RU2454643C1 - Способ определения мощности механических потерь двигателя внутреннего сгорания - Google Patents

Способ определения мощности механических потерь двигателя внутреннего сгорания Download PDF

Info

Publication number
RU2454643C1
RU2454643C1 RU2010150833/28A RU2010150833A RU2454643C1 RU 2454643 C1 RU2454643 C1 RU 2454643C1 RU 2010150833/28 A RU2010150833/28 A RU 2010150833/28A RU 2010150833 A RU2010150833 A RU 2010150833A RU 2454643 C1 RU2454643 C1 RU 2454643C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
crankshaft
angular velocity
cylinder
cylinders
values
Prior art date
Application number
RU2010150833/28A
Other languages
English (en)
Inventor
Сергей Александрович Гребенников (RU)
Сергей Александрович Гребенников
Александр Сергеевич Гребенников (RU)
Александр Сергеевич Гребенников
Дмитрий Викторович Федоров (RU)
Дмитрий Викторович Федоров
Original Assignee
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Саратовский государственный технический университет" (СГТУ)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Саратовский государственный технический университет" (СГТУ) filed Critical Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Саратовский государственный технический университет" (СГТУ)
Priority to RU2010150833/28A priority Critical patent/RU2454643C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2454643C1 publication Critical patent/RU2454643C1/ru

Links

Images

Landscapes

  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)

Abstract

Способ относится к области испытаний и технической диагностике двигателей внутреннего сгорания без использования тормозных устройств по значениям мощности механических потерь. Согласно заявленному способу при работе двигателя на холостом ходу непрерывно измеряют значения угловой скорости коленчатого вала в равных угловых интервалах заданной величины в пределах цикла работы двигателя. Определяют зависимость угловой скорости от угла поворота коленчатого вала при осуществлении рабочих процессов во всех цилиндрах, а затем - с момента отключения подачи топлива (зажигания) в третьем по порядку работы цилиндре. В обоих случаях определяют значения минимальных угловых скоростей на участках, соответствующих началу и окончанию такта расширения в конкретных цилиндрах. Сравнивают соответствующие значения минимальных угловых скоростей, полученных при работе одного и того же цилиндра до и после отключения подачи топлива. Технический результат: повышение точности определения мощности механических потерь ДВС. 2 ил.

