Способ испытаний двигателя внутреннего сгорания

Способ испытаний двигателя внутреннего сгорания

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение позволяет повысить точность испытаний. Для этого дополнительно задают математические ожидания показателей эффективности функционирования систем автоматического управления и регулирования (САУР) двигателя в виде случайных сигналов, связанных по математической модели, йписываемой многомерньм дискретнонепрерывным марковским процессом, и отклонения от математических ожчцаний в виде случайных сигналов, связанных по автои взаимокорреляцконным функциям с параметрами, полученными в условиях эксплуатации двигателя . Измеряют показатели эффе.ктивности САУР испытываемого двигателя и по заданным сигналам и измеренным показателям эффективности осуществляют коррекцию положения настроечных органов САУР. В качестве показателей эффективности функционирования САУР используют параметры точности поддержания заданного значения частоты вращения коленчатого вала двигателя и точности поддержания т-ры охлаждающей жидкости. Точность испытаний повышается за счет приближения совокупности всех режимов работы двигателя при испытаниях к реальным эксплуатационным режимам, 1 з.п. ф-лы, 1 ил.. Ф

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИ К

РЕСПУбЛИК 5п 4 С 01 М 15/00

1.

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИаобРЕТЕКИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

MPH ГИКТ СССР (61)»47945 (21) 4279392/25-06 (22) 06.07.877 ,(46) 23.03.89. Бюл. У (71) Ленинградское высшее инженерное морское училыце им. адм. С;О.Макарова (72) В. C. Иванов и И.Л.Шегалов (53) 621. 436. 001. 5 (088. 8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 114?945, кл. G 01 М 15/00, 1985. (54) СПОСОБ ИСПЫТАНИЯ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ (57) Изобретение позволяет повысить точность испытаний. Для этого дополнительно задают математические ожидания показателей эффективности функционирования систем автоматического управления и регулирования (САУР) двигателя в виде случайных сигналов, связанных по математической модели, описываемой многомерным дискретно1

Изобретение относится к испытаниям двигателей внутреннего сгорания, в частности к способам задания режимов работы двигателей на испытатель« ном стенде, и является усовершенствованием способа по авт.св. Р 1147945.

Целью изобретения является повышение точности испытаний.

На чертеже представлена функциональная схема устройства, реализую- . щая предлагаемый способ.

Устройство содержит испытательный стенд 1, состоящий из двигателя и элемента нагрузки, блок 2 управ,.SUÄÄ 1467424 А 2 непрерывным марковским процессом, и отклонения от математических ожиданий н виде случайных сигналов, связанных по авто- и взаимокорреляционным функциям с параметрами, полученными в условиях эксплуатации двигателя. Измеряют показатели эффективности САУР испытываемого двигателя и по заданным сигналам и измеренным показателям эффективности осуществля1 ют коррекцию положения настроечных органов САУР. В качестве показателей эффективности функциониров ания САУР используют параметры точности поддер" жания заданного значения частоты вращения коленчатого вала двигателя и точности поддержания т-ры охлаж дающей жидкости. Точность испытаний повышается за счет приближения совокупности всех режимов работы двигателя при испытаниях к реальным эксплуатационным режимам. 1 з.п. ф-лы, 1 нл.

2 ления, связаннъ|й со стендом 1 н первым генератором 3 сигналов векторного дискретно-непрерывного марковского процесса, выход которого подключен к входу второго генератора 4 случайных сигналов, вычислительного блока 5 и третьего генератора 6 случайных интервалов времени режимов работы двигателя 6.

Устройство работает следующим о6разом.

Предварительно в условиях эксплуатации двигателей внутреннего сгорания производят одновременную запись

1467424 т; м,.(!))с, в т;

I n;(c)dt; о т, t en,(l) àl; о

$ t, (t)dt; о т;

)dt (с)йс, () ш ра(1 ш

ll l

1 ш, йй !

1!

1 ш

Т;

mdút;; =

Т; т -ri

K„,. () Т $ (И1(") ! " 0

1

K„; (i) =, „ (n,(t) - ш„,.)(n1(t+q) - m„.)dt

0 т; (R„.„.(:) „ (n;(t) - ш„.)(M;(t+i) - m„.)dt;

1 т;-(К, () — Т. „) (t (t) - m,)(t .() — m,.)

1 °

«!

