RU2581738C2 - Method for determining slowing of reciprocating systems - Google Patents
Method for determining slowing of reciprocating systems Download PDFInfo
- Publication number
- RU2581738C2 RU2581738C2 RU2013142371/28A RU2013142371A RU2581738C2 RU 2581738 C2 RU2581738 C2 RU 2581738C2 RU 2013142371/28 A RU2013142371/28 A RU 2013142371/28A RU 2013142371 A RU2013142371 A RU 2013142371A RU 2581738 C2 RU2581738 C2 RU 2581738C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- time
- rotating part
- function
- path
- determining
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
- G01P15/00—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration
Abstract
Description
Изобретение относится к машиностроению. Оно касается измерения замедления поступательно движущихся механических систем для определения сопротивлений их движению с целью оценки потерь энергии. По величине этих потерь судят об энергетическом совершенстве систем и механизмов. При этом сопротивления движению определяют как произведения величины замедления на приведенные моменты инерции систем.The invention relates to mechanical engineering. It relates to measuring the deceleration of progressively moving mechanical systems to determine the resistances to their movement in order to assess energy losses. The magnitude of these losses is judged on the energy perfection of systems and mechanisms. In this case, the motion resistance is defined as the product of the deceleration value and the reduced moments of inertia of the systems.
Известны способы определения отрицательных ускорений (замедлений) механических систем методом выбега [1], [2], [3] при которых на вращающиеся детали системы устанавливают датчик оборотов и его сигналы используют для регистрации времени получения каждого сигнала, после чего замедление j определяют по формуле малых приращений скорости ΔV и времени Δt (фиг.1):Known methods for determining the negative accelerations (decelerations) of mechanical systems by the coast method [1], [2], [3] in which a speed sensor is installed on the rotating parts of the system and its signals are used to record the time of receipt of each signal, after which the deceleration j is determined by the formula small increments of speed ΔV and time Δt (figure 1):
где V1 - скорость некоторой точки вращающейся детали радиуса R в начале интервала Δt, V2 - скорость в конце интервала Δt.where V 1 is the speed of a point of a rotating part of radius R at the beginning of the interval Δt, V 2 is the speed at the end of the interval Δt.
В свою очередь скорости V1 и V2 определяют по формулам малых приращений пути Δl1 и Δl2 и времени Δt1 и Δt2 (фиг.2):In turn, the speeds V 1 and V 2 are determined by the formulas of small increments of the path Δl 1 and Δl 2 and the time Δt 1 and Δt 2 (figure 2):
В результате измерений получают:As a result of measurements receive:
Таким образом, алгоритм измерений замедления содержит пять источников погрешностей, входящих в формулу 2, и дополнительно три источника погрешностей в результате спрямления участков кривых V1-V2 (см. фиг.1) и l1-l2, l3-l4 (см. фиг.2). Это является основным недостатком указанных способов определения замедлений вращающихся тел.Thus, the deceleration measurement algorithm contains five error sources included in
Известны также способы определения замедлений валов двигателей внутреннего сгорания с помощью комбинации специальных приборов [4], [5]. Однако в описании этих способов нет сведений, касающихся вычислительных действий для определения замедлений.There are also known methods for determining the deceleration of the shafts of internal combustion engines using a combination of special devices [4], [5]. However, in the description of these methods there is no information regarding computational actions for determining decelerations.
Решаемой задачей является достижение высокой точности и эффективности определения замедлений механических систем, в особенности замедлений малых по величине, сопротивление движению которых Р описывается полиномом второй степени скорости вида:The problem to be solved is to achieve high accuracy and efficiency in determining the slowdowns of mechanical systems, in particular, slowdowns of small magnitude, the resistance to movement of which is described by a polynomial of the second degree of speed of the form:
Р=а+bV+cV2,P = a + bV + cV 2 ,
где а, b и c - константы,where a , b and c are constants,
V - поступательная скорость системы.V is the translational speed of the system.
Указанная задача решается за счет:The specified problem is solved by:
- исключения необходимости измерения величин непрямого измерения, таких как скорость,- eliminating the need to measure values of indirect measurement, such as speed,
- применения специальной формулы функции "путь-время" для аппроксимации результатов измерений, обеспечивающей минимальные расхождения между экспериментальными и аналитическими данными,- the use of a special formula of the path-time function for approximating the measurement results, ensuring minimal discrepancies between the experimental and analytical data,
- придания способу универсальности применения для измерений замедлений как во всем диапазоне скоростей, так и для локальных значений скорости.- giving the method universal applicability for measuring decelerations both over the entire speed range and for local speed values.
