RU2762813C1 - Способ определения эффективной мощности двигателя внутреннего сгорания - Google Patents
Способ определения эффективной мощности двигателя внутреннего сгорания Download PDFInfo
- Publication number
- RU2762813C1 RU2762813C1 RU2021103345A RU2021103345A RU2762813C1 RU 2762813 C1 RU2762813 C1 RU 2762813C1 RU 2021103345 A RU2021103345 A RU 2021103345A RU 2021103345 A RU2021103345 A RU 2021103345A RU 2762813 C1 RU2762813 C1 RU 2762813C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- engine
- crankshaft
- speed
- vehicle
- average
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01M15/00—Testing of engines
- G01M15/04—Testing internal-combustion engines
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01M15/00—Testing of engines
- G01M15/04—Testing internal-combustion engines
- G01M15/05—Testing internal-combustion engines by combined monitoring of two or more different engine parameters
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Testing Of Engines (AREA)
Abstract
Изобретение может быть использовано при испытаниях и при техническом диагностировании машин. Способ определения эффективной мощности двигателя внутреннего сгорания заключается в том, что при проведении испытаний в условиях эксплуатации подготавливают транспортное средство с механической коробкой передач. В опоры двигателя устанавливают преобразователи (1) силы. В картер сцепления монтируют датчик (2) частоты вращения коленчатого вала, к которым присоединяют измерительное устройство (3). Пускают и прогревают двигатель совместно с коробкой передач до номинальной температуры, а затем проводят испытания, при которых фиксируют параметры разгона. При проведении испытаний в условиях эксплуатации начинают движение на транспортном средстве, увеличивая скорость до момента включения прямой передачи. Устанавливают подачу топлива в двигатель, обеспечивающую минимальную устойчивую частоту вращения коленчатого вала при движении транспортного средства на прямой передаче. Резко включают максимальную подачу топлива, с периодом 720 градусов поворота коленчатого вала. Фиксируют частоту вращения коленчатого вала и усилия, возникающие в опорах, до момента достижения транспортным средством максимальной скорости движения на прямой передаче. В каждом интервале измерения вычисляют среднюю частоту вращения коленчатого вала, среднее усилие и средний крутящий момент на каждой опоре и суммарный крутящий момент на опорах. По полученным значениям суммарного крутящего момента на опорах и средней частоты вращения коленчатого вала в каждом интервале измерения вычисляют эффективную мощность двигателя. Строят аппроксимирующую зависимость эффективной мощности от времени измерения, на полученной кривой находят максимальное значение, которое принимают за номинальную эффективную мощность исследуемого двигателя. Технический результат заключается в снижении трудоемкости и повышении оперативности диагностирования. 2 ил.
Description
Изобретение относится к области испытания и технического диагностирования машин, в частности к способу определения эффективной мощности двигателя внутреннего сгорания (ДВС).
Существующие способы определения эффективной мощности ДВС, основанные на измерении угловой скорости вращения коленчатого вала при поочередном отключении части цилиндров и ускорения коленчатого вала в процессе свободного разгона двигателя требуют вывода его работы в тестовый режим. Точность измерений известных технических решений оценки мощности по величине перемещения рейки топливного насоса или давлению наддува воздуха снижается при наличии неисправностей системы питания двигателя или изменении условий эксплуатации транспортного средства.
Известен способ определения мощностных показателей двигателей внутреннего сгорания бестормозным методом [1], при котором в картер маховика устанавливают первичный преобразователь частоты вращения коленчатого вала, соединяют его с измерительным устройством, пускают и прогревают двигатель до рабочей температуры охлаждающей жидкости и масла и подготавливают прибор к измерению. Устанавливают максимальную подачу топлива, измеряют максимальную частоту вращения коленчатого вала на холостом ходу, выключают подачу топлива и при достижении минимальной частоты вращения резко переводят рычаг топливоподачи в положение максимальной подачи топлива, регистрируя при этом параметры разгона, в соответствии с которыми определяют эффективную мощность двигателя.
В качестве недостатков данного способа стоит отметить сложность конструкции применяемого электронного прибора типа ИМД-Ц (измеритель мощности двигателя цифровой), необходимость проведения подготовительных работ для его калибровки, а также высокая погрешность определения мощности двигателей с наддувом воздуха во впускной коллектор. К тому же, процесс измерения мощности двигателя данным способом в условиях эксплуатации машины сложно реализовать.
