Měřící systém pro indikaci tlaků ve spalovacím prostoru

Mužete si nahrát (download) limitovanou verzi indikačního systému se vzorovými daty.

Příklady různých výstupních protokolů měřícího systému

Obsahuje část termodynamického zpracování s výpočtem průběhů termodynamických veličin popisujících pracovní cyklus motoru,
statistické zpracování naměřených dat, zobrazení extrémních průběhů, zadávání a kontroly vstupních podmínek. Systém je možno dále
rozšiřovat, např. v oblasti zjišťování mechanického namáhání dílů motoru apod.

Systém
analýzy cyklu spalovacího motoru je určen k podání dostatečných informací o
spalovacím procesu. Tyto informace slouží nejen pro vývojové práce na motorech,
ale i k analýze správné funkce stávajících motorů. Analýzou obdržíme nejen údaje
o získané práci cyklu, ale zejména parametry zhodnocující spalovací proces jako
termodynamický děj, včetně jeho účinnosti a dále pak statistické závislosti
variace cyklů, což přináší důležité informace o tom, zda je spalovací proces
dostatečně vyvinutý. Další schopností je možnost monitorovat a vyhodnocovat
přechodové děje na motorech. Získané údaje umožňují hlouběji proniknout do dějů
uvnitř spalovacího prostoru včetně nalezení vzájemný vazeb mezi jednotlivými veličinami, což je velmi důležité pro vývojové práce. Zejména je tento systém
nepostradatelný pro měření, potřebujeme-li srovnat dvě modifikace spalovacího prostoru mezi sebou ať se jedná o porovnání výkonových, ekonomických čí ekologických
hledisek, poněvadž pouze tímto způsobem můžeme hlouběji proniknout do procesů, které jsou při klasickém zkoušení na dynamometru, při sběru integrálních dat,
výzkumnému pracovníku skryty. Jedině důkladná termodynamická analýza může poskytnout údaje, v čem se dané spalovací prostory navzájem liší a poskytnout tak informace
potřebné pro další vývojové práce. Proto je tento systém nepostradatelný pro moderní pracoviště, zabývající se vývojem spalovacích motorů a pro pracoviště,
kde se provádí podrobná diagnostika spalovacích motorů. Vyhodnocené údaje slouží nejen pro optimalizaci tvaru spal.prostoru, zákona vstřiku paliva, předstihu
zážehu, časování ventilů, ovládání tvorby palivové směsi, zneškodňování exhalací .., ale i pro vlastní dimenzování součástí spalovacího motoru.

A v čem spočívá přednost tohoto systému? Oproti dřívějším systémům sběru
a vyhodnocování indikovaných dat (např. pi-METER 6602 AVL) je tento systém
mnohem pružnější, lehce přizpůsobitelný individuálním požadavkům zákazníka
a především v sobě integruje jak část sběru dat tak i vlastní vyhodnocovací
jednotku. A co zejména, výzkumný pracovník obdrží detailní rozbor práce
cyklu téměř v reálném čase, odezva není větší než několik sekund při využití
celého rozsahu paměti systému, což představuje zpracování 355 cyklů čtyřdobého
motoru z každého ze čtyřech válců, při vzorkování po 1° otočení klikového
hřídele. Je plně srovnatelný s produkty renomovaných zahraničních firem
Kistler-DATAC 1 či AVL-Indimeter 617 a je především orientován na výzkumné
práce, z čehož plynou větší nároky na obsluhu v podobě většího množství
vstupních údajů. Oproti výše zmíněným systémům lze už v nynější podobě
tohoto systému získat větší množství informací popisujících děje ve spalovacím
prostoru, a to zejména v oblasti termodynamického modelu a statistických
funkcí. Tento produkt je plně otevřený tzn., že je možno jej rozšiřovat
o další moduly vytvořené v jazyce Borland Pascal. Z těchto důvodů je vhodný
i pro nasazení v oblasti základního výzkumu spalovacích motorů. Vlastní
systém zde popisovaný, podobně jako výše uvedené systémy, však neřeší celý
měřicí řetězec, ale jen jeho část – jednotku sběru dat a jejich vyhodnocení.
Vlastní měřicí řetězec je třeba doplnit piezoelektrickými snímači spalovacích
tlaků (např. Kistler či AVL) včetně jejich operačních zesilovačů a snímačem
polohy klikového hřídele. Ty je však možno převzít ze starého měřicího
řetězce, čím je možno ušetřit značnou část finančních prostředků. V případě
využití dostupné vzorkovací frekvence (0.1°), nebude s největší pravděpodobností
dostačovat Váš současně používaný snímač polohy klikového hřídele. Je nutné
ho nahradit optickým snímačem. Celý systém je postaven na bázi počítače
kompatibilního s PC, který je rozšířen o příslušné karty sběru a zpracování
dat. Pro systém v současné podobě je nutné použití počítače s CPU minimálně
typu 486DX, spolu s operačním systémem MS DOS 5.0 či vyšším, což společně
umožňuje optimální využití paměti pro uchování naměřených dat a softwaru
vlastního vyhodnocování. Výhodou tohoto řešení je, že se nejedná o jednoúčelový
měřicí přístroj, jak je tomu v případě výrobků firmy AVL (Indiskop 647)
či Kistler (DATAC-1), ale zachovává koncepci zařízení fi SuperFlow, kdy
je možné počítač kromě indikace využívat spolu s příslušným softwarem i
pro další práce. Měřicí počítač je variantně osazen zásuvnou kartou sběru
dat : KEITHLEY DAS-50 respektive DAS-58 nebo Advantech PCL1800.

