Способ сравнительной оценки систем зажигания для двигателя внутреннего сгорания

НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ СПОСОБ СРАВНИТЕЛЬНОЙ ОЦЕНКИ СИСТЕМ ЗАЖИГАНИЯ ДЛЯ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ(57) 1. Способ сравнительной оценки систем зажигания для двигателя внутреннего сгорания путем измерения параметров двигателя внутреннего сгорания с базовой системой зажигания и с испытываемой и сопоставления результатов измерения, отличающийся тем, что измерение параметров двигателя ведут при его постоянной внешней нагрузке, измеряют скорость вращения коленчатого вала 1 двигателя внутреннего сгорания с базовой системой зажигания, переключают работающий двигатель внутреннего сгорания на испытываемую систему зажигания и при неизменном количестве подаваемого топлива измеряют скорость вращения коленчатого вала 2 двигателя внутреннего сгорания с испытываемой системой зажигания, а системы зажигания оценивают по величине изменения мощности Р, развиваемой двигателем внутреннего сгорания, по формуле 12100 . 1 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что указанные измерения ведут при работе двигателя в режиме холостого хода.(56) ГОСТ 20306-90. Автотранспортные средства. Топливная экономичность. Методы испытаний. - М. Издательство стандартов, 1991.531925, 1976. Изобретение относится к двигателям внутреннего сгорания, в частности к испытаниям устройств зажигания. Система зажигания является одной из основных систем автомобиля, определяющих надежность работы двигателя, а также, в определенной степени, его экономичность, мощность и степень вредного воздействия на окружающую среду. В настоящее время широкое использование получили электронные системы зажигания, которые имеют в рассматриваемом аспекте преимущества перед механическими системами зажигания. Желание разработчиков максимально использовать все, что может дать система зажигания для улучшения эксплутационных характеристик двигателя, привело к созданию плазменных систем зажигания. Однако использование подобных систем не нашло широкого распространения ввиду их относительной сложности и необходимости применения в автомобиле специального оборудования, в частности мощных источников питания для создания плазменной дуги. В то же время продолжаются поиски усовершенствования электронных систем зажигания. Так, автором настоящего изобретения разработана система зажигания, позволяющая двигателю внутреннего сгорания, с которым она сопрягается, повысить не только эргономические характеристики, но и экологические (патенты РБ 1429, РФ 2056521). Однако каждая новая система зажигания требует тщательного изучения ее эффективности в реальных условиях, т.е. совместно с тем двигателем внутреннего сгорания, для которого она предназначена. Это повлекло за собой необходимость разработки методов оперативной сравнительной оценки эффективности различных систем зажигания. Известен способ сравнительной оценки систем зажигания, включающий измерение параметров двигателя внутреннего сгорания в рабочем режиме (в дорожных условиях) при подключении к нему базовой системы зажигания с последующей заменой базовой системы зажигания на испытываемую, измерение в тех же условиях тех же параметров двигателя внутреннего сгорания с испытываемой системой зажигания и сопоставления полученных результатов. Как правило, эффективность системы зажигания оценивается при проведении дорожных испытаний по величинам расхода топлива на определенном отрезке трассы при различных скоростях движения автомобиля. Для повышения достоверности описанные измерения повторяют многократно 1. Недостатком известного способа является низкая оперативность оценки, большие материальные затраты,связанные с дорожными испытаниями двигателя автомобиля на сравнительно протяженных участках трассы и необходимость многократных измерений. Известно, что двигатель внутреннего сгорания представляет собой достаточно сложную механическую систему и параметры разных экземпляров двигателя различаются между собой, поэтому оценке эффективности должна подвергаться каждая пара двигатель внутреннего сгорания - система зажигания. Для каждой такой пары для обеспечения оптимальных условий для работы двигателя целесообразно проводить регулирование момента зажигания, карбюратора, топливной системы и т.п.,после которого описанную выше оценку необходимо повторить. Исходя из изложенного, очевидно, что проводить проверку эффективности системы двигатель внутреннего сгорания - система зажигания для каждого конкретного двигателя и каждой конкретной системы зажигания к нему с учетом регулировочных операций известным методом практически не реально. Таким образом, задачей настоящего изобретения является сокращение материальных и временных затрат при проведении оценки эффективности системы зажигания. Поставленная задача достигается тем, что в способе сравнительной оценки эффективности системы зажигания для двигателя внутреннего сгорания, включающем измерение параметров двигателя внутреннего сгорания с базовой системой зажигания и с испытываемой, измерения проводят в режиме постоянной нагрузки двигателя внутреннего сгорания, измеряют скорость вращения коленчатого вала 1 двигателя внутреннего сгорания с базовой системой зажигания и, при неизменном количестве подаваемого топлива,переключают работающий двигатель внутреннего сгорания на испытываемую систему зажигания, измеряют скорость вращения коленчатого вала 2 двигателя внутреннего сгорания, а систему зажигания оценивают по