Вращающуюся деталь поступательно движущейся системы снабжают датчиком оборотов с одной меткой, что исключает неточность угловой разметки, которая появилась бы при большом количестве меток. Реагирующий на одиночную метку датчик оборотов соединяют с регистрирующим прибором и компьютером. Регистрируют, например, в дискретной форме зависимость числа оборотов, а при известном радиусе вращающейся детали - пути в функции времени на определенном отрезке временного интервала, аппроксимируют эту зависимость детерминированной, непрерывной, дифференцируемой функцией, учитывающей кинематическую связь вращающейся детали с поступательной скоростью системы. Вторую производную указанной функции по времени используют для получения зависимости замедления системы от времени. Поскольку преобразование функции «путь-время» в функцию «замедление-время» выполняется на основе положений дифференциального исчисления высшей математики с абсолютной математической точностью, точность определения замедления зависит только от точности измерений периода оборотов и параметра движения наблюдаемой точки и качества аппроксимации экспериментальной кривой «путь-время». Этим достигается простота, высокая точность получаемых результатов и сокращение времени каждого измерения.The rotating part of the translationally moving system is equipped with a revolution sensor with one mark, which eliminates the inaccuracy of the angular marking, which would appear with a large number of marks. The speed sensor responding to a single mark is connected to a recording device and a computer. For example, the dependence of the number of revolutions is recorded, for example, in discrete form, and for a known radius of the rotating part — the paths as a function of time over a certain period of the time interval, this dependence is approximated by a determinate, continuous, differentiable function that takes into account the kinematic relationship of the rotating part with the translational speed of the system. The second time derivative of the specified function is used to obtain the time deceleration of the system. Since the conversion of the path-time function to the deceleration-time function is performed on the basis of the provisions of the differential calculus of higher mathematics with absolute mathematical accuracy, the accuracy of determining the deceleration depends only on the accuracy of measurements of the rotation period and the motion parameter of the observed point and the quality of approximation of the experimental path -time". This achieves simplicity, high accuracy of the obtained results and reduction of time of each measurement.
Определение замедлений поступательно движущихся систем с вращающимися элементами выполняют установив кинематическую связь между окружной и поступательной скоростями.The determination of the slowdowns of translationally moving systems with rotating elements is performed by establishing a kinematic relationship between the peripheral and translational speeds.
На фиг.3 показан принцип измерения времени выбега как нарастающей суммы периодов вращения тела радиуса R с единственной меткой для датчика.Figure 3 shows the principle of measuring the stick-out time as an incremental sum of periods of rotation of a body of radius R with a single label for the sensor.
На фиг.4 показан фрагмент примера реальной записи времени выбега вращающегося тела для каждого его оборота. При этом порядковый номер строки записи тождествен количеству оборотов z, совершенных телом.Figure 4 shows a fragment of an example of a real record of the running time of a rotating body for each revolution. In this case, the serial number of the recording line is identical to the number of revolutions z made by the body.
На фиг.5 показана графическая зависимость дискретных значений "путь-время" выбега в виде функции l(z)=f(t) на основе данных, подобных показанным на фиг.4.Figure 5 shows a graphical dependence of the discrete values of the path-time run-out in the form of a function l (z) = f (t) based on data similar to those shown in figure 4.
На фиг.6 показана аппроксимация экспериментальной зависимости "путь-время" специальной функцией S=f(T). На этой же фигуре поясняется связь между текущими и ретроспективными параметрами выбега.Figure 6 shows the approximation of the experimental path-time dependence by a special function S = f (T). The same figure explains the relationship between current and retrospective run-out parameters.
На фиг.7 показан переход от зависимости "путь-время" S=f(T) к зависимости "замедление-время" j=f(T) по правилу дифференциального исчисления.Figure 7 shows the transition from the path-time relationship S = f (T) to the deceleration-time relationship j = f (T) according to the differential calculus rule.