Příklady různých výstupních protokolů měřícího systému

Systém především v současné době nabízí tyto základní moduly:

	Měřící modul: umožňuje kontrolu nastavení úrovní měřených signálů, zobrazení měřených tlaků ve formě multimetru, osciloskopického zobrazení měřených dat. Vlastní měření tlaků, vyrovnání tlaků na referenční tlak, nebo polytropu.
	Modul úpravy signálu
	Modul počátečních podmínek
	Statistický modul Tento modul slouží pro analýzy variačních studií proměnlivosti po sobě probíhajících cyklů. Přináší informace o tom, zda je spalovací proces dostatečně vyvinutý, zda existují určité závislosti mezi sledovanými veličinami, přináší též výběrové charakteristiky sledovaných veličin a grafické informace o relativní či kumulativní četnosti proměnných. Údaje o rozptylu nám v podstatě přináší informaci o tom , jak je stabilní proces hoření za daných operačních podmínek, jak kvalitní je tvorba směsi, jak je směs rozdělována mezi jednotlivé válce atd. V současné době je mezi sledované veličiny zařazeno: pmax apmax dp/damax adpmax pis Jako rozšíření je připravováno zařazení následujících veličin dle volby uživatele, které detailněji popisují termodynamiku cyklu: Qsum ,aign , aprodleva , ahoreni, dQ/da max , Tmax Mezi počítané výběrové charakteristiky ze všech výše uvedených sledovaných veličin patří: – střední hodnota – maximum – rozptyl- minimum - variační koeficient – medián Tyto číselné hodnoty doprovází následující grafická zobrazení: relativní četnost (histogram) kumulativní četnost (distribuční funkce) proměnlivost po sobě jdoucích cyklů Problematiku vzájemných závislostí sledovaných veličin řeší blok Korelace, který nám jasně v grafické a číselné formě ukazuje, zdali existuje nějaká závislost mezi veličinami. Číselně je toto vyjádřeno koeficientem korelace. Je možné obdržet i koeficienty autokorelační funkce zvolené veličiny nebo provádět vzájemnou korelaci i-té a i+1-vé hodnoty stejné veličiny. Modul statistiky obsahuje v současné době následující submoduly: Tento modul slouží k identifikaci a vykreslení extrémních průběhů spalovacích tlaků s ohledem na tyto uvedené veličiny: – pmax – apmax - dpmax – adpmax – pis Lze si vybrat libovolnou z uvedených veličin, a s ohledem na její velikost se vykreslí spalovací cyklus s maximální a minimální hodnotou a porovnává se se středním zprůměrovaným cyklem. Kromě toho jsou v pravém horním rohu uvedeny maximální, minimální a střední hodnoty dle zvolené sledované veličiny. Průběh spalovacích tlaků lze zobrazovat ve dvou formách, a to v podobě p-a diagramu nebo p-V diagramu, závisí na volbě uživatele. Na těchto průbězích je názorně vidět, v jakých rozmezích proměnlivosti jednotlivých parametrů probíhá spalovací proces a jaký má tato proměnlivost vliv na průběh spalovacích tlaků. Jedná se tedy o názornou ukázku, jak je proces spalování stabilní pro dané operační podmínky motoru /zatížení, otáčky, obsah reziduí, směšovací poměr, předstih zážehu…
	Termodynamický modul Tento modul je jedním z nejvýznamnějších prostředků systému analýzy naměřených dat. Slouží ke komplexní termodynamické analýze indikovaných tlaků ve válci. Umožňuje detekovat jednotlivé procesy uvnitř spalovacího prostoru včetně vyhodnocení jejich základních ukazatelů. Základní vyhodnocované parametry spalovacího procesu: pmax maximální spalovací tlak apmax úhel maximálního tlaku (dp/da)max maximální tvrdost adpmax úhel maximální tvrdosti pis střední indikovaný tlak efektivní, čerpadlový, čistý, brzdový, ztrát Qsum čisté množství uvolněného tepla aign předstih zážehu aprodleva prodleva zážehu a hoření doba hoření podle celkově uvolněného tepla I. počáteční fáze 0¸5 % II. hlavní fáze 5¸95 % III. fáze dohořívání 95¸100 % (dQ/da)max maximální rychlost míry uvolnění tepla Tmax maximální teplota TVO teplota výfukových plynů DS rozdíl entropie termodynamického oběhu Základní předpoklady modelu termodynamické analýzy: modifikovaný jednozónový model vliv netěsností není uvažován, je vycházeno z I. termodynamického zákona pro uzavřenou soustavu a stavové rovnice ideálního plynu je vyhodnocován pouze čistý vývin tepla měrná tepla respektují vliv teploty a složení palivové směsi (l, EGR, vlhkost, typ paliva) Takováto analýza slouží k posouzení vlivu širokého spektra proměnných /zatížení, otáčky, směšovací poměr, předstih zážehu, tvar spalovacího prostoru, druh paliva, vliv reziduí …../. Vliv těchto proměnných se odráží na vyhodnocovaných ukazatelích, takže je možné lépe pochopit vzájemné souvislosti procesů. Je možné vyhodnocovat buď jednotlivé cykly, což je obzvláště nutné při indikování přechodových stavů, nebo cykly zprůměrované. Algoritmy sami napřed data vhodnými způsoby vyhladí a vyfiltrují před následným zpracováním, takže o toto se operátor nemusí starat. Jsou použity osvědčené techniky používané u AVL. V současné době jsou vyhodnocovány následující závislosti, které mají vždy v sobě zahrnuty příslušné číselné údaje výše uvedených ukazatelů spalovacího cyklu: 1. p – a 6. Q – a 2. p - V 7. T – a 3. dp/da – a 8. T – S 4. logp – logV 9. n – a 5. dQ/da -a