Известен способ определения индикаторной мощности при стендовых испытаниях многоцилиндровых двигателей внутреннего сгорания с газотурбинным наддувом [2], согласно которому при работе на заданном режиме для определения эффективной мощности двигателя при всех работающих цилиндрах дополнительно измеряют давление воздуха перед компрессором, давление отработавших газов после турбины, расход воздуха двигателем и давление наддувочного воздуха, переводят двигатель в режим работы с частью цилиндров и измеряют аналогичные показатели давления воздуха, отработавших газов и расхода воздуха, затем переводят двигатель на заданный режим работы со всеми включенными цилиндрами и изменяют давление воздуха перед компрессором и давление отработавших газов после турбины до совпадения значений расхода воздуха двигателем и давления наддувочного воздуха при работе на всех цилиндрах и части цилиндров и с учетом этого определяют значение эффективной мощности, которое используют для расчета индикаторной мощности.
Недостатками данного способа являются необходимость учета большого количества показателей, в частности давления воздуха перед компрессором, давление наддувочного воздуха, расход воздуха и давление газов. Перевод двигателя на тестовый режим требует поочередного отключения каждого из цилиндров, что не позволит оценить мощность двигателя в условиях эксплуатации машины.
Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа [3], является способ определения эффективной мощности двигателя внутреннего сгорания, при котором подготавливают к испытанию двигатель, монтируют на него первичные преобразователи, к которым присоединяют измерительное устройство, устанавливают максимальную частоту вращения коленчатого вала двигателя, выключают подачу топлива и при достижении минимальной частоты вращения резко переводят рычаг топливоподачи в положение максимальной подачи, а эффективную мощность двигателя определяют по среднему значению усилия, передаваемого двигателем через опоры раме транспортного средства в процессе разгона, используя полученную при первичном испытании аналитическую зависимость эффективной мощности двигателя от среднего значения измеренного усилия на опорах.
Основным недостатком данного способа является необходимость проведения предварительных испытаний для получения зависимости изменения мощности от средних максимальных усилий на опорах двигателя за цикл разгона.
Известно, что при работе двигателя раме транспортного средства передается обратный крутящий момент, равный по величине и обратный по направлению эффективному крутящему моменту. В отличие от эффективного крутящего момента его регистрация достаточно проста и может быть реализована посредством измерения создаваемого усилия на опорах двигателя.
Техническая задача - совершенствование способа определения эффективной мощности двигателя за счет снижения трудоемкости и повышения оперативности диагностирования.
Сущность изобретения заключается в следующем. При проведении измерений в условиях эксплуатации подготавливают транспортное средство с механической коробкой передач, в опоры двигателя устанавливают преобразователи силы, в картер маховика монтируют датчик частоты вращения коленчатого вала, к которым присоединяют измерительное устройство, питающееся от бортовой сети транспортного средства. Пускают и прогревают двигатель совместно с коробкой передач до номинальной температуры и начинают движение, увеличивая скорость транспортного средства до момента включения прямой передачи, устанавливают подачу топлива в двигатель, обеспечивающую минимальную устойчивую частоту вращения коленчатого вала при движении транспортного средства на прямой передаче. Резко переводят рычаг топливоподачи в положение максимальной подачи, с периодом 720 градусов поворота коленчатого вала фиксируют частоту вращения коленчатого вала и усилия, возникающие в опорах, до момента достижения транспортным средством максимальной скорости на прямой передаче. В каждом интервале измерения вычисляют среднюю частоту вращения коленчатого вала, среднее усилие и средний крутящий момент на каждой опоре и суммарный крутящий момент на опорах, по полученным значениям суммарного крутящего момента на опорах и средней частоты вращения коленчатого вала в каждом интервале измерения вычисляют эффективную мощность двигателя, строят аппроксимирующую зависимость эффективной мощности от времени измерения, на полученной кривой находят максимальное значение, которое принимают за номинальную эффективную мощность исследуемого двигателя
Таким образом, возможно создать достаточно простой способ определения эффективной мощности двигателей внутреннего сгорания, применимый как при проведении испытаний, так и в условиях эксплуатации транспортного средства.
