Контрольно-регистрирующая система переходных процессов в ДВС

Внедрение: 2021 г.

В процессе научного поиска на кафедре мобильных энергетических средств и сельскохозяйственных машин Национального исследовательского Мордовского государственного университета на базе модуля АЦП E14‑140 и программного комплекса PowerGraph было разработано устройство для регистрации быстропротекающих процессов в двигателях внутреннего сгорания (ДВС) и, в частности, переходных процессов частот вращения вала двигателя и ротора турбокомпрессора [1]. Задача исследований – разработать контрольно-регистрирующую систему переходных процессов в ДВС.

Для измерения частоты вращения вала турбокомпрессора (ТКР) был разработан оптический датчик; для цели определения частоты вращения вала двигателя был использован штатный датчик обкаточно-тормозного стенда КИ‑5543 ГОСНИТИ; для определения крутящего момента был разработан модуль, регистрирующий положение рычага балансировочной машины, состоящий из корпуса, датчика НРК1‑8 и блока питания. Для датчика частоты вращения вала ТКР были задействованы входы АЦП Х1, Y1 и AGND модуля E14‑140, для датчика частоты вращения коленчатого вала двигателя – Х2, Y2 и AGND, для модуля регистрации положения рычага балансировочной машины – Х3, Y3 и AGND.

Упрощенная блок-схема контрольно-регистрирующей системы переходных процессов представлена на рисунке 1.

Рисунок 1. Блок-схема контрольно-регистрирующей системы переходных процессов.

Проверка функционирования системы была проведена во время испытаний на двигателе ММЗ Д‑245 с установленным турбокомпрессором ТКР‑6.1, имитация рабочих режимов осуществлялась на обкаточно-тормозном стенде КИ‑5543 ГОСНИТИ.

В ходе исследования работоспособности контрольно-регистрирующей системы были получены характеристики выбега турбокомпрессора ТКР‑6.1 для максимальных оборотов холостого хода Д‑245‑35 и при резком перемещении рычага подачей топлива в положение, соответствующее минимально устойчивым оборотам двигателя Д‑245‑35 (рисунок 2). Также были получены характеристики в нагрузочном режиме работы двигателя (рисунок 3).

Рисунок 2. Результаты контроля параметров переходного процесса при выбеге турбокомпрессора на режиме холостого хода двигателя.

Рисунок 3. Результаты контроля параметров переходного процесса при выбеге турбокомпрессора на нагрузочном режиме работы двигателя.

В выводах статьи авторы отмечают, что построение контрольно-регистрирующей системы переходных процессов в ДВС на базе модуля АЦП E14‑140 и программного комплекса PowerGraph расширяет функциональные возможности стендовых испытаний ДВС. В качестве подтверждения работоспособности разработанной контрольно-регистрирующей системы получены записи изменения частот вращения вала ТКР, вала ДВС, крутящего момента в переходных процессах выбега двигателя с частотой опроса АЦП 100 кГц при максимально возможной частоте дискреции 200 кГц для используемого оборудования, при этом частота опроса АЦП многократно превосходила исследуемый сигнал. Погрешности измерений регистрируемых процессов составили не более 1 %.

Источник:
Иншаков А.П., Магомедов Ф.М., Курбаков И.И., Курбакова М.С. Построение контрольно-регистрирующей системы переходных процессов в ДВС на базе аналого-цифрового преобразователя Л Кард Е14‑140 и программного комплекса Power Graph // Известия Самарской государственной сельскохозяйственной академии. – Самара. – 2021. – Вып. 1. – С. 20‑26.
DOI 10.12737/42654

Разработчик: Иншаков А.П., Курбаков И.И., Курбакова М.С. (МГУ им. Н.П. Огарёва, Саранск), Магомедов Ф.М. (ДагГАУ, Махачкала)