Základní technická data měřicího systému:

• Počet vstupních kanálů : 4, 8, 12 (8, 16)

• Kapacita paměti : 1048576 hodnot pro každý blok 4 (8) kanálů (pro systém
  s kartou PCL1800 není tato hranice omezující, poněvadž je zde realizován zápis
  naměřených dat přímo do RAM počítače)

• Vzorkovací frekvence : 137Hz¸1MHz pro jeden blok kanálů (mezní vzorkovací
  frekvence odpovídá možnostem měření do otáček 4200 min-1 na jednom bloku čtyř
  kanálů současně při vzorkování 0.1° )

• Úhlové rozlišení : 0.1/0.2/0.5/1/2° otočení kliky

• Vstupy-napěťové rozsahy : +/-2.5, +/-5, +/-10, 0¸5, 0¸10 V

• Vzorkování : externí/interní

• Převod A/D : 12 bit

• Přesnost A/D : 0.025 %

• Výstup : grafická forma nebo textové soubory ASCII

• Verifikace TDC : pomocí analýzy kompresních tlaků či externího snímače TDC

• Referenční tlak : drift na úrovni referenčního tlaku minimalizován pomocí rozboru kompresních tlaků nebo uživatelem zadanou
  hodnotou možnost vyrovnání na zadaný exponent polytropy.

