Применение энергоэффективного метода бестормозных испытаний Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение»

ПРИМЕНЕНИЕ ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНОГО МЕТОДА БЕСТОРМОЗНЫХ ИСПЫТАНИЙ

© Фоминых А.М.*

Поволжский государственный технологический университет, г. Йошкар-Ола

Основная проблема развития методов бестормозных испытаний ДВС, установленных на транспортных средствах, на сегодняшний день -это необходимость определения момента инерции вращающихся масс ДВС. Современный уровень развития позволяет определять его только через проведение тормозных испытаний ДВС [1], а для этого ДВС необходимо демонтировать с транспортного средства, что сводит на нет все преимущества бестормозного метода испытаний.

На наш взгляд такая проблема для транспортных средств, оснащенных механической коробкой перемены передач (КПП), может быть решена более рациональным способом.

Ключевые слова двигатель внутреннего сгорания, момент инерции, энергоэффективность, механическая мощность, крутящий момент момент.

На рис. 1 показана схема, установленного на домкрат транспортного средства таким образом, что со ступицей одного из демонтированных ведущих колес соединяется входной вал внешнего редуктора 5, передаточное отношение которого равно произведению передаточного отношения главной передачи и включенной передачи КПП.

В случае, если в кинематической цепи передачи крутящего момента от ДВС на ведущие колеса имеется бортовой редуктор или раздаточная коробка [2], то передаточное отношение внешнего редуктора увеличивается в соответствующее количество передаточных отношений раз. На выходной вал внешнего редуктора устанавливается диск с эталонным моментом инерции 6.

Наличие в схеме внешнего редуктора 5 продиктовано необходимостью обеспечения равенства частот вращения выходного вала внешнего редуктора 5 и коленчатого вала ДВС. Если рассмотреть эквивалентную схему, то выходной вал внешнего редуктора 5 связан с коленчатым валом ДВС, а КПП, агрегаты трансмиссии, главная передача с дифференциалом, внешний редуктор, а в случае наличия и раздаточная коробка, и бортовой редуктор выступают в виде приведенных нагрузочных тел вращения (рис. 2).

* Аспирант кафедры Транспортно-технологических машин.

Рис. 1 Схема установки для бездемонтажного, бестормозного определения момента инерции вращающихся масс ДВС: 1 - ДВС; 2 - сцепление;

3 - КПП; 4 - главная передача + дифференциал; 5 - внешний редуктор;

6 - диск с эталонным моментом инерции

Измерения начинают после того, как рабочая температура трансмиссионного масла КПП, раздаточной коробки, бортового редуктора, моторного масла и охлаждающей жидкости ДВС, масла во внешнем редукторе доведены до номинальных значений, а ДВС выключен [3].

Запускается ДВС и при включенной выбранной передаче КПП 3 с помощью органов регулирования устанавливается определенная угловая скорость а коленчатого вала ДВС 1.

Далее после резкого нажатия на акселератор фиксируется угловое ускорение коленчатого вала е1 системы вращающихся масс «диск с эталонным моментом инерции, внешний редуктор, агрегаты трансмиссии, КПП, ДВС», имеющей момент инерции З1 + ЗзТ при изменении угловой скорости вращения коленчатого вала ДВС в диапазоне от с до а + йа. Средний крутящий момент М для диапазона угловых скоростей от а до а + йа равен:

М = еМ + Ззт)

(1)

Рис. 2. Действительная и эквивалентная схема реализации бестормозного способа определения момента инерции вращающихся масс ДВС

Далее при выключенном сцеплении 2 диск с эталонным моментом инерции 6 демонтируется, а после включения сцепления 2 определяется угловое ускорение е2 системы вращающихся масс «внешний редуктор, агрегаты трансмиссии, КПП, ДВС» с моментом инерции 31 при изменении угловой скорости вращения коленчатого вала ДВС в диапазоне от а до а + йа (рис. 2), то есть при том же начальном значении крутящего момента М. Средний крутящий момент М для диапазона угловых скоростей от адо а + йаравен:

М = е231

(2)

Рис. 3. Схема реализации бездемонтажного, бестормозного способа определения момента инерции вращающихся масс ДВС мобильных машин

Из выражений (1) и (2) определяется момент инерции системы вращающихся масс «внешний редуктор, агрегаты трансмиссии, КПП, ДВС»:

_ ЭТ

~

(3)

Далее отключается сцепление 2 и определяется угловое ускорение е3 системы вращающихся масс «ДВС» с моментом инерции ЗдВС при изменении угловой скорости вращения коленчатого вала ДВС в диапазоне от а до а + йа. Средний крутящий момент М для диапазона угловых скоростей от а до а + йа равен:

М = ё3 •ТДВС

(4)

Из выражений (2) и (4) определяется момент инерции системы вращающихся масс «двигатель внутреннего сгорания»:

3 ДВС 3 1

(5)

Подставляя в (5) выражение (3) получаем выражение для определения момента инерции системы вращающихся масс ДВС 1 через значение момента инерции диска с эталонным моментом инерции 6 и значения угловых ускорений:

т __т

• ДВС ~ • ЭТ (6)

е3 ег — ех

Таким образом, используя один диск с эталонным моментом инерции можно определить момент инерции гидравлического двигателя, а после этого и параметры скоростной характеристики двигателя, что позволит значительно повысить экономическую эффективность испытаний двигателей внутреннего сгорания.

Список литературы:

1. Ахтариев М.Р. Улучшение технико-экономических и экологических показателей дизельного двигателя путем завихрения заряда дополнительной подачей воздуха: диссертация кандидата технических наук: 05.04.02 / Ахтариев Марс Рифкатович. - Казань, 2001. - 196 с.

2. Вагнер В.А. Улучшение экономических и экологических характеристик дизелей методом насыщения жидкого топлива водородом: диссертация ... кандидата технических наук: 05.04.02 / Вагнер Виктор Анатольевич. - Барнаул, 1984. - 227 с.

3. Голубков Л.Н. Результаты испытаний дизеля, использующего в качестве топлива диметиловый эфир / Л.Н. Голубков, Т.Р. Филипосянц, А.Г. Иванов, А.Э. Ишханян // Автомобили и двигатели: сб. научн. тр. / НАМИ. -2003. - Вып. 231. - С. 41-51.

О ХАРАКТЕРЕ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ МИНЕРАЛОВ

ЖЕЛЕЗА В СУЛЬФИДНО-МЕДНЫХ И ПОЛИМЕТАЛЛИЧЕСКИХ РУДОМАТЕРИАЛАХ

© Франгулян А.А.*

Государственный инженерный университет Армении (Политехник), Республика Армения, г. Ереван

На основе данных минералогического и рентгенофазового анализов местных сульфиднометаллических руд и производственных концентратов изучен характер распределения в них минералов железа с целью

* Доцент кафедры «Металлургия и материаловедение», кандидат технических наук.