Введение к работе
Актуальность темы В связи с важностью повышения экономичности и экологической чистоты современных двигателей внутреннего сгорания (ДВС) в Украине активно ведутся работы по совершенствованию существующих и созданию новых двигателей для трансфертного, сельскохозяйственного и др. отраслей машиностроения.
Для обеспечения высокой надежности во время создания двигателей проводится большой Объем стендовых испытаний как отдельных узлов, так и двигателя в целом. Как показывает практика, при создании новой автомобильной техники до 90 7. времени всех испытаний затрачивается на стендовые испытания. Цзи этом до 30... 40 % стоимости нового образца составляют затраты на стендовые испытания. Наиболее достоверные результаты достигаются при испытании натурных деталей и узлов, которые проводят на специальных, стендах, позволяющих для каждого вида испытуемых изделий воспроизводить нагрузки, максимально приближенные к эксплуатационным.
При проведении испытаний значителен расход энергоресурсов, поэтому при создании испытательной техники стоит задача повышения ее экономичности, особенно при создании оборудования большой мощности.
Таким образом, создание специального испытательного оборудования, позволяющего воспроизводить эксплуатационное нагружение как натурных узлов ДВС, так и двигателя в целом для определения их усталостной прочности при обеспечении высокой производительности, экономичности и надежности, является актуальной задачей.
Цель работы Разработка специальной системы нагружения большой мощности для проведения испытаний ДВС, которая позволяет реализовать многоканальное нагружение, максимально приближенное к эксплуатационному.
Методы исследования. Теоретические исследования проводились на основе математического моделирования физических процессов в исследуемом объекте с применением методов гармонической линеаризации существенно нелинейной характеристики, приближенного аналитического исследования устойчивости, многокритериальной параметрической оптимизации, численного решения системы нелинейных дифференциальных уравнений на ЦВМ.
Экспериментальные исследования проводились для идентификации параметров математической модели и проверки результатов теоретических исследований с использованием осциллографирования рабочих
-4--процессов в реальном масштабе времени.
Научная новизна заключается в том, что разработана математическая модель системы нагружения и релейного электрогидравлического усилителя, учитывающие конструктивные особенности и характерные нелинейности рассматриваемой системы и предложена методика выбора параметров системы нагружения и усилителя из условия обеспечения, требуемого характера нагружения, минимизации взаимовлияния каналов нагружения, максимального быстродействия при минимизации энергопотребления системой управления.
Практическая ценность работы . Предложены схемы дискретных многоканальных систем нагружения ДВС, в которых использован прин-'цип раздельного управления быстро и медленно изменяющимися процессами с использованием релейных электрогидравлических усилителей? Это позволяет при достижении требуемого качества формируемой нагрузки повысить КПД в 6... 7,2 раза и надежность системы нагружения в сравнении с аналогичной следящей системой, сократить длительность испытаний в среднем в 2.5 раза в сравнении с полигонными испытаниями. Предложена схема релейного ЭГУ, обеспечивающего высокое быстродействие и, следовательно, производительность всей системы нагружения.
Разработан пакет прикладных программ для проведения исследований динамики гидромеханических систем на ЦВМ, позволяющих также проводить многокритериальную параметрическую оптимизации с использованием метода ЛП- поиска.
Реализация результатов работы . Практическая реализация результатов теоретических и экспериментальных исследований заключается в разработке 2-х и 4-х канальных систем нагружения узлов ДВС, первая из которых внедрена в лаборатории кафедры ДВС Брянского института транспортного машиностроения, а вторая передана Брянскому машиностроительному заводу.
.Апробация работы . Основные результаты работы докладывались и обсуждались: на республиканской научно-технической конференции "Состояние, перспективы и опыт применения гидропривода в машиностроении" (г. Киев, 1981 г.); на Третьей Всесоюзной научной конференции по инерционно-импульсным механизмам, приводам и устройствам (г.Челябинск, 1982г.); на конференции "Проектирование и эксплуатация промышленных гидроприводов и систем гидроавтоматики" (г. Пенза, 1988 г.); на республиканской конференции "Проектирование, производство и эксплуатация жидкостно-газовых систем современных воздушных судов и авиационной наземной техники" (г. Киев, 1989 г.);
на научно-практических конференциях "Гидроаппаратура и гидроприводы сельскохозяйственных машин" (г. Винница, 1993, 1994 гг. );на областных научно-технических конференциях (г.Винница, 1981... 1990, 1992 гг.)
Публикации . По результатам работы опубликовано 11 печатных работ, из которых Б авторские свидетельства на изобретение.
Структура и объем диссертации . Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав и заключения. Материалы работы изложены на 159 страницах машинописного текста, содержит 113 рисунков, 4 таблицы, список литературы из 168 наименований и приложения.