Systém má kompletní grafický interface s ergonomickým ovládáním (uživatelsky přátelský)

rekonstrukce stávajicích dynamometrů

Řídící a měřící systém pro motorové dynamometry

Pro vířivé dynamometry nebo se stejnosměrným elektrickým pohonem.
Zahrnující softwarovou regulaci dynamometru v režimech F=konst a n=konst.
jak pomocí regulace dynamometru tak pomocí ovládání dodávky paliva. Systém zahrnuje
možnost konfigurovat řadu měřících kanálů se snímáním veličin potřebných při
krátkodobém i dlouhodobém zkoušení motorů např. dle normy ČSN a ISO (teplota
nasávaného vzduchu, teplota výfukových plynů, tlak v sacím potrubí, teplota
chladící kapaliny a oleje, atmosférické podmínky). Systém umožňuje provádět
on-line korekci výkonu dle 6 norem (ČSN, ISO, SAE a další).

	Pracoviště operátora s otočným monitorem
Průmyslové PC a ovládací panel
Instalace řídícího systému do starého rozvaděče

Br4VDM

Příklady měření brzd při vysokých rychlostech

Br4VDM

Zkoušení vozidel a spalovacích motorů na válcových zkušebnách nové generace

Vývoj a výzkum spalovacích motorů si nelze představit bez měření a testování na motorových dynamometrech. Ovšem testování celého hnacího ústrojí vozidla,
ověření zástavy motoru s příslušenstvím do vozidla a pověření komplexní elektronické regulace hnacího ústrojí je možné provádět až při jízdních zkouškách. Tyto jsou
ovšem finančně náročné a přinášejí mnoho problémů s mobilní technikou. Proto je snahou přenést co nejvíce jízdních zkoušek na testy na válcové zkušebny.
Tuto možnost přinášejí válcové zkušebny nové generace, které jsou také produkovány firmou MEZSERVIS s.r.o. Vsetín.

Charakterizace válcových zkušeben nové generace

Válcové zkušebny nové generace jsou charakterizovány těmito znaky:

• 
  

  velkým průměrem válcům – minimální průměr válců
  je více než 0,5 m u dvojic a 1 m u monoválců



• 
  

  každému kolu vozidla odpovídá samostatný válec – válce odpovídající jedné nápravě nejsou spojeny na pevno. Je mezi nimi ovládaná spojka.



• 
  

  každému kolu vozidla odpovídá jeden dynamometrický pohon – každému kolu odpovídá nezávislý čtyřkvadrantový dynamometr s digitálním řízením (otáček i momentu) PID regulací.



• 
  

  zkušebna zahrnuje skluzové rolny - každé kolo je vybavené nezávislou rolnou měřící skutečné otáčky kola vozidla a
  takto vyhodnocovat skluz při brzdění a akceleraci.



• 
  

  použitím moderních konstrukčních prvků -např. ozubených řemenů



• 
  

  digitální řízení celé zkušebny – celé zkušebny jsou řízeny počítači PC a dalšími procesorovými systémy.



• 
  

  distribuovaný řídící a měřící systém – tj. řízení, měření a zpracování výsledků je rozloženo na více procesorů (počítačů).



• 
  

  Použití nových informačních technologií – uplatnění objektových technologií ActiveX a zejména DCOM a OPC. Spolupráce s databázemi klient/server (SQL).

Zkušebna před najetím vozidla

Prováděné zkoušky

Seznam testů, které moderní válcové zkušebny standardně obsahují:

• 
  

  Zkoušky hnacího ústrojí (spalovacích motorů)
  

  
  
  • 
    

    v= konstantní – standardní způsob měření rychlostních charakteristik
    motorů vozidel

  
  
  • 
    

    F=konstantní – standardní způsob měření zatěžovacích charakteristik
    motorů vozidel

  
  
  • 
    

    Vnější rychlostní – standardní způsob měření vnější rychlostních
    charakteristik motorů vozidel v regulaci v=konstantní

  
  
  • 
    

    Simulace vozovky – simulace jízdy

  
  
  • 
    

    Jízdní zkoušky – vychází z předchozí, ale je doplněna funkcemi
    pro jízdu podle předem předepsané charakteristiky v čase jako např. u exhalačních
    testů EHK.

  
  
  • 
    

    Akcelerační zkouška – zkouška pro měření vnější rychlostní charakteristiky
    dynamickou metodou.

