189092. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és berendezés beépített belsőégésű dugattyús motorok hengerenkénti tényleges nyomatékának és/vagy teljesítményének meghatározására
1 189 092 2 A találmány tárgya eljárás beépített belsőégésű dugattyús motorok hengerenkénti tényleges nyomatékának és/vagy teljesítményének meghatározására, amely során a motort üzemszerűen működtetjük. Tárgya még a találmánynak az ugyanilyen célú berendezés is, amely különösen alkalmas az eljárás foganatosítására. A belső égésű motorok teljesítményvizsgálatára a fékpadok terjedtek el a legszélesebb körben. Ezek többnyire stabil, helyhezkötött motorfékpadok, amelyek a terhelést mechanikus, pneumatikus, hidraulikus vagy elektromos úton hozzák létre. A vizsgálandó motorra] való összekapcsolás után ezek a fékpadok szolgáltatják a motorjellemzők meghatározásához szükséges terhelő nyomatéket. Az ilyen fékpadokon való vizsgálathoz a motort ki kell szerelni, mert a beépített motoroknál többnyire nincs lehetőség a fékberendezések közvetlen csatlakoztatására. Ez alól egyedüli kivételek az ún. teljesítményleadó tengellyel rendelkező mezőgazdasági erőgépek, amelyek esetében mobil fékpadok is alkalmazhatók a motorvizsgálatok elvégzéséhez. Ehhez a teljesítményleadó tengelyhez csatlakoztatják a fékpad tengelyét. Ismeretes több olyan motorvizsgáiati módszer is, amely esetében nem alkalmaznak külső terhelést, hanem magának a motornak a szerkezeti egységei hozzák létre a szükséges terhelést. Az ilyen terhelések mellett állandósult üzemmódban végzik el a méréseket. Az egyes jellemzők méréséhez egyedi műszereket vagy összetett célműszereket alkalmaznak. Másik ismert teljesítménymeghatározási módszer, amely esetében a vizsgálathoz szükséges terhelést a motor forgó, mozgó tömegeinek felgyorsítása során fellépő tehetetlenségi nyomaték szolgáltatja. Ez olyan dinamikus vizsgálat, amely során a motor teljesítményét nem állandósult üzemmód mellett határozzák meg. Ha a jelenleg alkalmazott motorvizsgálati módszereket összefoglalóan értékeljük, megállapíthatjuk, hogy ezek többnyire a belsőégésű motorok beállításának ellenőrzésére alkalmasak, bár néha műszaki diagnosztikai célokra is használják őket. Ezt a diagnosztikai célzatú alkalmazást azonban erősen korlátozza az a tény, hogy többhengeres motorok esetében a hengerenkénti tényleges nyomaték és/vagy teljesítmény meghatározására egyáltalán nem vagy csak nagyon körülményesen alkalmasak az ismeri módszerek. Ha fékpadot alkalmaznak, akkor többnyire ki kel! szerelni a motort vagy körülményes módon a teljesítményleadó tengelyhez kell csatlakoztatni a fékpadot. A fék nélküli eljárások, mikor is állandósult üzemmód mellett történik a mérés, csak a motorok szűk körében szolgáltatnak megfelelő pontosságú eredményt. Feltöltővel ellátott diesel rendszerű motoroknál például a szabad felgyorsítási eljárás megkívánt pontossággal nem is alkalmazható. A találmánnyal megoldható feladat tehát az ismert megoldások hátrányainak kiküszöbölése mellett olyan eljárás és berendezés kialakítása a dugatytyús motorok hengerenkénti tényleges nyomatékénak és/vagy teljesítményének meghatározására, aminek alkalmazásával a motort beépített állapotában, üzemszerű működése közben lehet vizsgálni, ami a nyomatékra és a teljesítményre tényleges értéket szolgáltat és olyan egyszerű és megbízható megoldás, ami a mezőgazdaságban a szervizekben üzemszerű körülmények között is alkalmazható. A találmány alapja az a felismerés, hogy a motor nyomatékainak ismert összefüggései alapján számítással kell a tényleges nyoma tékot és/vagy teljesítményt meghatározni. A motor főtengelyének változó szögsebessége mellett a motor nyomatéki egyensúlya a motor indikált nyomatékéből, a tehetetlenségi nyomatékből és a mechanikai veszteségek nyomatékéből tevődik össze. Az alkalmazott elméleti összefüggés a következő: Mj ± ©dw/dt _ Mmech = 0, ahol Mj a motor indikált nyomatéka, 0 a motor főtengelyére vonatkoztatott tehetetlenségi nyomaték, dw/dt a motor főtengelyének szöggyorsulása, MmeCha mc>tor mechanikai veszteségének nyomatéka. Ha a fenti összefüggésben szereplő szögsebességet méréssel meghatározzuk, tehát a szöggyorsulást számítani tudjuk, akkor még az indikált nyomaték és a mechanikai veszteségek nyomatéka ismeretlen. Felismertük azonban, hogy az indikált nyomatéket nullával tehetjük egyenlővé, ha járó motor esetén átmenetileg megszakítjuk az energiabevítelt. Ekkor a mechanikai veszteségek nyomatéka egyenlő lesz a tehetetlenségi nyomatékka!. A motor összes hengerének aktív működését átmenetileg szüneteltetve tehát meghatározhatjuk a motor mechanikai veszteségeinek nyomaték át, A kitűzött feladat értelmében azonban a hengerenkénti tényleges nyomatékra és/vagy teljesítményre is kíváncsiak vagyunk, amit a motor mechanikai veszteségnyomatéka ismeretében már meghatározhatunk. Ehhez hengerenként külön-külön vagy a hengerek egy csoportja esetében kell az energiabevitelt szüneteltetni. Ha például az első henger tényleges nyomatékára és/vagy teljesítményére vagyunk kíváncsiak, akkor az összes többi henger esetében kell az energiabevitelt szüneteltetni, az aktív működést megakadályozni. A vizsgált, azaz működő henger indikált nyomatéka a motor mechanikai veszteségeinek nyomatékával es a tehetetlenségi nyomatékka! tart egyensúlyt. A hengerenkénti vizsgálat során kapott indikált nyomatékértékek összege megegyezik a motor indikált nyomatékával. Láthatjuk tehát, hogy a motor mechanikai veszteségeinek nyomatéka és az egyes hengerek indikált nyomatékainak ismeretében már számíthatjuk az egyes hengerek tényleges nyomatékül és/vagy teljesítményét, valamint a motor effektiv nyomatékét és/vagy teljesítményét. A találmány értelmében a továbbfejlesztés most már az, hogy az üzemszerűen működő motorban először átmenetileg szüneteltetjük az összes henger aktív működését és ezzel átmeneti folyamatot ho5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 05 2