Description

Изобретение относится к области испытаний и технической диагностики двигателей внутреннего сгорания в отсутствии тормозных устройств, в частности к способам оценки технического состояния двигателей внутреннего сгорания (ДВС) по значению мощности механических потерь (Nмex), и может быть использовано для контроля и диагностирования ДВС в процессе их изготовления, обкатки, технического обслуживания и ремонта.
Известны способы определения мощности механических потерь ДВС путем выключения отдельных цилиндров из работы, проворачивания коленчатого вала от постороннего источника энергии (ГОСТ 14846-81), одиночного или двойного выбега и их разновидности (а.с. СССР №302644, G01M 15/00, 1971; а.с. СССР №465569, G01L 3/26, 1975; а.с. СССР №993060, G01L 3/24, 1981; а.с. СССР №1573355, G01L 3/26, 1990). Однако данные способы имеют относительную погрешность δNмех=27…147% [1, с.58-67].
Низкая точность данных способов обусловлена тем, что механические потери в двигателе определяются в режимах при отсутствии рабочих процессов в одном, нескольких (метод выключения цилиндров) или всех цилиндрах (методы проворачивания коленчатого вала от постороннего источника энергии, одиночного или двойного выбега в течение нескольких последовательных циклов (от двух до четырех при использовании метода «выбега» до нескольких сотен и даже тысяч - при других)). Выключение из работы цилиндров ДВС осуществляется путем отключения подачи топлива в цилиндры или высоковольтного напряжения к свечи зажигания. При таких режимах испытания ДВС существенно изменяются условия трения в кривошипно-шатунном механизме из-за отсутствия «газовой» составляющей давления кольца на стенку цилиндра, пониженной температуры рабочего тела (топливовоздушной смеси) и сопряжении цилиндропоршневой группы, увеличенных зазоров между поршнем и цилиндром, значений вязкости и толщины масляного слоя и, наконец, увеличенной на 15…20% мощности насосных потерь. Полученное данными методами значение Nмех считается чисто условным, которое можно применять для сравнения технического состояния двигателей одной модели.
Кроме того, в способах определения мощности механических потерь методами выключения цилиндров и проворачивания коленчатого вала требуется энерго- и металлоемкая электробалансирная тормозная установка, которая существенно удорожает процесс испытания ДВС. Фирмы-изготовители ДВС и ремонтные заводы используют именно эти методы. Применить данные способы для диагностирования ДВС на автомобилях и колесных тракторах в условиях эксплуатации можно только при наличии в автотранспортных предприятиях стендов с беговыми роликами. Для подавляющего числа предприятий, в которых сосредоточено менее 100 единиц техники, приобретение подобных стендов экономически не целесообразно.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к заявляемому способу является способ определения мощности механических потерь двигателя внутреннего сгорания по патенту РФ №2328713, МПК: G01M 15/00, заключающийся в том, что при работе двигателя на холостом ходу непрерывно измеряют значения угловой скорости коленчатого вала в смежных и равных угловых интервалах заданной величины в пределах цикла работы двигателя на любом скоростном режиме с синхронизацией начала измерения значений угловой скорости с положением коленчатого вала, соответствующего верхней мертвой точки (ВМТ) поршня конкретного цилиндра, в котором осуществляется такт расширения, в момент измерений отключают подачу топлива (зажигания) во второй по порядку работы цилиндр, получают зависимость угловой скорости по углу поворота коленчатого вала, определяют значения средней угловой скорости и ускорения коленчатого вала на участке изменения (разгона) угловой скорости, соответствующего периоду изменения крутящего момента двигателя при осуществлении такта расширения в третьем по порядку работы цилиндре, по произведению которых на приведенный момент инерции двигателя судят о величине мощности механических потерь.
Мощность, развиваемая двигателем на участке разгона, считается эквивалентной мощности механических потерь, значение которой определяется по формуле:
Figure 00000001
где J - значение момента инерции вращающихся и возвратно-поступательно движущихся масс ДВС, приведенных к оси коленчатого вала;
ϖIII - значение средней угловой скорости коленчатого вала на участке разгона при осуществлении такта расширения в третьем по порядку работы цилиндре;
ωнIII, ωкIII - значения начальной и конечной угловой скорости на участке разгона;
τIII - время, соответствующее углу поворота коленчатого вала на участке разгона от ωнIII до ωкIII;
εIII - значение углового ускорения коленчатого вала на участке разгона (изменения угловой скорости от ωнIII до ωкIII).
Недостатком данного способа является недостаточная точность измерения мощности механических потерь (относительная погрешность способа для четырехцилиндрового четырехтактного ДВС более 6%), что обусловлено:
- во-первых, допущением в данном способе равномерности рабочих процессов во всех цилиндрах ДВС, что не соответствует действительности (неравномерность сил давления газов в двух последовательных циклах может достигать δPг=10…15% [1, с.82], а по отдельным цилиндрам 15…20% [1, с.146];
- во-вторых, отсутствием учета в измеренной мощности механических потерь составляющей от сопротивления сгоревшей топливовоздушной среды на такте выпуска, поскольку в предыдущем по порядку работы (втором) цилиндре воспламенение смеси отсутствовало;
- в-третьих, анализом значений изменения угловой скорости коленчатого вала на угловом интервале его поворота, соответствующего осуществлению рабочего хода только в одном (третьем по порядку работы) цилиндре, то есть за период Т=π. При этом возникает относительно небольшая (1…2%) погрешность измерения мощности механических потерь, так как момент MJ от сил инерции возвратно-поступательно движущихся масс ДВС изменяется по углу поворота коленчатого вала и зависит от периода, в котором измерены анализируемые значения угловых скоростей. Полностью погрешность от инерционной составляющей второго порядка (из-за неравномерности значений (дисбаланса) возвратно-поступательно движущихся масс ДВС по отдельным цилиндрам) нивелируется за период, равный одному обороту, то есть
