Динамический метод диагностирования

Данный метод используется для определения мощности автомобильных двигателей. Метод основан на функциональной зависимости ускорения ε(t) переходного режима свободного разгона ДВС вблизи номинальной частоты вращения коленчатого вала ω(t) при известном значении приведенного к коленчатому валу момента инерции J_Д вращающих­ся и поступательно движущихся масс ДВС, определяется по формуле 1[4, формула 5.5].

, (1)

Где ε(t) – ускорение,

ω(t) – частота вращения коленчатого вала,

J_Д – момент инерции.

В качестве диагностических параметров используются угловое ускорение ε(t) и угловая скорость ω(t), которые являются реакцией тес­тового воздействия на ДВС – резкого увеличения до максимального значения подачи топлива.

Угловое ускорение определяется в данном случае зависимостью представленной в формуле 2[4, формула 5.6].

, (2)

Где ω₁ – начальная угловая скорость участка переходного процесса,

ω₂ – конечная угловая скорость участка переходного процесса,

t_изм – время, за которое скорость изменяется от ω₁ до ω₂.

Приведенный к коленчатому валу момент инерции J_д вращаю­щихся и поступательно движущихся масс ДВС принимается посто­янным для данной модели двигателя.

Способ определения углового ускорения коленчатого вала от индуктивного датчика, устанавливаемого в отверстие картера махо­вика двигателя или на валу отбора мощности трактора, реализован в приборах ИМД-2М, ИМД-Ц, КИ-11331, КИ-13009, КИ-13940, JK-1 (Чехия), DS-205 (Германия), а также в приборе АДТ-1.

Индуктивный датчик частоты вращения коленчатого вала выра­батывает электрические импульсы от зубьев венца маховика ДВС или зубчатого колеса, устанавливаемого на время диагностирова­ния на вал отбора мощности. Импульсы формируются и поступают в электронный блок прибора. Алгоритм вычисления мощности ДВС по числу измеряемых импульсов прост и понятен, так как число им­пульсов в единицу времени прямо пропорционально ускорению пе­реходного режима свободного разгона и, следовательно, мощности ДВС. Мощность в этом случае определяется в соответствии с формулой 3[4, формула 5.7].

, (3)

Где N_e – мощность двигателя,

N – число импульсов,

с – ускорение переходного режима свободного разгона, определения данного параметра производится по формуле 4[4, формула 5.8].

, (4)

Где N₀ – число импульсов поступающих за один оборот коленчатого вала,

ω_max – максимальная угловая скорость участка переходного процесса,

ω_изм – измеренная угловая скорость участка переходного процесса, вычисляется по формуле 5[4].

, (5)

Где ω₁ – начальная угловая скорость участка переходного процесса,

ω₂ – конечная угловая скорость участка переходного процесса.

Перед диагностированием оператор вводит в прибор с помощью органов управления соответствующие конкретному типу двигателя значения ω₁ и ω₂.

Мощность двигателя динамическим методом можно также опре­делить, используя в качестве датчика импульсов автомобильный генератор. За один оборот коленчатого вала двигателя генератор выдает примерно 12 импульсов переменного напряжения. В этом случае снижается трудоемкость диагностирования, так как отпада­ет потребность в установке индуктивного датчика. Однако появля­ется дополнительный источник погрешности от проскальзывания ремня привода генератора. Поэтому, прежде чем определять мощ­ность двигателя, необходимо убедиться в отсутствии проскальзы­вания ременной передачи.

Динамический метод может использоваться, как для двигателей не оборудованных турбонаддувом, так и для двигателей с турбонаддувом. Для двигателей оборудованных агрегатами дополнительного воздухоснабжения, кроме углового ус­корения при диагностировании необходимо определять максималь­ное давление наддува Р_к, которое фактически способен развить тур­бокомпрессор двигателя. Затем определяют приведенное по дав­лению наддува значение углового ускорения ε(t)_n по формуле 6[4, формула 5.9].

, (6)

Где ε(t)_n – угловое ускорение, приведённое по давлению наддува,

ε(t) – угловое ускорение,

К – коэффициент приведения, определяется по формуле 7[4, формула 5.10].

, (7)

Где Р_к – давление наддува.

По найденному значению углового ускорения определяют мощ­ность двигателя в установленном порядке.

Динамический метод особенно ценен при определении мощнос­ти многоцилиндровых (8 и более цилиндров) и большой мощности двигателей. Это объясняется сложностью применения других мето­дов догружения двигателей и отсутствием на большинстве сервисов тормозных стендов большой мощности.