На фиг. 1 изображена схема сил и крутящих моментов, действующих на опоры и блок цилиндров двигателя в процессе разгона транспортного средства, где 1 - преобразователи силы; 2 - датчик частоты вращения коленчатого вала; 3 - измерительное устройство; Fi - усилие на i-й опоре двигателя, Н; Mi - крутящий момент на i-й опоре двигателя, Нм; М∑ - суммарный крутящий момент на опорах двигателя, Нм; Ме - эффективный крутящий момент двигателя, Нм; ri - расстояние от оси вращения коленчатого вала до точки измерения усилий на i-й опоре, м. На фиг. 2 изображен способ определения эффективной мощности двигателя внутреннего сгорания, где τ1, τ2, τ3…τm-2, τm-1, τm - временные граничные значения интервалов измерения, с; Δτ1, Δτ2…Δτk-1, Δτk, - продолжительность интервалов измерения, с; m - порядковый номер измерения; k - порядковый номер интервала измерения, n - частота вращения коленчатого вала, мин-1; 
- усилия на 1, 2, 3 и 4 опорах двигателя соответственно в момент измерения τm, Н; 
- средние значения усилий на 1, 2, 3 и 4 опорах двигателя соответственно в интервале измерения Δτk, Н; 
- cуммарный приведенный крутящий момент на опорах двигателя в интервале измерения Δτk; 
- частота вращения коленчатого вала в момент измерения τm; 
- средняя частота вращения коленчатого вала в интервале измерения Δτk; 
- эффективная мощность двигателя в интервале измерения Δτk.
Практически предложенный способ может быть реализован следующим образом.
При проведении измерений в условиях эксплуатации подготавливают транспортное средство с механической коробкой передач, в опоры двигателя устанавливают преобразователи силы 1 (см. фиг. 1) таким образом, чтобы усилия Fi полностью воспринимались преобразователями, в картер сцепления монтируют датчик частоты вращения коленчатого вала 2. К преобразователям силы 1 и датчику частоты вращения коленчатого вала 2 присоединяют измерительное устройство 3, питающееся от бортовой сети транспортного средства. Пускают и прогревают двигатель совместно с коробкой передач до номинальной температуры и начинают движение, увеличивая скорость транспортного средства до момента включения прямой передачи, устанавливают подачу топлива в двигатель, обеспечивающую минимальную устойчивую частоту вращения коленчатого вала при движении транспортного средства на прямой передаче и резко переводят рычаг топливоподачи в положение максимальной подачи. Измерительным устройством 3 с периодом 720 градусов поворота коленчатого вала фиксируют частоту вращения коленчатого вала 
и усилия 
(см. фиг. 2), возникающие в опорах вследствие воздействия реактивного крутящего момента двигателя на раму, до момента достижения транспортным средством максимальной скорости на прямой передаче. Затем в каждом интервале измерения Δτk вычисляют среднюю частоту вращения коленчатого вала 
, среднее усилие 
и средний крутящий момент 
на каждой опоре двигателя, а также суммарный крутящий момент на опорах 
по формулам:
По полученным значениям суммарного крутящего момента на опорах 
и средней частоты вращения коленчатого вала 
в каждом интервале измерения вычисляют эффективную мощность двигателя 
исходя из условия, что вычисленный суммарный крутящий момент на опорах двигателя 
в k-м интервале измерения равен по величине и обратен по направлению эффективному крутящему моменту 
в этом же интервале:
строят аппроксимирующую зависимость эффективной мощности от времени измерения, на полученной кривой находят максимальное значение
, которое принимают за номинальную эффективную мощность исследуемого двигателя.
В результате представляется возможным определять эффективную мощность двигателя непосредственно при эксплуатации транспортного средства, используя общедоступные и простые средства измерений и регистрации возникающих в опорах двигателя усилий.
Список источников
1. Алилуев В.А. Практикум по эксплуатации машинно-тракторного парка / В.А. Аллилуев, А.Д. Ананьин, А.Х. Морозов. - М.: Агропромиздат, 1987. - С. 26-31.
2. Пат. №2624894 РФ, МПК G01M 15/04, G01M 15/05. Способ определения индикаторной мощности при стендовых испытаниях многоцилиндровых двигателей внутреннего сгорания с газотурбинным наддувом / В.Н. Бондарь, В.В. Егоров, О.И. Быстрое - №2016124057; заявл. 16.06.2016, опубл. 07.07.2017 г. Бюл. №19.