Figure 00000002
. При таком периоде также устраняется погрешность от неравномерности сил сопротивления прокручиванию вала ДВС от работы клапанного механизма из-за неодинаковой жесткости клапанных пружин в цилиндрах, различий в величинах износа кулачков распределительного вала, а также возможной несоосности установки датчика угловых перемещений на носке коленчатого вала или маховике.
Задачей заявляемого изобретения является повышение точности определения мощности механических потерь ДВС за счет создания условий измерения механических потерь ДВС, при которых рабочие процессы в его цилиндрах существенно не отличаются от реальных, соответствующих нормальному функционированию ДВС при всех работающих цилиндрах, а период измерения максимально соответствует периоду изменения момента инерции от возвратно-поступательно движущихся масс.
Поставленная задача решается тем, что в способе определения мощности механических потерь двигателя внутреннего сгорания, заключающемся в том, что при работе двигателя на холостом ходу непрерывно измеряют значения угловой скорости коленчатого вала в равных угловых интервалах заданной величины в пределах цикла работы двигателя на любом установившемся скоростном режиме с синхронизацией начала измерения значений угловой скорости с положением коленчатого вала, соответствующим верхней мертвой точке поршня конкретного цилиндра, в котором осуществляется такт расширения, в начальный момент измерений отключают подачу топлива (зажигания) в одном из цилиндров, получают зависимость угловой скорости от угла поворота коленчатого вала, определяют значения средней угловой скорости и ускорения коленчатого вала, по произведению которых на приведенный момент инерции двигателя определяют значение мощности механических потерь, согласно предлагаемому техническому решению дополнительно определяют зависимость угловой скорости от угла поворота коленчатого вала при осуществлении рабочих процессов во всех цилиндрах, а затем - с момента отключения подачи топлива (зажигания) в третьем по порядку работы цилиндре, в обоих случаях определяют значения минимальных угловых скоростей на участках, соответствующих началу и окончанию такта расширения в конкретных цилиндрах, сравнивают соответствующие значения минимальных угловых скоростей, полученных при работе одного и того же цилиндра до и после отключения подачи топлива (зажигания), порядковый номер которого определяют по номеру цилиндра, с которого начато измерение зависимости угловой скорости с отключенным цилиндром; при их совпадении с относительной разностью не более 0,5% значения средней угловой скорости определяют в интервале угла поворота коленчатого вала, соответствующего осуществлению тактов расширения во втором и третьем по порядку работы цилиндрах, а ускорения - на участке выбега коленчатого вала в том же интервале.
Отличием настоящего технического решения от прототипа является то, что для максимального учета всех факторов, влияющих на точность определения мощности механических потерь ДВС, значения средней угловой скорости и ускорения коленчатого вала, по которым судят о мощности механических потерь, определяют с учетом сложившейся индивидуальной неравномерности работы цилиндров испытываемого ДВС, на участках изменения угловой скорости коленчатого вала в два раза больших, что исключает погрешности от действия неуравновешенных инерционных сил второго порядка, неравномерности сил сопротивления от работы клапанного механизма, например, из-за неодинаковой жесткости клапанных пружин и различий в величинах износа кулачков распределительного вала, а также возможной несоосности установки датчика угловых перемещений. Выбранный период изменения угловой скорости характерен тем, что на его протяжении в одном цилиндре осуществляется рабочий процесс, а в другом (с отключенным цилиндром), хотя и отсутствует процесс сгорания рабочей смеси, но «выбег» происходит при наличии процесса выпуска сгоревшей рабочей смеси в предыдущем цилиндре и сопротивления от газовых сил воспламенения рабочей смеси и ее горения (на угловом интервале, равном значению угла опережения впрыска топлива или его зажигания) в следующем по порядку работы цилиндре. В результате осреднения показателя мощности механических потерь, определенного на участке выбега коленчатого вала в интервале угла его поворота, соответствующего тактам расширения в этих цилиндрах, достигается максимальное приближение рабочих процессов в цилиндрах реальным условиям работы двигателя на всех цилиндрах. При таком режиме испытаний практически не изменяются тепловая напряженность и режим смазки сопряжений ДВС, величина потерь на насосные ходы (газообмен) во всех без исключения цилиндрах, поскольку отсутствие процесса выпуска сгоревшей рабочей смеси в отключенном цилиндре проявится только в следующем по порядку работы цилиндре, на участке изменения угловой скорости коленчатого вала, не входящем в угловой интервал (период), по которому судят о мощности механических потерь.
Совокупность перечисленных признаков позволяет достичь необходимого технического результата, заключающегося в повышении точности определения мощности механических потерь ДВС.
Сущность заявляемого изобретения поясняется графиками, где на фиг.1 приведена зависимость угловой скорости ω коленчатого вала от угла его поворота φ при осуществлении рабочих процессов во всех цилиндрах двигателя 4π 9,2/9,2 на установившемся режиме холостого хода со средней угловой скоростью ϖ=84,30 рад/с, а на фиг.2 - зависимость угловой скорости ω коленчатого вала от угла его поворота φ при работе двигателя 4π 9,2/9,2 на установившемся режиме холостого хода со средней угловой скоростью ϖ=84,30 рад/с и с отключенным третьим по порядку работы (четвертым по номеру - IV) цилиндром: I, II, IV и III - угловые интервалы поворота коленчатого вала, соответствующие рабочим ходам поршня (тактам расширения) в первом, втором, четвертом и третьем цилиндрах.
Предлагаемый способ основан на следующих теоретических предпосылках.