Заявляемый способ реализуется следующим образом: на вращающемся теле системы устанавливают одну метку, а на неподвижном относительно вращающегося тела основании - реагирующий на нее датчик, например индуктивный, по сигналам которого, с точностью не менее ±50 мкс, производят регистрацию прибором значений времени t каждого оборота тела, как показано на фиг.4 и 5. В результате получают дискретное выражение "путь-время" в виде зависимости числа оборотов z и пути l=2πRz от времени t. Эту дискретную зависимость передают на компьютер и аппроксимируют (фиг.6) формулой:The inventive method is implemented as follows: on a rotating body of the system, one mark is set, and on a base motionless relative to the rotating body, a sensor, for example, an inductive sensor, is used to detect the values of time t of each revolution with the accuracy of at least ± 50 μs bodies, as shown in FIGS. 4 and 5. As a result, a discrete expression "path-time" is obtained in the form of a dependence of the number of revolutions z and the path l = 2πRz on time t. This discrete dependence is transmitted to a computer and approximated (Fig.6) by the formula:
где S и Т - ретроспективные путь и время соответственно, т.е. путь и время до остановки вращающегося тела;where S and T are the retrospective path and time, respectively, i.e. the path and time to stop the rotating body;
А, В, β и h - константы, причем:A, B, β and h are constants, moreover:
где δ - коэффициент вращающихся масс системы.where δ is the coefficient of the rotating masses of the system.
Константу b и связанные с ней h и β находят предварительными испытаниями узла системы, имеющего сопротивления движению Р1, описываемые зависимостью:The constant b and the associated h and β are found by preliminary tests of a system node having resistance to movement P 1 , described by the dependence:
Р=а+bV+cV2,P = a + bV + cV 2 ,
Для связи между величинами S и l используют соотношение, которое поясняет фиг.6:For the relationship between the values of S and l use the ratio, which explains Fig.6:
S=S∑-l,S = S ∑ -l,
где S∑ - полный путь выбега.where S ∑ is the full coast path.
Для связи между величинами Т и t используют соотношение (см. фиг.6):For the relationship between the values of T and t use the ratio (see Fig.6):
T=T∑-t,T = T ∑ -t,
где T∑ - полное время выбега.where T ∑ is the total run-out time.
Константы А и В, входящие в формулу (3), а также параметры S∑ и T∑ находят из системы 4-х уравнений вида:The constants A and B included in formula (3), as well as the parameters S ∑ and T ∑ are found from a system of 4 equations of the form:
где li и ti координаты выбранной i-й точки функции l=f(t). Значения z=1,2,3,4 выбирают из значений количества оборотов z, например, с одинаковыми интервалами Δ:where l i and t i are the coordinates of the selected i-th point of the function l = f (t). The values z = 1,2,3,4 are selected from the values of the number of revolutions z, for example, at the same intervals Δ:
Δ=z1=z2-z1=z4-z3,Δ = z 1 = z 2 -z 1 = z 4 -z 3 ,
Например, колесо автомобиля при выбеге со скорости 90 до 70 км/ч совершило 203 оборота. Принимают за z4 ближайшее значение z, кратное 4-м, т.е. z4=200. Тогда Δ=z4/4=z1=50, z2=100, z3=150.For example, a car’s wheel, when coasting from a speed of 90 to 70 km / h, made 203 turns. Accept for z 4 the closest z value that is a multiple of the 4th, i.e. z 4 = 200. Then Δ = z 4/4 = z 1 = 50, z = 2 100, z = 3 to 150.
Замедление j получают, взяв вторую производную от функции (3) (фиг.7):The slowdown j is obtained by taking the second derivative of the function (3) (Fig. 7):
Многочисленные эксперименты показали, что применение формулы (3) для аппроксимации экспериментальных данных обеспечивает среднеквадратическое отклонение аппроксимирующей кривой, не превышающее 0,02%, и коэффициент корреляции R2 , превышающий 0,9999.Numerous experiments have shown that the use of formula (3) for fitting the experimental data provides the standard deviation of curve fit that does not exceed 0.02%, and the correlation coefficient R 2 exceeds 0.9999.
Таким образом, способ обеспечивает:Thus, the method provides:
- получение данных о величинах отрицательных ускорений (замедлений) вращающегося тела без необходимости измерения скорости как источника значительных погрешностей,- obtaining data on the values of negative accelerations (decelerations) of a rotating body without the need to measure speed as a source of significant errors,
- минимальные расхождения между экспериментальными данными и аналитическим выражением их результатов,- minimal discrepancies between the experimental data and the analytical expression of their results,
- универсальность применения способа для измерения замедлений для различных диапазонов скоростей выбега.- the versatility of the application of the method for measuring deceleration for various ranges of coasting speeds.
