed into a threaded hole stie in a housing 30 formed coaxially with the slide 31, pivotally connected to a working body IM1 - armature 32 inside the housing 33 of the electromagnet. A slider 34 is fixed on the slider 31, passing through a groove in the housing 30 and acting on the rail or dispenser 35 of the high-pressure fuel pump 7, also connected to the RCF 6. The screw 29 is equipped with a fixing nut 36, and the cases 30 and 33, respectively, of the departure and travel magnet controllers are interconnected , as well as with the bodies of the high pressure fuel pump 7 and / or RFV 6.

Регулятор хода втягивания рабочего органа ИМ2 (фиг. 3) выполнен в виде винта 37, ввернутого в резьбовое отверстие в корпусе 38, при этом винт 37 шарнирно соединен с корпусом электромагнита 39, который имеет возможность перемещаться относительно корпуса 38 по направляющим. Якорь 40 электромагнита посредством пластины 41 соединен с возвратными пружинами 42, вторые концы которых соединены с корпусом 38 и корпусом электромагнита 39. Кроме этого якорь 40 шарнирно соединен с зубчатой рейкой 43, установленной в направляющем отверстии корпуса 38 и связанной с зубчатым колесом 44, с осью которого связана дроссельная заслонка 45, установленная в патрубке МУИН 9, связанного с выпускной системой двигателя 4 и системой 46 отвода отработавших газов. Винт 36 снабжен фиксирующей гайкой 47. The regulator of the retraction of the working body IM2 (Fig. 3) is made in the form of a screw 37, screwed into a threaded hole in the housing 38, while the screw 37 is pivotally connected to the housing of the electromagnet 39, which has the ability to move relative to the housing 38 along the guides. The armature 40 of the electromagnet through the plate 41 is connected to the return springs 42, the second ends of which are connected to the housing 38 and the housing of the electromagnet 39. In addition, the armature 40 is pivotally connected to the gear rack 43 installed in the guide hole of the housing 38 and connected to the gear 44, with the axis which is connected to the throttle valve 45 installed in the pipe MUIN 9, associated with the exhaust system of the engine 4 and the exhaust gas exhaust system 46. The screw 36 is provided with a fixing nut 47.

Работа стенда происходит следующим образом. The work of the stand is as follows.

Перед началом холодной обкатки устанавливают необходимую передачу на КПП 3, обеспечивающую требуемую для первой ступени холодной обкатки частоту вращения коленчатого вала двигателя 4. Рычаг РЧВ 6 устанавливают в положение останова дизеля. Выключают МС 2, включают электродвигатель 1 и затем плавно включают МС 2, при этом начинается прокрутка вала ДВС. В процессе обкатки контролируют мощность, потребляемую на прокрутку по показаниям ваттметра 27, частоту вращения по показаниям измерителя 21 частоты вращения и другие параметры. По истечении времени первой ступени выключают МС 2, включают следующую, повышенную передачу, плавно включают МС 2 и осуществляют вторую ступень обкатки. Последующие ступени проводят аналогично. Before the cold break-in starts, the necessary gear is set to gearbox 3, which provides the engine speed required for the first cold break-in stage 4. The RFB 6 lever is set to the stop position of the diesel engine. Turn off the MS 2, turn on the electric motor 1 and then smoothly turn on the MS 2, and the scrolling of the ICE shaft begins. During the running-in process, the power consumed for scrolling according to the readings of the wattmeter 27, the rotation speed according to the readings of the speed meter 21, and other parameters are controlled. After the time of the first stage has passed, the MS 2 is turned off, the next upshift is turned on, the MS 2 is smoothly turned on and the second run-in stage is carried out. Subsequent steps are carried out similarly.