Установившийся скоростной режим холостого хода ДВС традиционно характеризуется некоторыми средними значениями частоты вращения, индикаторным моментом и моментом механических потерь, которые относят к циклу его работы. При этом индикаторный момент Мi ДВС полностью расходуется на преодоление момента Ммех механических потерь, то есть за период изменения крутящего момента при работе двигателя на установившемся режиме холостого хода Мiмех. Однако в пределах периода изменения крутящего момента и полного цикла работы двигателя индикаторный крутящий момент Mi не остается постоянной величиной. Его значения представляют собой периодическую функцию по углу поворота коленчатого вала, что обусловлено особенностями сгорания рабочей смеси в цилиндрах двигателя и кинематическими свойствами его кривошипно-шатунного механизма. Отклонения мгновенного значения момента Mi от средней величины момента механических потерь Ммех вызывают соответствующие периодические изменения угловой скорости коленчатого вала ω (фиг.1) по углу φ его поворота.
Зависимость между указанными величинами определяется уравнением динамики ДВС в соответствии с принципом Даламбера [2, с.113-115]
Figure 00000003
где φ - угол поворота коленчатого вала, рад;
τ - время, соответствующее углу поворота φ;
Figure 00000004
- угловая скорость коленчатого вала;
Figure 00000005
- угловое ускорение коленчатого вала.
Зависимость (2) можно представить в виде
Figure 00000006
Figure 00000007
где многочлен
Figure 00000008
определяет переменную по углу φ поворота коленчатого вала составляющую момента инерционных сил Jn от возвратно-поступательно движущихся масс поршней и части массы шатунов, отнесенных к осям поршневых пальцев соответствующих цилиндров. Поскольку периоды анализируемых участков изменения угловой скорости в предлагаемом способе (для 2-х и 4-х цилиндровых ДВС равны одному обороту
Figure 00000009
, а для 8-ми цилиндровых - половине оборота
Figure 00000010
являются кратными угловым интервалам поворота коленчатого вала, соответствующим рабочим тактам цилиндров и периоду изменения крутящего момента, то составляющая
Figure 00000008
в уравнении (3) нивелируется, то есть
Figure 00000011
, тогда
Figure 00000012
С учетом того, что
Figure 00000013
, а мощность N=M·ϖ, то зависимость (4) при переходе к мощностному показателю работы ДВС определяется соотношением
Figure 00000014
где ϖ - значение средней угловой скорости коленчатого вала на интервале поворота коленчатого вала, в котором определено ускорение ε.
Таким образом, дисбаланс соотношений (Мiмех) или (Ni-Nмех) вызывает соответствующие изменения угловой скорости в пределах цикла работы ДВС на установившемся скоростном режиме холостого хода.
При осуществлении поршнем рабочего хода со сгоранием топливовоздушной смеси в цилиндре индикаторная мощность ДВС в пределах этого периода изменения крутящего момента затрачивается на преодоление механических потерь, то есть
Figure 00000015
В отсутствии процесса воспламенения топливовоздушной рабочей смеси в цилиндре индикаторные момент Мi и мощность Ni в период осуществления поршнем рабочего хода равны нулю, коленчатый вал в этот угловой период осуществляет «выбег». При этом запасенная кинетическая энергия вращающихся и возвратно-поступательно движущихся масс двигателя расходуется на преодоление механических потерь [1, с.113-114], следовательно, (5) преобразуется
Figure 00000016
Знак «минус» в уравнении (7) означает замедление угловой скорости коленчатого вала. Необходимо отметить, что в известном способе определения мощности механических потерь - методом «выбега» со всеми отключенными из работы цилиндрами ДВС - начальное и конечное значения угловых скоростей при вычислении замедления коленчатого вала
Figure 00000013
определяются в одинаковых фазах рабочих процессов, происходящих в одном и том же цилиндре через интервал поворота коленчатого вала, соответствующий полному циклу работы ДВС (2 оборотам).
В предлагаемом способе предусматривается тестовое воздействие на двигатель, заключающееся в кратковременном отключении одного цилиндра из работы. При этом коленчатый вал на интервале угла поворота, соответствующему такту расширения в отсутствии воспламенения топливовоздушной смеси в цилиндре (см. фиг.2 - интервал такта расширения в отключенном IV цилиндре), также осуществляет «выбег». Однако использование формулы (7) для определения мощности механических потерь ДВС по показателям изменения угловой скорости коленчатого вала на интервале выбега приведет к значительным погрешностям в связи с тем, что начальное и конечное значения угловых скоростей определяются не в одинаковых условиях рабочих процессов, происходящих в цилиндрах. Начальная угловая скорость ωнIV (см. фиг.2) участка «выбега» измеряется в отсутствии воспламенения рабочей смеси в IV цилиндре, а значение конечной угловой скорости ωнIII - при воспламенении рабочей смеси и ее горении в следующем по порядку работы III цилиндре (в конце такта сжатия). При этом из-за отсутствия воспламенения рабочей смеси в IV цилиндре момент сопротивления проворачиванию коленчатого вала будет меньше, а значение угловой скорости коленчатого вала в начале рабочего хода (ВМТ) поршня IV цилиндра будет соответственно выше (значения ωнIV на фиг.1 и фиг.2); с другой стороны, из-за воспламенения рабочей смеси и ее горения в III цилиндре на заключительном этапе «выбега» расход кинетической энергии движущихся масс двигателя на проворачивание коленчатого вала увеличивается, что вызывает дополнительное снижение конечного значения угловой скорости ωнIII коленчатого вала.
Таким образом, анализируемый угловой интервал, соответствующий «выбегу» коленчатого вала, из-за отключения из работы только одного IV цилиндра ДВС имеет искусственно завышенное начальное ωнIV и заниженное конечное ωнIII значения угловой скорости. В связи с этим использовать указанные значения угловой скорости на участке выбега ωнIV и ωнIII для определения мощности механических потерь двигателя по зависимости (7) нельзя.
По этой и другим причинам, отмеченным в недостатках прототипа, в предлагаемом способе определение мощности механических потерь осуществляется по показателям изменения угловой скорости коленчатого вала на угловом интервале π…3π (см. фиг.2), соответствующем осуществлению тактов расширения во втором и третьем по порядку работы цилиндрах. На угловом интервале π…3π также осуществляется выбег коленчатого вала, но с одинаковыми условиями рабочих процессов, осуществляемых в цилиндрах ДВС в начальной и конечной стадиях, при которых регистрируются изменения угловых скоростей, а именно значения угловой скорости определены в условиях воспламенения рабочих смесей в начальной стадии в ВМТ II цилиндра и конечной - в НМТ IV цилиндра, являющейся ВМТ III цилиндра, то есть при наличии реальных, обычных процессах работы ДВС. Следовательно, мощность механических потерь ДВС в соответствии с зависимостью (7):