Этим решается поставленная заявителем задача.This solves the problem posed by the applicant.
Способ может применяться для измерения замедлений механических систем с целью последующего определения:The method can be used to measure the decelerations of mechanical systems with the aim of further determining:
- сопротивлений движению автомобилей и автопоездов в дорожно-полигонных условиях,- resistance to the movement of cars and road trains in road-polygon conditions,
- диагностики механизмов и агрегатов, использующих в качестве основных элементов вращающиеся роторы (турбины, электродвигатели и т.п.),- diagnostics of mechanisms and assemblies using rotating rotors (turbines, electric motors, etc.) as the main elements,
- особенно полезным способ оказывается для высокоточных измерений замедлений систем, у которых сопротивление движению описывается уравнениями 2-й степени скорости при малых значениях j≤0.02g, где другие способы неэффективны.- the method is especially useful for high-precision measurements of decelerations of systems in which the resistance to motion is described by equations of the 2nd degree of speed for small values of j≤0.02g, where other methods are ineffective.
Источники информацииInformation sources
1. А. Янте. Механика движения автомобиля, Часть 1, Машгиз, 1958. Стр.118-124.1. A. Jant. The Mechanics of Car Movement, Part 1, Mashgiz, 1958. pp. 118-124.
2. Б.С. Фалькевич. Дорожные испытания автомобилей, Гострансиздат, 1936. Стр.19-20.2. B.S. Falkevich. Road tests of cars, Gostransizdat, 1936. Pages 19-20.
3. И.В. Новопольский. Измерение потерь на качение - один из видов лабораторных испытаний автомобильных шин, Труды НИИШП, сборник 3, Москва, Госхимиздат. 1957. Стр.122-138.3. I.V. Novopolsky. Measurement of rolling losses - one of the types of laboratory tests of automobile tires, Proceedings of NIISHP,
4. Патент РФ №2250469. Устройство для измерения ускорения коленчатого вала двигателя внутреннего сгорания. МПК: G01P 15/00.4. RF patent No. 2250469. Device for measuring the acceleration of the crankshaft of an internal combustion engine. IPC: G01P 15/00.
5. Патент РФ №2329510. Устройство для измерения ускорения коленчатого вала двигателя внутреннего сгорания на всем диапазоне скоростей. МПК: G01P 15/00.5. RF patent №2329510. A device for measuring the acceleration of the crankshaft of an internal combustion engine over the entire speed range. IPC: G01P 15/00.
Claims (1)
,
где S и Т - ретроспективные путь и время соответственно, т.е. путь и время до остановки вращающегося тела;
А, В, β и h - константы, причем:
,
,
где δ - коэффициент вращающихся масс системы, константу b и связанные с ней h и β находят путем предварительных испытаний узла системы, имеющего сопротивления движению P1, описываемые зависимостью:
Р=а+bV+cV2,
после чего замедление j получают в виде второй производной этой функции по времени:
. The method for determining the slowdowns of progressively moving systems, which consists in placing a mark on the rotating part of the system, the signals from which are received by the sensor, using only one mark creating one signal during one revolution of the rotating part, recording the number of revolutions of the rotating part in the function time, approximate the dependence of the number of revolutions on time by a continuous differentiable function "path-time", taking into account the kinematic relationship of the rotating part with the translational orostyu of the system:
,
where S and T are the retrospective path and time, respectively, i.e. the path and time to stop the rotating body;
A, B, β and h are constants, moreover:
,
,
where δ is the coefficient of rotating masses of the system, the constant b and the associated h and β are found by preliminary tests of the system node having resistance to motion P 1 , described by the dependence:
P = a + bV + cV 2 ,
after which the deceleration j is obtained in the form of the second time derivative of this function:
.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013142371/28A RU2581738C2 (en) | 2013-09-18 | 2013-09-18 | Method for determining slowing of reciprocating systems |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013142371/28A RU2581738C2 (en) | 2013-09-18 | 2013-09-18 | Method for determining slowing of reciprocating systems |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2013142371A RU2013142371A (en) | 2015-04-20 |
RU2581738C2 true RU2581738C2 (en) | 2016-04-20 |