В конце последней ступени рычаг РЧВ 6 переводят в рабочую зону и запускают двигатель 4. После запуска двигателя 4 сразу отключают питание электродвигателя 1. Постепенно повышая частоту вращения рычагом РЧВ 6, проводят горячую обкатку на холостом ходу, заканчивая ее на максимальных оборотах ( ω_xx ^max). В конце данного этапа включают выключатель 13, при этом на первые входы компараторов 23, 24 будет поступать с измерителя частоты вращения напряжение, соответствующее ω_xx ^max , превышающее напряжение уставок (ω₁ и ω₂ ), поступающих с блока 25 регулировок. В результате этого на выходах компараторов 23, 24 будут положительные потенциалы, которые откроют транзистор 18 и тиристор 17, которые подадут питание на блок 16 управления коммутатором, и он включит коммутатор 14. Напряжение питания исполнительных механизмов 8, 10 с шины 15 питания через коммутатор 14 и выключатель 13 поступит на исполнительные механизмы 8 и 10, которые включатся. При втягивании якоря 32 электромагнита ИМ1 8 (фиг. 2), он переместит ползун 31, отводку 34, рейку 35 и тягу РЧВ 6 в крайнее правое положение, соответствующее выключенной подаче топлива. Подача топлива в цилиндры прекратится и начнется такт выбега.At the end of the last stage, the RFV 6 lever is transferred to the working area and the engine 4 is started. After starting the engine 4, the power of the electric motor 1 is immediately turned off. Gradually increasing the frequency of rotation of the RFV 6 lever, hot run-in is idled, ending at maximum speed (ω _xx ^max ) At the end of this stage, turn on the switch 13, while the first inputs of the comparators 23, 24 will receive a voltage corresponding to ω _xx ^max from the speed meter that exceeds the voltage of the settings (ω ₁ and ω ₂ ) coming from the adjustment unit 25. As a result of this, at the outputs of the comparators 23, 24 there will be positive potentials that open the transistor 18 and thyristor 17, which will supply power to the switch control unit 16, and it will turn on the switch 14. The supply voltage of the actuators 8, 10 from the power bus 15 through the switch 14 and the switch 13 will go to the actuators 8 and 10, which will turn on. When retracting the armature 32 of the electromagnet IM1 8 (Fig. 2), he will move the slider 31, the branch 34, the rail 35 and the thrust RFV 6 in the extreme right position corresponding to the off fuel supply. The fuel supply to the cylinders will stop and the run-out cycle will begin.

Одновременно с этим произойдет и втягивание якоря 40 (фиг. 3) электромагнита ИМ2 10, при этом он переместит вправо зубчатую рейку 43, которая до этого была отодвинута в крайне левое положение пружинами 42, дроссельная заслонка 45 полностью открыта. После срабатывания ИМ2 10 зубчатая рейка повернет на некоторый угол зубчатое колесо 44 и заслонку 45, которая создаст противодавление на выпуске и, следовательно, индикаторную нагрузку на детали ДВС. Величина закрытия дроссельной заслонки регулируется винтом 37. При его выворачивании корпус электромагнита смещается вправо, ход втягивания увеличивается, противодавление также увеличивается и наоборот. At the same time, the armature 40 (Fig. 3) of the electromagnet IM2 10 will be retracted, while it will move the rack 43 to the right, which was previously pushed to the extreme left by the springs 42, the throttle 45 is fully open. After the triggering of IM2 10, the gear rack will turn the gear wheel 44 and the shutter 45 to some angle, which will create a back pressure at the outlet and, therefore, an indicator load on the engine parts. The throttle closing value is adjusted by screw 37. When it is turned out, the electromagnet body shifts to the right, the retraction stroke increases, the back pressure also increases and vice versa.