Figure 00000017
где ϖII-IV - значение средней угловой скорости коленчатого вала за период π…3π, соответствующий осуществлению тактов расширения во втором и третьем по порядку работы цилиндрах;
ωIIMAX, ωнIII - значения начальной и конечной угловых скоростей участка выбега коленчатого вала в угловом интервале π…3π;
τII-IV - время, соответствующее углу поворота коленчатого вала π…3π (от ωнII до ωнIII).
Время τII-IV при непрерывной регистрации значений угловых скоростей в течение интервала угла поворота коленчатого вала, соответствующего осуществлению тактов расширения во втором и третьем по порядку работы цилиндрах, определяется известной зависимостью
Figure 00000018
С учетом (9) мощность механических потерь ДВС
Figure 00000019
где
Figure 00000020
- среднее значение ускорения (замедления) коленчатого вала на участке выбега в угловом интервале π…3π, соответствующем осуществлению тактов расширения во втором и третьем по порядку работы цилиндрах.
Определение мощности механических потерь двигателя внутреннего сгорания по предлагаемому способу производят в следующей последовательности (на примере четырехцилиндрового четырехтактного двигателя ЗМЗ-2401).
К коленчатому валу испытуемого двигателя присоединяют датчик угловых перемещений, например типа ВЕ-178А, и фиксируют его в положении, соответствующем ВМТ поршня I-го цилиндра, в котором осуществляется такт расширения, и началу измерений значений угловых скоростей коленчатого вала. К проводу высокого напряжения свечи первого цилиндра присоединяют датчик индуктивного типа (для формирования сигнала о начале такта расширения в I цилиндре) и приспособление для автоматического отключения «искры» в третьем по порядку работы цилиндре (в двигателе ЗМЗ-2401 порядок работы цилиндров 1-2-4-3, следовательно, необходимо отключить подачу высокого напряжения к свече IV цилиндра). Датчики и приспособление соединяют с устройством для непрерывного измерения угловой скорости коленчатого вала (выполненного, например, по а.с. СССР №1035521 или №1442854, G01M 15/00, 1988). Запускают двигатель, прогревают его до нормального теплового состояния (85…95°С) и выводят на заданный установившийся скоростной режим холостого хода (в данном примере ϖ=84,30 рад/с, см. фиг.1 и 2). В электронном измерительном устройстве задают значение углового интервала Δφ поворота коленчатого вала (например, Δφ=3 град), в каждом из которых непрерывно измеряют значения угловых скоростей. По истечении 1…2 минут, необходимых для установления равновесного теплового состояния ДВС, с устройства производят подачу команды на измерение значений угловых скоростей за цикл работы двигателя (два оборота коленчатого вала) для определения зависимости угловой скорости от угла поворота коленчатого вала при работе всех цилиндров. По пяти-семи последовательно полученным зависимостям определяют средние значения минимальных угловых скоростей в интервалах угла поворота коленчатого вала, относящихся к осуществлению рабочих тактов в конкретных цилиндрах (I, II, IV, III), и строят эталонный график зависимости угловой скорости коленчатого вала от угла его поворота при работе всех цилиндров (см. фиг.1).
Затем с устройства производят подачу команды на измерение значений угловых скоростей за цикл работы двигателя с одновременным отключением подачи искры в IV цилиндр и производят измерение значений угловых скоростей за цикл работы двигателя (два оборота коленчатого вала). По полученным значениям ω строится график зависимости угловой скорости коленчатого вала от угла его поворота φ (фиг.2).
Сравнивают соответствующие значения минимальных угловых скоростей одного и того же цилиндра ωнI и ωнII в полученных зависимостях фиг.1 и 2. Если их относительные отклонения не превышают 0,5%, по графику изменения угловой скорости (фиг.2) определяют значения угловых скоростей в начале ωIImax и конце ωнIII участка выбега коленчатого вала при осуществлении рабочего хода поршнем II цилиндра и «мнимого» рабочего хода поршнем отключенного IV цилиндра, а также значения средней угловой скорости ϖII-IV за период π…3π и ускорения коленчатого вала на участке выбега от ωIImax до ωнIII. По формуле (10) определяют значение мощности механических потерь ДВС.
После восстановления прежнего скоростного и теплового режимов работы двигателя со всеми работающими цилиндрами аналогичные операции определения мощности механических потерь ДВС повторяют с отключенным из работы на 1 цикл другим цилиндром, а затем поочередно с остальными.
Таким образом, измеренная мощность механических потерь ДВС по результатам осреднения полученных значений при последовательном отключении i-го цилиндра из работы
Figure 00000021
где z - число цилиндров в двигателе,
в наибольшей степени соответствует действительной, так как учитывает имеющиеся индивидуальные отличия рабочих процессов во всех цилиндрах.
Разработанный способ определения мощности механических потерь по показателям изменения угловой скорости коленчатого вала за один цикл работы ДВС при кратковременном отключении одного цилиндра исключает недостатки известных методов и повышает точность за счет создания условий ее определения, максимально приближенных к реальным рабочим процессам во всех цилиндрах двигателя.
Метрологическая проработка всех звеньев цепи измерительного процесса, определяющих точность и достоверность способа определения мощности механических потерь, показала, что относительная погрешность способа не превышает 5%, что в 1,2…1,5 раза точнее всех известных методов ее определения.
Источники информации
1. Испытания двигателей внутреннего сгорания / Б.С.Стефановский, Е.А.Скобцов, Е.К.Корси и др. - М.: Машиностроение, 1972. - 368 с.
2. Диагностирование технического состояния автомобилей на автотракторных предприятиях / Л.В.Мирошников, А.П.Болдин, В.И.Пал и др. - М.: Транспорт, 1977. - 263 с.