1 тf а „.() Т 3 (" (t) ш, )(N;(t+i) m„)dt Ю"!

l-. n

l. . (° ) = ) (Юп (t) ia ),(Рп,(+Π— m )dr. 1 п " х, -„, I,)„, т!-ь

Rdn,.„.(2) = Т « 3 (8 (t) - ш „)(n,(t+L) — щ„. )dt, т, - (2) параметров нагрузочного режима и режимов систем автоматического управления и регулирования (например, система автоматического управления и регулирования частотой вращения дви5 гателя, система автоматического управления и регулирования температурой охлаждающей воды): момента сопротивления на валу двигателя (N), заданного значения частоты вращения двигателя (n), заданного значения температуры охлаждающей воды (t }.

Также одновременно производят запись процессов изменения. показателей

15 эффективности работы систем автоматического управления и регулирования, например, точность поддержания (отклонение от) заданного значения частоты вращения (d ), точность поддержания температуры охлаждающей воды (4 t ) . При этом параметры снимаются в виде сигналов в соответствующих датчиков: датчика момента сопротив-ления, задатчика частоты вращения, эадатчика температуры, датчиков показателей эффективности. Так, в качестве датчиков точности используют устройство, состоящее из элемента сравнения, к входам которого подключены выходы эадатчика и датчика соответствующего параметра.

Запись параметров производится в течение промежутка времени, достаточного для получения статистически представительных реализаций случай35 ного процесса этих параметров в условиях эксплуатации. В полученных реализациях выделяют временные участки работы двигателя на приблизительно установившихся режимах работы (так называемые квазистационарные участки). Для каждого из этих участков определяют математические ожидания параметров где ш,„., ш „;, ш,у„

m m dl . — математические ! ! ожидания параметров И, и, д и, t d t с оответственно

Т вЂ” продолжительность всего процесса;

T; - продолжительность анализи руемого квазистационарного участка; текущее значение времени.

Длительность Т; каждого квазиста,ционарного участка является случайной величиной. Ее распределение подчиняется экспоненциальному или нормальному закону. Определяют авто- и взаимокорреляционные функции параметров на квазистационарных режимах:

1467424

1 (st. (t)—

Т;-

) (It,.(t)— о т

1 1 где K,(), К„. (l), к,,(;), к „.(".), к,. (а) автокорреляци- 10 онные функции параметров М,,г, к (i) в, (т) д в м((" ) 25

P z ° ° ° P< (3) Р к P

Кп и п, A u t соответственно.

Вычисляют матрицы переходных вероятностей для математических ожиданий параметров М, п, t, d è, ь t где P... .- вероятность события, со\) стоящего в том, что параметр, имеющий значение m, 1 на i-ом квазистационарном участке, примет значение

m íà j-ом участке.

С помощью вычисленных статистических показателей случайное изменение параметров нагрузочного режима и

I настроечных режимов систем автоматического управления и регулирования двигателя в условиях эксплуатации» например таких, как момента сопротивлений, заданной частоты вращения, заданной температуры охлаждающей воды, точности поддержания частоты вращения и точности поддержания температуры охлаждающей воды, представляют в виде суммы двух случайных процессов, характеризующихся следующими математическими моделями: . векторный дискретно-непрерывный марковский процесс (однородная марковская цепь событий с дискретными состояниями и непрерывным временем) с параметрами и, в„„в „;, т

1 щ у; щук», 55 векторный непрерывный случайный процесс изменения параметров режима около их математических ожиданий

m & )(d t (t+l) m (ь)(г

1 I

К чу(, )» К„, ()» Ве,,»(",)» К, . (;)»

RdI <(с).

Перед началом испытаний в генератор 3 вводятся характеристики дискретно-непрерывного марковского процесса ii m„в „;; mt» гп .;, my »., ) 1 I полученные на основе эксплуатационных данных, аналогично в генератор 4. вводятся характеристики К ;(.i);

К„; (l) К ; » (i); K i», (С) Ф R f„,.(i);

Ky n (")» Rgn, м;(4 )» Кб4 (")» В »1 () °

В генератор 6 случайных временных интервалов вводятся параметры закона распределения времени работы двигателя при различных режимах. В вычислительный блок 5, представляющий серийно выпускаемую 3ВМ, вводят стандартные программы по статистическому анализу, по обработке и планированию активного эксперимента.

При включении в работу блок 2 управления выдает команду "И" на пуск двигателя и в генератор 3, который выдает сигнал "S" для управления элементом нагрузки и управляющие сигналы h "а" системы автоматического управления и регулирования частотой вращения двигателя и температурой охлаждакщей воды соответственно. Генератор 3 выдает сигналы

"Ь" и "с", поступающие в вычислятельный блок 5 и задающие настроечный режим работы систем автоматического управления и регулирования частотой вращения двигателя и температурой охлаждающей воды, Генератор 3 также выдает сигнал "g" на управление генератором 4. По команде "g" генератор 4 формирует сигнал "р" для управления элементом нагрузки и управляющие сигналы "1", "d" систем, автоматического управления и pery1 лирования частоты вращения двигателя и температуры охлаждающей воды.