3. Пат. №2669224 РФ, МПК G01M 15/00, G01L 3/24. Способ определения эффективной мощности двигателя внутреннего сгорания / Ю.А. Гуськов, А.Ф. Курносов - №2017104068; заявл. 07.02.2017, опубл. 07.08.2018 г. Бюл. №22.
Claims (1)
- Способ определения эффективной мощности двигателя внутреннего сгорания, заключающийся в том, что при проведении испытаний в условиях эксплуатации подготавливают транспортное средство с механической коробкой передач, в опоры двигателя устанавливают преобразователи силы, в картер сцепления монтируют датчик частоты вращения коленчатого вала, к которым присоединяют измерительное устройство, пускают и прогревают двигатель совместно с коробкой передач до номинальной температуры, затем проводят испытания, при которых фиксируют параметры разгона, отличающийся тем, что при проведении испытаний в условиях эксплуатации начинают движение на транспортном средстве, увеличивая скорость до момента включения прямой передачи, устанавливают подачу топлива в двигатель, обеспечивающую минимальную устойчивую частоту вращения коленчатого вала при движении транспортного средства на прямой передаче, и резко включают максимальную подачу топлива, с периодом 720 градусов поворота коленчатого вала, фиксируют частоту вращения коленчатого вала и усилия, возникающие в опорах, до момента достижения транспортным средством максимальной скорости движения на прямой передаче, в каждом интервале измерения вычисляют среднюю частоту вращения коленчатого вала, среднее усилие и средний крутящий момент на каждой опоре и суммарный крутящий момент на опорах, по полученным значениям суммарного крутящего момента на опорах и средней частоты вращения коленчатого вала в каждом интервале измерения вычисляют эффективную мощность двигателя, строят аппроксимирующую зависимость эффективной мощности от времени измерения, на полученной кривой находят максимальное значение, которое принимают за номинальную эффективную мощность исследуемого двигателя.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2021103345A RU2762813C1 (ru) | 2021-02-10 | 2021-02-10 | Способ определения эффективной мощности двигателя внутреннего сгорания |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2021103345A RU2762813C1 (ru) | 2021-02-10 | 2021-02-10 | Способ определения эффективной мощности двигателя внутреннего сгорания |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2762813C1 true RU2762813C1 (ru) | 2021-12-23 |
Family
ID=80039297
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2021103345A RU2762813C1 (ru) | 2021-02-10 | 2021-02-10 | Способ определения эффективной мощности двигателя внутреннего сгорания |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2762813C1 (ru) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2785419C1 (ru) * | 2022-05-27 | 2022-12-07 | Федеральное государственное бюджетное учреждение высшего образования "Новосибирский государственный аграрный университет" | Способ оценки мощности механических потерь двигателя внутреннего сгорания |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20050016295A1 (en) * | 2001-12-20 | 2005-01-27 | Abb Patent Gmbh | Method for determining the power of a test specimen and power test bench for the test specimen |
| RU2361187C1 (ru) * | 2007-12-11 | 2009-07-10 | Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Азово-Черноморская государственная агроинженерная академия" (ФГОУ ВПО АЧГАА) | Способ определения мощности двигателя внутреннего сгорания |
| US8375775B2 (en) * | 2010-01-18 | 2013-02-19 | Thyssenkrupp Krause Gmbh | Method for determining the power of an internal combustion engine |
| RU2589973C2 (ru) * | 2014-12-02 | 2016-07-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Иркутская государственная сельскохозяйственная академия" | Способ определения эффективной мощности двигателя внутреннего сгорания в процессе разгона |
| RU2624894C1 (ru) * | 2016-06-16 | 2017-07-07 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Южно-Уральский государственный университет (национальный исследовательский университет)" (ФГАОУ ВО "ЮУрГУ (НИУ)" ) | Способ определения индикаторной мощности при стендовых испытаниях многоцилиндровых двигателей внутреннего сгорания с газотурбинным наддувом |
| RU2669224C2 (ru) * | 2017-02-07 | 2018-10-09 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Новосибирский государственный аграрный университет" | Способ определения эффективной мощности двигателя внутреннего сгорания |