Claims (1)

  1. Способ определения мощности механических потерь двигателя внутреннего сгорания, заключающийся в том, что при работе двигателя на холостом ходу непрерывно измеряют значения угловой скорости коленчатого вала в равных угловых интервалах заданной величины в пределах цикла работы двигателя на любом установившемся скоростном режиме с синхронизацией начала измерения значений угловой скорости с положением коленчатого вала, соответствующим верхней мертвой точке поршня конкретного цилиндра, в котором осуществляется такт расширения, в начальный момент измерений отключают подачу топлива (зажигания) в одном из цилиндров, получают зависимость угловой скорости от угла поворота коленчатого вала, определяют значения средней угловой скорости и ускорения коленчатого вала, по произведению которых на приведенный момент инерции двигателя определяют значение мощности механических потерь, отличающийся тем, что дополнительно определяют зависимость угловой скорости от угла поворота коленчатого вала при осуществлении рабочих процессов во всех цилиндрах, а затем - с момента отключения подачи топлива (зажигания) в третьем по порядку работы цилиндре, в обоих случаях определяют значения минимальных угловых скоростей на участках, соответствующих началу и окончанию такта расширения в конкретных цилиндрах, сравнивают соответствующие значения минимальных угловых скоростей, полученных при работе одного и того же цилиндра до и после отключения подачи топлива (зажигания), порядковый номер которого определяют по номеру цилиндра, с которого начато измерение зависимости угловой скорости с отключенным цилиндром; при их совпадении с относительной разностью не более 0,5%, значения средней угловой скорости определяют в интервале угла поворота коленчатого вала, соответствующего осуществлению тактов расширения во втором и третьем по порядку работы цилиндрах, а ускорения - на участке выбега коленчатого вала в том же интервале.
RU2010150833/28A 2010-12-10 2010-12-10 Способ определения мощности механических потерь двигателя внутреннего сгорания RU2454643C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010150833/28A RU2454643C1 (ru) 2010-12-10 2010-12-10 Способ определения мощности механических потерь двигателя внутреннего сгорания