Сигналы "s и р алгебраически складываются и поступают на ислолнительное устройство, управляющее величиной момента сопротивления, сигналы

"Ь" и "1", "а" и "d" алгебраячески складываются и поступают на исполнительные устройства эадатчиков часто146? 424 ты вращения и температуры систем автоматического управления и регулирования частотой вращения двигателя и температурой охлаждающей воды соответственно.

Генератор 4 формирует также сигналы "1", "Е", поступающие в вычислительный блок 5. Сигналь1 "Ь" и "1", "с" и "Е" на входе вычислительного блока 5 алгебраически складываются и представляют собой случайные процессы, статистические характеристики которых аналогичнь1 статистическим характеристикам процессов изменения показателей эффективности работы

15 ,,(например, точности поддержания заданного значежм) систем автоматического управления и регулирования соответственно частоты вращения и температуры охлаждающей воды в условиях эксплуатации. Во время испыта:ния двигателя с датчиков показателей эффективности работы снимаются сигналы "r" и "j" которь1е подают в вы25 числительный блок S где сравнивают с сигналами "Ь" + "1" и "с" + "Е".

Бычислительный блок 5 определяет статические характеристики разностных сигналов, производит опыты по планированию активного эксперимента, производит проверку воспроизводимости опытов, проводит регрессионный анализ и определяет уравнение регрессии, производит проверку значимости коэффициентов уравнения регрессии, про- 35 верку адекватности уравнения регрессии, оптимизацию и определяет значения регулировочных параметров систем автомагического управления и регулирования. С помощью выходных сиг- "О налов "m" и "К" блока 5 через исполнительные устройства задают положение настроечных органов систем а то матического управления и регулирования частоты вращения и температуры 45 охлакдающей воды в соответствии с ка1кдым опытом планирования эксперимента. Блок 5 задает с помощью выходных сигналов положение настроечных органов таким, что качество работы $g ,:систем автоматического управления и. регулирования двигателя на стенде максимально точно соответствует условиям эксплуатации. Через .случайные промежутки времени Т генератор 6 55 выдает команды на гейератор 3, по ко\ торым он формирует новые значения управляющих воздействий "и, Ь 1, 11 11 11 11 11 а, b, с в соответствии с матрнцей переходных в е роя т но с т ей Г .

При этом изменяется сигнал " g " укр авл яющий г е н ер атор ом 4 . Г е не р атораMH 3, 4 и 6 производится ав тома т ическая и од с тр ойк а в случае отклонения статистических хар а ктери с тик выход ных сигналов о т з ад а нных э нач е ний .

Та ким образом, предлагаемый сп особ испытаний п о з в ол я е т приблизить совокупность всех р ежимо в работы двигателя (на гр у з оч ных систем а втоматич еско го управления и р ег ул и ро ва ния ) при испытаниях н а ст е нд е к р еал ь ным э к сплуа т ацн о н ным р ежимам . Т ем самым об е спе чива е тс я в о зможн а с т ь сокр ащения сроков создания новых и м оде р низиро ва нных двигател ей .

Формула изобретения

1 Способ испытания двигателя внутреннего сгорания по авт.св.

Р 1147945, отличающийся тем, что, с целью повышения точности испытаний, дополнительно задают математические ожидания показателей эффективности функционирования систем автоматического управления и регулирования двигателя в виде случайных сигналов, связанных по математической модели, описываемой многомерным дискретно-непрерывным марковским процессом, и отклонения от математических ожиданий в виде случайных сигналов, связанных по авто- и взаимокорреляционным функциям с параметрами, полученными в условиях эксплуатации двигателя, измеряют показатели эффективности систем автоматического управления и регулирования испытываемого двигателя и по заданным сигналам и измеренным показателям эффективности осуществляют коррекцию положения настроечных органов систем автоматического управления и регулирования.

2. Способ но п.1, о т л и ч а юшийся тем, что в качестве показателей эффективности функционирования систем автоматического управления и регулирования используют параметры точности поддержания заданного значения частоты вращения коленчатого вала двигателя и точности поддержания температуры охлаждающей жидкости.

1467424

Составитель А.Золотов

Редактор Л.Гратилло Техред А.Кравчук Корректор А. Обручар

Заказ 1186/38 Тираж 788 Подписное

ВНИИПО Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Рауаская наб., д. 4/5

Ф

П оизводственно-издательский комбинат Патент, г. жгор д, у . p и

У о л. Гага ина t 01 рок