-
2021
- 2021-02-10 RU RU2021103345A patent/RU2762813C1/ru active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20050016295A1 (en) * | 2001-12-20 | 2005-01-27 | Abb Patent Gmbh | Method for determining the power of a test specimen and power test bench for the test specimen |
| RU2361187C1 (ru) * | 2007-12-11 | 2009-07-10 | Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Азово-Черноморская государственная агроинженерная академия" (ФГОУ ВПО АЧГАА) | Способ определения мощности двигателя внутреннего сгорания |
| US8375775B2 (en) * | 2010-01-18 | 2013-02-19 | Thyssenkrupp Krause Gmbh | Method for determining the power of an internal combustion engine |
| RU2589973C2 (ru) * | 2014-12-02 | 2016-07-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Иркутская государственная сельскохозяйственная академия" | Способ определения эффективной мощности двигателя внутреннего сгорания в процессе разгона |
| RU2624894C1 (ru) * | 2016-06-16 | 2017-07-07 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Южно-Уральский государственный университет (национальный исследовательский университет)" (ФГАОУ ВО "ЮУрГУ (НИУ)" ) | Способ определения индикаторной мощности при стендовых испытаниях многоцилиндровых двигателей внутреннего сгорания с газотурбинным наддувом |
| RU2669224C2 (ru) * | 2017-02-07 | 2018-10-09 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Новосибирский государственный аграрный университет" | Способ определения эффективной мощности двигателя внутреннего сгорания |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2785419C1 (ru) * | 2022-05-27 | 2022-12-07 | Федеральное государственное бюджетное учреждение высшего образования "Новосибирский государственный аграрный университет" | Способ оценки мощности механических потерь двигателя внутреннего сгорания |
| RU2804692C1 (ru) * | 2023-03-03 | 2023-10-03 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Новосибирский государственный аграрный университет" | Способ определения эффективной мощности двигателя внутреннего сгорания |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US20120203411A1 (en) | Method and Device for Adapting and/or Diagnosing an Internal Combustion Engine Situated in a Hybrid Vehicle | |
| US4292670A (en) | Diagnosis of engine power and compression balance | |
| EP1884756B1 (en) | Engine measurement device | |
| RU2082139C1 (ru) | Способ диагностики поршневого двигателя внутреннего сгорания и устройство для его осуществления | |
| US4277830A (en) | Diagnosis of engine turbocharger performance | |
| US20070100534A1 (en) | Engine output calculation method and engine output calculation apparatus | |
| RU2762813C1 (ru) | Способ определения эффективной мощности двигателя внутреннего сгорания | |
| JP2009203976A (ja) | 内燃機関の運転制御装置 | |
| RU2454643C1 (ru) | Способ определения мощности механических потерь двигателя внутреннего сгорания | |
| RU2785419C1 (ru) | Способ оценки мощности механических потерь двигателя внутреннего сгорания | |
| CA1145471A (en) | Diagnosis of engine lubricant system | |
| RU2361187C1 (ru) | Способ определения мощности двигателя внутреннего сгорания | |
| RU2690998C1 (ru) | Способ оценки технического состояния цилиндропоршневой группы двигателя внутреннего сгорания | |
| RU2805116C1 (ru) | Способ определения эффективной мощности двигателя внутреннего сгорания | |
| RU2804692C1 (ru) | Способ определения эффективной мощности двигателя внутреннего сгорания | |
| JP2007127458A (ja) | 動力伝達機構の試験装置 | |
| RU188012U1 (ru) | Устройство для диагностирования двигателя внутреннего сгорания в эксплуатационных условиях | |
| RU2744668C1 (ru) | Способ оценки технического состояния цилиндропоршневой группы двигателя внутреннего сгорания | |
| RU2819020C1 (ru) | Способ оценки технического состояния цилиндропоршневой группы двигателя внутреннего сгорания | |
| RU2792736C1 (ru) | Способ оценки неравномерности работы цилиндров двигателя внутреннего сгорания | |
| SU815528A2 (ru) | Способ определени эффективнойМОщНОСТи дВигАТЕл ВНуТРЕННЕгО СгОРА-Ни | |
| RU2682780C1 (ru) | Способ определения мощности двигателя внутреннего сгорания | |
| RU2665780C1 (ru) | Способ определения наработки двигателя внутреннего сгорания и устройство для его осуществления | |
| RU133928U1 (ru) | Устройство диагностики топливной аппаратуры дизельного двигателя | |
| SU866432A1 (ru) | Способ определени технического состо ни многоцилиндрового двигател внутреннего сгорани |