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010150833/28A RU2454643C1 (ru) 2010-12-10 2010-12-10 Способ определения мощности механических потерь двигателя внутреннего сгорания

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2454643C1 true RU2454643C1 (ru) 2012-06-27

Family

ID=46681954

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2010150833/28A RU2454643C1 (ru) 2010-12-10 2010-12-10 Способ определения мощности механических потерь двигателя внутреннего сгорания

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2454643C1 (ru)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
MD920Z (ru) * 2014-09-30 2016-01-31 ИНСТИТУТ ЭЛЕКТРОННОЙ ИНЖЕНЕРИИ И НАНОТЕХНОЛОГИЙ "D. Ghitu" АНМ Система и метод измерения рабочей мощности машины Стирлинга
MD1008Z (ru) * 2015-06-23 2016-09-30 ИНСТИТУТ ЭЛЕКТРОННОЙ ИНЖЕНЕРИИ И НАНОТЕХНОЛОГИЙ "D. Ghitu" Система и метод измерения коэффициента полезного действия машины Стирлинга
RU2662017C2 (ru) * 2016-11-22 2018-07-23 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Российский государственный аграрный университет - МСХА имени К.А. Тимирязева" (ФГБОУ ВО РГАУ - МСХА имени К.А. Тимирязева) Способ диагностики технического состояния двигателя
CN111537123A (zh) * 2020-02-28 2020-08-14 重庆大学 工业机器人功率预测方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1573355A1 (ru) * 1986-03-17 1990-06-23 Воронежский лесотехнический институт Способ определени механического КПД двигател внутреннего сгорани
RU2175120C2 (ru) * 1999-04-13 2001-10-20 Сибирский физико-технический институт аграрных проблем СО РАСХ Способ определения технического состояния двигателей внутреннего сгорания и экспертная система для его осуществления
RU2328713C1 (ru) * 2007-01-09 2008-07-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Саратовский государственный технический университет (СГТУ) Способ определения мощности механических потерь двигателя внутреннего сгорания

