Метод динамического контроля эффективности прямого использования механической энергии в системе "приводной двигатель внутреннего сгорания - поршневой компрессор"
METHOD OF DYNAMIC CONTROL OF EFFICIENCY OF DIRECT USE OF MECHANICAL ENERGY IN A SYSTEM "DRIVE INTERNAL COMBUSTION ENGINE - PISTON COMPRESSOR"

Изобретение относится к приборам и методам контроля изделий машиностроения и может быть использовано для контроля эффективности прямого использования механической энергии в системе "приводной двигатель внутреннего сгорания - поршневой компрессор".
Известен способ контроля механических параметров двигателей внутреннего сгорания (ГОСТ 10448-2014 Двигатели внутреннего сгорания поршневые. Приемка. Методы испытаний). Способ заключается в присоединении к валу отбора мощности поршневого двигателя внутреннего сгорания динамометра и снятии средних значений развиваемого крутящего момента на установившихся частотах вращения ротора в диапазоне от минимальной до максимальной.
Недостатком известного способа является невозможность контроля колебаний угловых ускорений (крутящего момента) вала отбора мощности двигателя внутреннего сгорания на установившихся частотах вращения в диапазоне от минимальной до максимальной.
Известен способ контроля механических параметров поршневых компрессоров (ГОСТ 20073-81 Компрессоры воздушные поршневые стационарные общего назначения. Правила приемки и методы испытаний). Способ заключается в соединении входного вала поршневого компрессора с валом отбора мощности двигателя внутреннего сгорания напрямую или с помощью механической передачи через датчик крутящего момента.
Недостатком известного способа является невозможность контроля колебаний угловых ускорений (крутящего момента) вращающихся элементов поршневого компрессора на установившихся частотах вращения в диапазоне от минимальной до максимальной.
Технический результат - обеспечение возможности контроля эффективности прямого использования механической энергии в системе "приводной двигатель внутреннего сгорания - поршневой компрессор".
Под прямым использованием механической энергии здесь понимается полнота использования выработанной приводным двигателем внутреннего сгорания механической энергии потребителем мощности - поршневым компрессором с минимальным промежуточным преобразованием в кинетическую энергию вращающихся масс системы "приводной двигатель внутреннего сгорания - поршневой компрессор".
Технический результат достигается тем, что метод динамического контроля эффективности прямого использования механической энергии в системе "приводной двигатель внутреннего сгорания - поршневой компрессор", согласно изобретения, при установившейся частоте вращения в системе "приводной двигатель внутреннего сгорания - поршневой компрессор" определяют зависимости углового ускорения вала приводного двигателя внутреннего сгорания от угла поворота при различном взаимном расположении вала приводного двигателя внутреннего сгорания и входного вала поршневого компрессора, определяют взаимное положение вала приводного двигателя внутреннего сгорания и входного вала поршневого компрессора при котором достигается минимальная амплитуда колебаний угловых ускорений вала приводного двигателя внутреннего сгорания.
Новизна заключается в том, что контроль эффективности прямого использования механической энергии в системе "приводной двигатель внутреннего сгорания - поршневой компрессор" осуществляется на основе контроля величины суммарных колебаний угловых ускорений вращающихся элементов системы "приводной двигатель внутреннего сгорания - поршневой компрессор".
Приводной двигатель внутреннего сгорания 1, угловое скорость и угловое ускорение ротора которого измеряется с помощью энкодера 2, соединен посредством вала 3 с левой полумуфтой 4, скрепленной с правой полумуфтой 5, которая соединена со входным валом 6 поршневого компрессора 7.
Реализуется предлагаемый динамический метод контроля эффективности прямого использования механической энергии в системе "приводной двигатель внутреннего сгорания - поршневой компрессор" следующим образом.
На начальном этапе вал 3 приводного двигателя внутреннего сгорания 1 жестко соединен с левой полумуфтой 4, скрепленной с правой полумуфтой 5, которая жестко соединена с входным валом 6 поршневого компрессора 7. Далее приводной двигатель внутреннего сгорания 1 запускается, определяется установившаяся угловая скорость ω вала 3 приводного двигателя внутреннего сгорания 1 и зависимость углового ускорения ε(ϕ) вала 3 приводного двигателя внутреннего сгорания 1 от угла поворота в течение одного оборота вала 3.
Затем приводной двигатель внутреннего сгорания 1 останавливается, происходит разъединение левой полумуфты 4 и правой полумуфты 5, осуществляется поворот правой полумуфты 5 на определенный угол δ относительно левой полумуфты 4. Затем левая полумуфта 4 и правая полумуфта 5 скрепляется в новом положении, сдвинутым на некоторый угол δ.
1
Далее приводной двигатель внутреннего сгорания 1 запускается, определяется установившаяся угловая скорость ω вала 3 приводного двигателя внутреннего сгорания 1 и зависимость углового ускорения ε(ϕ) вала 3 приводного двигателя внутреннего сгорания 1 от угла поворота при угле сдвига δ между левой полумуфтой 4 и правой полумуфтой 5 в течение одного оборота вала 3.
Затем приводной двигатель внутреннего сгорания 1 останавливается, происходит разъединение левой полумуфты 4 и правой полумуфты 5, осуществляется поворот правой полумуфты 5 на определенный угол δ  относительно левой полумуфты 4. Затем левая полумуфта 4 и правая полумуфта 5 скрепляется в новом положении, сдвинутым на некоторый угол 2δ относительно начального положения.
2
Далее приводной двигатель внутреннего сгорания 1 запускается, определяется установившаяся угловая скорость ω вала 3 приводного двигателя внутреннего сгорания 1 и зависимость углового ускорения ε(φ) вала 3 приводного двигателя внутреннего сгорания 1 от угла поворота при угле сдвига 2δ между левой полумуфтой 4 и правой полумуфтой 5 в течение одного оборота вала 3.
1
2
Затем приводной двигатель внутреннего сгорания 1 останавливается. Производится анализ и сравнение максимальной амплитуды колебаний угловых ускорений δ(ϕ), ε(ϕ) и ε(ϕ) вала 3 приводного двигателя внутреннего сгорания 1 и определяется угол между левой полумуфтой 4 и правой полумуфтой 5, при котором достигается минимальная амплитуда колебаний угловых ускорений вала 3 приводного двигателя внутреннего сгорания 1 и который соответствует максимальной эффективности прямого использования механической энергии в системе "приводной двигатель внутреннего сгорания - поршневой компрессор".