Family
ID=53282534
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2013142371/28A RU2581738C2 (en) | 2013-09-18 | 2013-09-18 | Method for determining slowing of reciprocating systems |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2581738C2 (en) |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0140861A2 (en) * | 1983-11-01 | 1985-05-08 | Folke Ivar Blomberg | Electronic sensor for brake systems in vehicles |
SU1352369A1 (en) * | 1983-10-10 | 1987-11-15 | Предприятие "Уралтехэнерго" Производственного Объединения По Наладке,Совершенствованию Технологии И Эксплуатации Электростанций И Сетей "Союзтехэнерго" | Device for measuring parameters of rotor rotation in transient conditions |
RU2158910C1 (en) * | 1999-07-06 | 2000-11-10 | Петрушов Владимир Алексеевич | Method of determination of rolling resistances of wheel with elastic tire on drum stand |
-
2013
- 2013-09-18 RU RU2013142371/28A patent/RU2581738C2/en active
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1352369A1 (en) * | 1983-10-10 | 1987-11-15 | Предприятие "Уралтехэнерго" Производственного Объединения По Наладке,Совершенствованию Технологии И Эксплуатации Электростанций И Сетей "Союзтехэнерго" | Device for measuring parameters of rotor rotation in transient conditions |
EP0140861A2 (en) * | 1983-11-01 | 1985-05-08 | Folke Ivar Blomberg | Electronic sensor for brake systems in vehicles |
RU2158910C1 (en) * | 1999-07-06 | 2000-11-10 | Петрушов Владимир Алексеевич | Method of determination of rolling resistances of wheel with elastic tire on drum stand |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
статья В.П.Волкова, Э.Х.Рабиновича, Ю.В.Зыбцева и др. "Дорожные испытания седана LADA PRIORA ВАЗ-21703" в журнале "Автомобильный транспорт" выпуск 34, I-е полугодие 2014 г. * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2013142371A (en) | 2015-04-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN107655700B (en) | A kind of determination method and device of road resistance of taxing | |
CN102323206B (en) | Method for measuring rolling resistance coefficient of vehicle | |
KR0157738B1 (en) | Method for measuring automobile motion resistance using distance-time inertia travelling test | |
CN101539589B (en) | Detecting method of vehicle GPS velocimeter | |
Šarkan et al. | Vehicle coast-down method as a tool for calculating total resistance for the purposes of type-approval fuel consumption | |
CN202644332U (en) | Rail top surface irregularity detecting device | |
CN103376234B (en) | A kind of measuring method of rolling resistance coefficient of vehicle | |
CN103454442A (en) | Travel velocity compensation apparatus and method for railway vehicles | |
Rabinovich et al. | Evaluation of the powertrain condition based on the car acceleration and coasting data | |
CN103335831B (en) | A kind of brake electric inertia simulation testing stand and electric inertia simulation control method thereof | |
CN103134683B (en) | The system and method for vehicle motor exhaust brake test is carried out in indoor | |
PT956491E (en) | DEVICE FOR THE MEDICATION OF FLUID MEDIUM VOLUMES AS A CORRESPONDENT PROCESS | |
CN102901596B (en) | Method for testing photoelectric reflection type dynamic torque of equal-diameter rotary shaft | |
CN108287076B (en) | Resistance curve testing method and device | |
GB2377027B (en) | Assessing the accuracy of road-side systems | |
RU2581738C2 (en) | Method for determining slowing of reciprocating systems | |
CN106840471B (en) | Integrated measurement system and method for vehicle stability and acting force in tire surface | |
KR960018533A (en) | Torsional Vibration Measurement and Analysis Machine Tools and Methods Thereof | |
RU2570843C2 (en) | Method of determining slowing down of rotating bodies | |
CN109357823B (en) | Method for actually measuring maximum strain of pavement structure bottom and vehicle axle load speed | |
CN103547900A (en) | Method of determining the stress that should be applied to a tyre during a high-efficiency indoor endurance test | |
DE59509365D1 (en) | Method and arrangement for recording traffic with a radar device | |
Shaw et al. | Instantaneous fuel consumption estimation using smartphones | |
CN106596002A (en) | High-speed railway steel truss arch bridge vehicle-bridge resonance curve measuring method | |
Hyodo et al. | Estimation of energy consumption equation for electric vehicle and its implementation |