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1573355A1 (ru) * 1986-03-17 1990-06-23 Воронежский лесотехнический институт Способ определени механического КПД двигател внутреннего сгорани
RU2175120C2 (ru) * 1999-04-13 2001-10-20 Сибирский физико-технический институт аграрных проблем СО РАСХ Способ определения технического состояния двигателей внутреннего сгорания и экспертная система для его осуществления
RU2328713C1 (ru) * 2007-01-09 2008-07-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Саратовский государственный технический университет (СГТУ) Способ определения мощности механических потерь двигателя внутреннего сгорания

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
MD920Z (ru) * 2014-09-30 2016-01-31 ИНСТИТУТ ЭЛЕКТРОННОЙ ИНЖЕНЕРИИ И НАНОТЕХНОЛОГИЙ "D. Ghitu" АНМ Система и метод измерения рабочей мощности машины Стирлинга
MD1008Z (ru) * 2015-06-23 2016-09-30 ИНСТИТУТ ЭЛЕКТРОННОЙ ИНЖЕНЕРИИ И НАНОТЕХНОЛОГИЙ "D. Ghitu" Система и метод измерения коэффициента полезного действия машины Стирлинга
RU2662017C2 (ru) * 2016-11-22 2018-07-23 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Российский государственный аграрный университет - МСХА имени К.А. Тимирязева" (ФГБОУ ВО РГАУ - МСХА имени К.А. Тимирязева) Способ диагностики технического состояния двигателя
CN111537123A (zh) * 2020-02-28 2020-08-14 重庆大学 工业机器人功率预测方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Plaksin et al. Experimental studies of cylinder group state during motoring
JP4362533B2 (ja) エンジン計測装置
AU644103B2 (en) Engine diagnostic apparatus and method
US4292670A (en) Diagnosis of engine power and compression balance
JP6785986B2 (ja) 内燃機関の弁駆動装置において生じている偏差を監視する方法および当該方法を実施する電子的なエンジン制御機器
RU2082139C1 (ru) Способ диагностики поршневого двигателя внутреннего сгорания и устройство для его осуществления
CN100432409C (zh) 通过估算动能和停止位置来控制发动机旋转停止的装置
US20090276143A1 (en) Method for estimation of indicated mean effective pressure for individual cylinders from crankshaft acceleration
US10669965B2 (en) Method for an internal combustion engine
RU2454643C1 (ru) Способ определения мощности механических потерь двигателя внутреннего сгорания
Tormos et al. A general model to evaluate mechanical losses and auxiliary energy consumption in reciprocating internal combustion engines
CN102341585A (zh) 内燃机的扭矩推定装置
US6481266B2 (en) Process for cylinder-selective leakage testing of the combustion chambers in a combustion engine
RU2328713C1 (ru) Способ определения мощности механических потерь двигателя внутреннего сгорания
RU2662017C2 (ru) Способ диагностики технического состояния двигателя
Giakoumis et al. Study of crankshaft torsional deformation under steady-state and transient operation of turbocharged diesel engines
JPH06508220A (ja) エンジンを監視する方法とその装置
RU2361187C1 (ru) Способ определения мощности двигателя внутреннего сгорания
RU2785419C1 (ru) Способ оценки мощности механических потерь двигателя внутреннего сгорания
Potenza et al. A model for simulating the instantaneous crank kinematics and total mechanical losses in a multicylinder in-line engine
RU2458330C1 (ru) Способ диагностирования механизма газораспределения двигателя внутреннего сгорания
US4453402A (en) Method and apparatus for determining the position of a piston in the cylinder of a reciprocating engine
CN102305139A (zh) 一种四冲程电喷柴油机的启动方法
SU866432A1 (ru) Способ определени технического состо ни многоцилиндрового двигател внутреннего сгорани
RU2187792C2 (ru) Способ диагностирования двигателя внутреннего сгорания

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20161211