SU1455258A1 - Стенд дл испытани двигател внутреннего сгорани - Google Patents

Abstract

Изобретение позвол ет повысить эффективность испытаний путем автоматического регулировани  величины перемещени  органа топливоподачи и стабилизации средней величи1Ш модул  момента загрузки двигател  в соответствии с величинами, заданныь11 блоком управлени . Дл  этого стенд дополнительно содержит вычитающий элемент и усилитель, имеющий на выходе напр жение , пропорциональное среднему значению модул  момента нагрузки двигател  j причем при отклонении сигнала момента от заданного происход т изменение положени  органа топливоподачи и уменьшение или увеличение цикловой подачи топлива. 1 ил.

Description

1

Изобретение относитс  к машиностроению , в частности к стендам дл  испытани  двигателей внутреннего сгорани  .

Цель изобретени  - повышение эффективности испытаний.

На чертеже представлена блок-схема стенда.

Стенд содержит маховик 1, испытуемый двигатель 2, датчик 3 частоты вращени , первый вычитающий элемент 4, нелинейный преобразователь 5, исполнительный механизм 6 по частоте вращени , первьй 7 и второй 8 электромагниты , датчик 9 нагрузочного момента , усилительно-преобразовательный блок 10, выпр мительный мост 11, третий 12 и четвертый 13 вычитающие элементы, интегратор 14, усилитель 15, второй 16 вычитающий элемент, делитель 17 напр жени , блок 18 управлени , счетный триггер 19, первый 20 и второй 21 электронные ключи.

Маховик 1 соединен с выходным валом испытуемого двигател  2 и при положительном и отрицательном ускорени х вала двигател  он создает соответственно положительный и отрицательный моменты нагрузки на валу двигател . Датчик 3 частоты вращени  последовательно соединен с первым вычитающим элементом 4, нелинейным преобразователем 5 и исполнительным механизмом . 6, подсоединен й1м к рычагу топливодозирующего органа двигател  (не показан), с которым соединен и исполнительный механизм по нагрузке, выполненный в виде первого 7 и второго 8 электромагнитов.

Датчик 9 последовательно соединен с усилител1-но-преобрлзовательным блоком 10 и ;,111р ми гельиым мостом 1 1 , выход которого no;ihvi;o .-en к первым входам треп.его 2 и четвертого 13 вычитакчцих 3Ju N:eH-: ir.; . M,i.4i):i последне- г О через iini erp;i: oj i .-мелиш. л с

(Л

ел

ел

ю

ел

00

входом усилител  13 и первым входом второго вычитающего элемента 16. Вто рой вход четвертого вычитающего элемента 13 подключен к выходу усилител  15. Второй вход второго вычитающего элемента 16 соединен с входом делител  17 напр жени  и вькодом блока 18 управлени .

Выход делител  17 соединен с вторым входом третьего вычитающего элемента , выход которого подключен к входу счетного триггера 19. Выходы последнего соединены соответственно с входами первого 20 и второго 21 электронньпс ключей. Выходь этих ключей соединены с зажимами обмоток, соответственно с первым 7 и вторым 8 электромагнитами, обща , клемма которых подключена к выходу второго вычитающего элемента 16.

Стенд работает следующим образом.

При работе испытуемого двигател  2 датчик 3 вырабатывает сигнал, прока 9 , усилительно-преобразовательного блока 10 и выпр мительного моста 11 равны нулю, вследствие чего напр жение на выходах четвертого вычитающего элемента 13 и интегратора 14 также равно нулю. При этом на втором входе второго вычитающего элемента 16 имеетс  ненулевой сигнал (пред10 ставл ющий собой задание нагрузочного момента), который без изменени  поступает на выход этого элемента и на общий залсим обмоток первого 7 и второго 8 электромагнитов, срабаты15 ван е которых зависит от состо ни  счетного триггера 19.

Если триггер находитс  в единичном состо нии, то сигнал 1 поступает на вход первого электронного

20 ключа 20, который включает первый электромагнит 7. Он перемещает орган топливоподачи в сторону увеличени  цикловой подачи, благодар  чему частота вращени  вала двигател  увеличи30

35

порциональный частоте вращени  двига- 25 ваетс  и по вл етс  положительный мотел  и,, поступающий на одии из входов мент нагрузки, затрачиваемый на уско- первого вычитающего элемента 4, на. другой вход которого поступает сиг нал задани  скоростного режима, вырабатываемый блоком 18 управлени . Еы- ходное напр жение с первого вычитающего элемента 4 подаетс  на вход нелинейного преобразовател  5.

