CC BY
27
ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ МЕТОДА И СРЕДСТВ БЕСТОРМОЗНЫХ ИСПЫТАНИЙ
Фоминых Алексей Михайлович
аспирант каф. ТТМ, ПГТУ, г. Йошкар-Ола
E-mail: _ fommet@mail. ru
THEORETICAL JUSTIFICATION OF IMPROVEMENT OF THE METHOD AND MEANS CONTACTLESS OF TESTS
Fominykh Alexey
postgraduate student of PGTU, Yoshkar-Ola
АННОТАЦИЯ
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.
ABSTRACT
The main problem of development of methods of contactless tests of (engine internal combustion) EIC established on vehicles, is today a need of definition of the moment of inertia of the rotating mass of EIC. The modern level of development allows to define it only through carrying out brake tests of EIC, and for this EIC it is necessary to dismantle from the vehicle that nullifies all advantages of a contactless test method.
In our opinion such problem for the vehicles equipped with the mechanical box of change of transfers, can be solved in more rational way.
Ключевые слова: двигатель внутреннего сгорания; момент инерции; энергоэффективность; механическая мощность; крутящий момент момент.
Keywords: internal combustion engine; inertia moment; energy efficiency; mechanical capacity; the torque of the moment.
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.
1 2 3 4
Рисунок 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
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).
Рисунок 2. Действительная и эквивалентная схема реализации бестормозного способа определения момента инерции вращающихся масс
ДВС
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 коленчатого вала ДВС 1.
Далее после резкого нажатия на акселератор фиксируется угловое
ускорение коленчатого вала єі системы вращающихся масс «диск с эталонным моментом инерции, внешний редуктор, агрегаты трансмиссии, КПП, ДВС», имеющей момент инерции J1 +Jэт ПРИ изменении угловой скорости вращения коленчатого вала ДВС в диапазоне от со до со + сію. Средний крутящий момент М для диапазона угловых скоростей от со до со + сісо равен:
м = є2ІГі+^^ (і)
Далее при выключенном сцеплении 2 диск с эталонным моментом инерции 6 демонтируется, а после включения сцепления 2 определяется
угловое ускорение є 2 системы вращающихся масс «внешний редуктор,
агрегаты трансмиссии, КПП, ДВС» с моментом инерции J1 при изменении угловой скорости вращения коленчатого вала ДВС в диапазоне от со до со + сісо (рис. 2), то есть при том же начальном значении крутящего момента М. Средний крутящий момент М для диапазона угловых скоростей от со до со + сісо равен:
М = г2и1
(2)
Рисунок 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
є
2
Є,
(3)
Далее отключается сцепление 2 и определяется угловое ускорение Є 3
системы вращающихся масс «ДВС» с моментом инерции лдВС при изменении
угловой скорости вращения коленчатого вала ДВС в диапазоне от со до со + сісо
Средний крутящий момент М для диапазона угловых скоростей от со до со + с!со равен:
(4)
Из выражений (2.2) и (2.4) определяется момент инерции системы вращающихся масс «двигатель внутреннего сгорания»:
3
(5)
Подставляя в (2.5) выражение (2.3) 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:
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.
г Є2 Є\ Г
^ДВС -----------------^эт
(6)
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.