величине изменения мощности Р, развиваемой двигателем внутреннего сгорания, по формуле 4782 1 Предлагаемый способ оценки устанавливаемой на двигатель автомобиля системы зажигания позволяет оперативно определить ее эффективность по сравнению с базовой по величине изменения мощности двигателя при неизменном количестве подаваемого топлива и основан на измерении частоты вращения коленчатого вала двигателя при неизменной нагрузке и неизменном количестве подаваемого топлива. Известно, что мощность, развиваемая двигателем, может быть описана выражением(12) ,где- развиваемая двигателем мощность- коэффициент пропорциональности- частота вращения коленчатого вала 1 - сила, тормозящая двигатель за счет внешней нагрузки 2 - сила внутреннего трения двигателя. Мощность, развиваемая двигателем, будет расходоваться на преодоление сил, противодействующих вращению вала двигателя и определяемых внешней нагрузкой и внутренним трением, величину которых с точностью, достаточной для качественной оценки, можно считать постоянной при изменении частоты вращения коленчатого вала двигателя в небольших пределах. Как будет показано ниже, частота вращения коленчатого вала двигателя у испытуемых автомобилей для различных систем зажигания при прочих равных условиях изменяется на 4-12 , и указанное выше предположение не внесет существенной погрешности в результаты измерений. В случае постоянной внешней нагрузки изменение мощности двигателя в процентах можно выразить формулой где 1 и 2 - мощность двигателя с базовой и испытуемой системой зажигания соответственно 1 и 2 - частота вращения коленчатого вала двигателя с базовой и испытуемой системой зажигания соответственно 1 - сила, тормозящая двигатель за счет внешней нагрузки 2 - сила внутреннего трения двигателя. Предлагаемый способ позволяет произвести сравнительную оценку систем зажигания для конкретного двигателя при различных режимах его работы. Частота вращения коленчатого вала характеризует развиваемую двигателем мощность, изменение которой может быть определено по формуле (2). Изменяя исходную частоту вращения вала двигателя и внешнюю нагрузку, можно оценить эффективность работы системы зажигания на различных режимах его работы. Примеры осуществления способа. Оценка эффективности системы зажигания в соответствии с изобретением проводилась в стационарных условиях (в гараже) на автомобилях марок ГАЗ-52, двигатель которого оснащен контактной системой зажигания, и ГАЗ-53 с двигателем, оснащенным электронной системой зажигания, при работе двигателей в режиме холостого хода. Измерения осуществлялись на двух разных частотах вращения коленчатого вала для каждого автомобиля (таблица). Частота вращения коленчатого вала определялась моторным тестером М 2. Измерялась частота вращения вала с базовой системой зажигания (контактной для ГАЗ-52 и электронным блоком ТК-200-01 для ГАЗ-53), а затем, не останавливая двигатель и не меняя количества подаваемого в единицу времени топлива, к двигателю внутреннего сгорания с помощью коммутатора подключалась испытываемая система зажигания (ОН-427) и снова измерялась частота вращения коленчатого вала. Такие измерения повторялись для каждой выбранной частоты вращения коленчатого вала. Результаты измерения сведены в таблицу. Марка автомобиля ГАЗ-53 ГАЗ-52 Частота вращения вала с базовой системой (об/мин) 140040 230060 110040 2200100 Частота вращения вала с испытуемой системой (об/мин) 146040 248060 122030 248070 4782 1 Измерения, полученные в соответствии с описанным способом определения эффективности системы зажигания, сравнивались с результатами, полученными при проведении сравнительных дорожных испытаний систем зажигания на автомобилях марок ГАЗ-52 и ГАЗ-53, к двигателям которых поочередно подключались те же базовая и испытываемая системы зажигания и определялось изменение расхода топлива при одинаковой развиваемой мощности. Результаты этих испытаний показаны на фиг. 1, на которой представлен расход топлива и процент экономии топлива в зависимости от используемой на автомобиле системы зажигания и скорости движения автомобиля. Из представленных кривых видно, что испытываемая система зажигания независимо от скорости движения автомобиля обеспечивает двигателю более экономичный режим, чем базовая. Этот же вывод подтверждается измерениями, проведенными в соответствии с изобретением (таблица). С помощью предлагаемого способа можно оперативно провести оценку эффективности любых вновь разрабатываемых систем зажигания на каждом конкретном двигателе без дополнительных материальных затрат. Этот способ позволяет производить, при необходимости, индивидуальную настройку каждого двигателя с установленной системой зажигания для достижения им максимальной экономичности. При одновременном использовании газоанализатора, например 1-1, определяющего содержание СО и СН в выхлопных газах, изобретение легко позволяет установить такой режим работы двигателя, который обеспечит компромисс между экономичностью двигателя и содержанием вредных примесей в отработанных газах. Результаты измерения количества токсичных веществ в выхлопных газах автомобилей при использовании на них новой системы зажигания приведены на фиг. 2. Источники информации 1. ГОСТ 20306-90. Автотранспортные средства. Топливная экономичность. Методы испытаний. - М 1991. Процент уменьшения содержанияи в отработанных газах при установке на автомобиль новой системы зажигания Национальный центр интеллектуальной собственности. 220072, г. Минск, проспект Ф. Скорины, 66. 4