Таким образом после включения ИМ1 и ИМ2 начнется такт выбега. Величину индикаторной нагрузки при выбеге, заданную для первой ступени горячий обкатки под нагрузкой, оператор контактирует по показаниям измерителя 22 углового ускорения и при необходимости корректирует ее винтом 37. Для исключения перегрузки в первых циклах бестормозного нагружения винт 37 устанавливают в крайнее левое положение, а затем постепенно выворачивают. Винт 29 регулятора хода вылета устанавливают в конце этапа горячей обкатки на холостом ходу, сначала вворачивая его до соприкосновения отводки 34 с рейкой (при соприкосновении наблюдается падение частоты вращения), а затем выворачивают его на 1-2 оборота. При снижении частоты вращения ниже ω₂ первый компаратор 23 выключится и на его выходе появится нулевой потенциал, однако тиристор 17 останется включенным и процесс выбега будет продолжаться. При снижении частоты вращения менее ω₁ выключится второй компаратор 24 и на его выходе также появится нулевой потенциал, который закроет транзистор 18, что приведет к выключению тиристора 17, блока управления коммутатора 14 и ИМ1 и ИМ2. При этом под действием возвратных пружин 42 дроссельная заслонка 45 полностью откроется (рейка 43 слева упрется в корпус 38), а якорь 32, ползун 31, отводка 34, рейка 35 и тяга РЧВ 6 переместятся влево до упора в винт 29 под действием силы пружины РЧВ 6, которая возникает в конце выбега вследствие несоответствия скоростного режима ДВС ω₁ = =0,5...0,6 ω_xx ^max в конце выбега, установленного рычагом РЧВ 6 (ω= ω_xx ^max). Поэтому в конце выбега центробежная сила грузиков будет значительно меньше силы пружины РЧВ и последняя будет стремиться через тягу переместить рейку в сторону увеличения подачи топлива.Thus, after turning on IM1 and IM2, a coasting cycle will start. The value of the indicator load during coasting, set for the first stage of hot run-in under load, the operator contacts according to the indications of the angular acceleration meter 22 and, if necessary, adjusts it with screw 37. To prevent overload in the first cycles of non-brake loading, screw 37 is set to the extreme left position, and then gradually invert. The screw 29 of the departure stroke controller is installed at the end of the idle hot run-in phase, first screwing it in until the branch 34 contacts the rail (when the contact is in contact, a decrease in the rotation frequency is observed), and then they are turned out by 1-2 turns. When the speed decreases below ω _{2, the} first comparator 23 will turn off and a zero potential will appear at its output, however, the thyristor 17 will remain on and the coasting process will continue. When the speed decreases below ω _{1, the} second comparator 24 will turn off and a zero potential will appear at its output, which will close the transistor 18, which will turn off the thyristor 17, the control unit of the switch 14 and IM1 and IM2. In this case, under the action of return springs 42, the throttle valve 45 will fully open (rail 43 will rest against the housing 38 on the left), and the armature 32, slider 31, tap 34, rail 35 and the thrust of the RFV 6 will move to the left to the stop in the screw 29 under the action of the spring force of the RFV 6, which occurs at the end of the run-out due to the mismatch of the ICE speed regime ω ₁ = = 0.5 ... 0.6 ω _xx ^max at the end of the run-out set by the RFB lever 6 (ω = ω _xx ^max ). Therefore, at the end of the run-out, the centrifugal force of the weights will be significantly less than the spring force of the RFV and the latter will tend to move the rail through the thrust in the direction of increasing the fuel supply.

Так как положение винта 29 обеспечивает повышенную цикловую подачу топлива по сравнению с холостым ходом, то начнется разгон вала двигателя с определенным ускорением, которое оператор также контролирует по измерителю 22 углового ускорения. В случае его отклонения от заданного он корректирует его винтом 29. После корректировки ускорения выбега и разгона оператор с помощью фиксирующих гаек 36 и 47 фиксирует винты 29 и 37 от отворачивания. Далее процесс обкатки происходит автоматически. По истечении первой ступени горячей обкатки под нагрузкой оператор отворачивая винт 29, увеличивает угловое ускорение разгона до заданного для второй ступени значения, а отворачивая винт 37, увеличивает ускорение выбега. На последующих ступенях процесс происходит аналогично. Since the position of the screw 29 provides an increased cyclic fuel supply in comparison with the idle speed, the acceleration of the engine shaft with a certain acceleration will begin, which the operator also controls using the angular acceleration meter 22. If it deviates from the set, it corrects it with screw 29. After adjusting the acceleration of the run-out and acceleration, the operator, using the fixing nuts 36 and 47, fixes the screws 29 and 37 against loosening. Further, the break-in process occurs automatically. After the first hot run-in step under load, the operator loosens the screw 29, increases the angular acceleration of acceleration to the value set for the second stage, and loosens the screw 37, increases the acceleration of run-out. At the next steps, the process is similar.