Если это входное напр жение меньше зоны нечувствительности, то на выходе нелинейного преобразовател  5 сигнал отсутствует, испытательный механизм 6 не воздействует на рычаг топливодозировани  и скоростной режим работы двигател  не измен етс  и соответствует случаю, когда скоростной режим двигател  весьма близок к режиму, заданному блоком 18 управлени .

Если сигнал рассогласовани  на выходе первого вычитающего элемента 4 превышает зону нечувствительности нелинейного преобразовател  5, последний вырабатывает сигнал, воздей50

ствующий на исполнительный механизм 6 частоты вращени , в результате чего измен етс  циклова  подача .топлива в сторону увеличени  или уменьшени . В результате стенд обеспечивает стабилизацию частоты вращени  двигател  на уровне, задаваемом блоком 18 управлени .

При работе двигател  на установившемс  режиме выходные сигналы датчирение маховика 1. Выпр мительный мост 11 также формирует положительное напр жение , пропорциональное моменту нагрузки и поступающее на первые входы третьего и четвертого вычитающих элементов.

В момент равенства выходного сигнала выпр мительиого моста I1 и выходного напр жени  делител  17 сигнал на выходе третьего вычитающего элемента 12 равен нулю, что приводит к переходу счетного триггера 17 в другое , (в данном примере - нулевое) состо ние и .изменению состо ни  первого 20 и второго 21 электронных ключей . Второй электромагнит 8 срабатывает и перемещает орган топливоподачи в сторону уменьшени  цикловой по- 45 дачи, что приводит i замедлению вращени  вала двигател  и возникновению отрицательного момента нагрузки. Абсолютное его значение максимально в первые моменты переходного процесса, а затем уменьшаетс .

40

При этом датчик 9 и усилительно- преобразовательный блок 10 вырабатывают отрицательные пропорциональные gg моменту нагрузки сигналы. Выпр мительный мост 11 формирует положительное напр жение, соответствующее модулю момента. Уменьша сь, выходной сигнал выпр мительного моста 11 в не

ка 9 , усилительно-преобразовательного блока 10 и выпр мительного моста 11 равны нулю, вследствие чего напр жение на выходах четвертого вычитающего элемента 13 и интегратора 14 также равно нулю. При этом на втором входе второго вычитающего элемента 16 имеетс  ненулевой сигнал (пред10 ставл ющий собой задание нагрузочного момента), который без изменени  поступает на выход этого элемента и на общий залсим обмоток первого 7 и второго 8 электромагнитов, срабаты15 ван е которых зависит от состо ни  счетного триггера 19.

Если триггер находитс  в единичном состо нии, то сигнал 1 поступает на вход первого электронного

20 ключа 20, который включает первый электромагнит 7. Он перемещает орган топливоподачи в сторону увеличени  цикловой подачи, благодар  чему частота вращени  вала двигател  увеличи25 ваетс  и по вл етс  положительный момент нагрузки, затрачиваемый на уско- 0

5

5 ваетс  и по вл етс  положительный момент нагрузки, затрачиваемый на уско-

50

рение маховика 1. Выпр мительный мост 11 также формирует положительное напр жение , пропорциональное моменту нагрузки и поступающее на первые входы третьего и четвертого вычитающих элементов.

В момент равенства выходного сигнала выпр мительиого моста I1 и выходного напр жени  делител  17 сигнал на выходе третьего вычитающего элемента 12 равен нулю, что приводит к переходу счетного триггера 17 в другое , (в данном примере - нулевое) состо ние и .изменению состо ни  первого 20 и второго 21 электронных ключей . Второй электромагнит 8 срабатывает и перемещает орган топливоподачи в сторону уменьшени  цикловой по- 5 дачи, что приводит i замедлению вращени  вала двигател  и возникновению отрицательного момента нагрузки. Абсолютное его значение максимально в первые моменты переходного процесса, а затем уменьшаетс .