В конце обкатки отключают ИМ2 и, максимально вывернув винт 29, определяют эффективную мощность дизеля, мощность механических потерь и максимальный крутящий момент динамическим методом. При этом использование стенда повышает точность измерения по сравнению с рекомендованным методом при ручном управлении тактом разгона. At the end of the run-in, IM2 is turned off and, turning the screw 29 as far as possible, the effective diesel power, the power of mechanical losses and the maximum torque are determined by the dynamic method. At the same time, the use of the bench increases the accuracy of measurement compared to the recommended method for manual control of the acceleration cycle.

Claims

1. STAND FOR OPERATION OF THE INTERNAL COMBUSTION ENGINE, comprising a device for loading the engine, torque and speed sensors, a control unit, two actuators for changing the load and a device for increasing the indicator load, made in the form of a replaceable exhaust manifold, the second actuator being connected to the indicator device load, which is connected to the engine, characterized in that it contains a wattmeter, an electric motor, a clutch, a gear change, a travel regulator aeta of the working body of the first actuator, the regulator of the retraction of the working body of the second actuator, a switch, a switch, a switch control unit, the first and second comparators, a thyristor, a transistor and an adjustment unit, the first and second actuators being mechanically connected respectively to the departure and retraction of the working bodies, the output of the rotational speed meter is connected to the input of the angular acceleration meter and the first inputs of the first and second comparators, the second inputs whose odes are respectively connected to the outputs of the control unit, the output of the first comparator is connected to the thyristor control electrode, and the second output is connected to the transistor base, the emitter of which is connected to the common power bus, and the collector is connected to the thyristor cathode, the anode of which is connected to the first input of the switch control unit , the second input of which is connected to the positive power bus, and the output is to the first input of the switch, the second input of which is connected to the power bus of the actuators, and the output through the switch is connected to the first m and the second actuators, the first actuator is mechanically connected to the high-pressure fuel pump and the speed controller, which are mechanically connected to each other and to the crankshaft of the engine, the current terminal of the wattmer is connected to the power supply bus of the electric motor, and the other two to the electric motor, which through the clutch and gearbox connected to the crankshaft of the engine.

2. The stand according to claim 1, characterized in that the regulator of the course of departure of the working body of the first actuator is made in the form of a screw screwed into a threaded hole in the housing, which is made coaxially with a slider pivotally connected to the working body of the first actuator, while a slider is fixed to the cut-off passing through a groove in the housing and interacting with a rail or a high-pressure fuel pump dispenser connected with a speed controller, and a fixing nut is located on the screw.

3. The stand according to claim 1, characterized in that the regulator of the retraction of the working body of the second actuator is made in the form of a screw that is screwed into the threaded hole of the housing of the regulator of the retraction and pivotally connected to the housing of an electromagnet mounted to move along the guides of the housing of the retraction stroke , while with the anchor of the electromagnet is rigidly connected a plate connected through springs to the housing of the retraction stroke regulator on one side and to the electromagnet body on the other, the anchor is pivotally connected to a gear rack installed in the guide hole of the retraction stroke regulator housing and connected to the gear wheel, the axis of which is connected to a throttle valve installed in the nozzle of the indicator load increase device associated with the exhaust system of the engine and the exhaust system.