0

При этом датчик 9 и усилительно- преобразовательный блок 10 вырабатывают отрицательные пропорциональные gg моменту нагрузки сигналы. Выпр мительный мост 11 формирует положительное напр жение, соответствующее модулю момента. Уменьша сь, выходной сигнал выпр мительного моста 11 в некоторый момент времени совпадает с напр жением на делителе 17, в результате чего сигнал рассогласовани  на выходе третьего вычитающего элемента 12 падает до нул  и измен ет состо ние счетного триггера 19 на противоположное .

Второй электронный ключ 21 закрываетс . Первый электронный ключ 20 открываетс  и работа стенда повтор етс . Момент перехода двигател  из режима разгона в режим выбега и обратно определ етс  моментом перехода счетного триггера 19 из одного состо ни  в другое, которое зависит от ВЫХОДНОГО сигнала делител  17.

При наличии сигнала на выходе выпр мительного моста 11 на выходе четвертого вычитающего элемента 13 возникает напр жение, поступающее на вход интегратора 1А. Последний формирует нарастающий во времени сигнал, поступающий через усилитель 15 на второй вход четвертого вычитающего элемента 13, где он вычитаетс  из выходного сигнала выпр мительного моста 11. При посто нстве выходного сигнала выпр мительного моста 11 на интегратор 14 подаетс  уменьшак цеес  во времени напр жение, благодар  чему скорость роста сигнала на выходе интегратора 14 уменьшаетс , приближа сь к нулю.

Величина времени установлени  сигнала интегратора 14, охваченного отрицательной обратной св зью через усилитель 15 и четвертый вычитающий элемент 13, определ етс  коэффициентом передачи усилител  15 и посто нной интегрировани . Эта величина выбираетс  большей времени между моментами перехода счетного триггера 19 из одного состо ни  в другое и, следовательно, большей интервалов времени между моментами перехода двигател  из режима разгона в режим выбега и обратно.

Выходной снгнал выпр мительного моста 11, поступа  на первый вход второго вычитающего элемента 16, четвертый вычитающий элемент 13, интегратор 14 и усилитель 15, сглаживаетс  и представл ет собой напр жение, пропорциональное среднему значению модул  момента нагрузки двигател . Во втором вычитаюп;ем элементе 16 это напр жение вычитаетс  из сигнала уставки нагрузочного момента, формируемого блоком 18 управлени , и разностный сигнал, представл ющий собой отклонение фактического нагрузочного момента от заданного, поступает на общий зажим первого 7 и второго 8 электромагнитов, которые срабатывают в соответствии с состо нием счетного

0 триггера 19 и измен ют положение органа топливоподачи, уменьша  или увеличива  цикловую подачу.

Предлагаемый стенд позвол ет автоматически регулировать величину пере5 мещени  органа топливоподачи и стабилизировать среднюю величину модул  момента нагрузки на уровне, близком к задаваемому блоком управлени .

Claims (1)

1. 0 Формула изобретени 

   Стенд дл  испытани  двигател  внутреннего сгорани , содержащий маховик , датчики момента и частоты вра5 щени , исполнительный механизм по частоте, нелинейный преобразователь, усилительно-преобразовательный блок, блок управлени , выпр мительный- мост, интегратор, первый, второй и третий

   0 вычитающие элементы, делитель напр жени , счетный триггер, первьй и второй электронные ключи и первый и второй электромагниты, причем вьпсод датчика частоты последовательно соеди2 нен с первым вычитающим элементом, нелинейным преобразователем и исполнительным механизмом по частоте, св занным с испытуемым двигателем и с первым и вторым электромагнитами, ко0 торые подключены соответственно к

   первому и втором электронным ключам, соединенным с выходами счетного триггера , подключенного к третьему вычитающему элементу, второй вход ко горо5 го через делитель напр жени  соединен с вторым входом второго вычитающего элемента, выход которого соединен с первым и. вторым электромагнитами, а первый вход - с выходом интегратора,

   Q датчик момента последовательно соединен с усилительно-преобразовательным блоком, выпр мительным мостом и первым входом третьего вычитак цего элемента , вход блока управлени  соединен

   g с первым вычитающим элементом, а выход - с вторым входом второго вычитающего элемента, отличающийс  тем, что, с целью повышени  эффективности испытаний, стенд