  
  
  
  
• 
  

  Zkoušky brzdové soustavy





• 
  

  Pomaluběžné zkoušky – zkoušení brzdové soustavy dle metodiky platné
  pro STK, doplněná o možnost měření  brždění obou náprav současně.



• 
  

  Rychloběžné zkoušky – obdoba předešlé zkoušky s tím rozdílem, že
  zkušební rychlost může být výrazně vyšší než u pomaluběžných.



• 
  

  Dynamické zkoušky – zkouška spočívá v brždění vozidla z počáteční
  rychlosti až do zastavení.



• 
  

  ABS II – obdoba předešlé zkoušky, ale s vyhodnocením reálného chování
  ABS.





• 
  

  Kalibrační testy





• 
  

  Určení pasivních ztrát pro zkoušky brzd – slouží k určení pasivních
  ztrát nezávisle pro, každé kola.



• 
  

  Určení pasivních ztrát pro zkoušky výkonu – slouží k určení pasivních
  ztrát pouze hnaných náprav.





• 
  

  Doplňkové zkoušky





• 
  

  Zkouška rychloměru a tachometru – ověřuje přesnost měření rychloměru
  a tachometru vozidla.



• 
  

  Zkouška otáčkoměru – slouží k ověření přesnosti měření vozidlového
  otáčkoměru a zjištění dynamického poloměru pneumatik při akceleraci.



• 
  

  Zkouška náhonu 4×4 – při akceleraci a deceleraci ověřuje chování
  viskózních spojek a diferenciálů.

Díky řešení válcových zkušeben, kdy vlastní konfigurace a realizace zkoušek
je realizována softwarem, ale zkušebny doplnit o další testy. Příkladem mohou
být testy diferenciálu při průjezdu zatáčkou, chování vozidla na

Náhrada mechanických řešení digitální řízením

Významnou oblastí je možnost pomocí digitálního řízení jednotlivých prvků
nahrazovat řešení mechanických vazeb. Pomocí digitálních řídících systémů
lze nahradit mechanické prvky zkušebních zařízení a tak dosáhnout zlevnění
celého zařízení a také větší variability zkušebny. Z rozvojem digitálního
řízení bude trend postupného nahrazování mechanických vazeb elektrickými pokračovat,
Kvůli rozsahu příspěvku ukážeme tento přístup pouze na digitální simulaci
vozovky na dvounápravové válcové zkušebně. Dvounápravová monoválcová zkušebna
je tvořena čtyřmi samostatnými válci (každé odpovídá jednomu kolu), každý
válec je poháněn brzděn stejnosměrným pohonem. Úkolem zkušebny je zajisti
splnění těchto podmínek:

vozidlo při jízdě na vozovce musí překonávat následující síly, které jsou
obecně závislé na rychlosti vozidla:

(1)

kde F_ok….valivý odpor kol vozidla      F_cx….vzdušný
odpor vozidla              F_s…..odpor stoupání           
m_c.dv/dt …. odpor zrychlení

všechny kola vozidla se musí točit stejnými otáčkami (rychlost vozidla)

Klasické mechanické řešení spočívá v tom, že se všechny válce spojí do jednoho
celku, tj. válce jedné spojkami a nápravy mezinápravovým řemenem. Celá mechanická
rotační soustava musí mít hmotnost rovnou m_c…..celková
hmotnost vozidla. V případě, že je ekvivalentní rotační hmotnost nižší je
nutno připojit setrvačník naopak pokud je vyšší nelze vozidlo zkoušet. Vzhledem
k tomu, že se na zkušebně střídají vozidla různých hmotností, je třeba řešit
přídavný setrvačník jako proměnný (setrvačníkový blok).

Schéma spojení měničů v regulaci jízdy po vozovce

Naopak v případě digitálního řízení každého elektromotoru jsou z mechanického
spojení aplikovány pouze meziválcové spojky viz. obr. 2. Digitální měniče
odpovídající přední jsou přepnuty do momentové regulace a regulují na hodnotu
síly z rovnice (1), skutečná rychlost otáčení přední osy je předána jako požadovaná
rychlost měniči levého zadního válce (elektrická hřídel) a proud (ekvivalentní
momentu) je předán měniči pravého zadního motoru. Tímto se uzavírá jedna regulační
smyčka nyní se odměří síla ze všech válců (pomocí tenzometrů) a pomocí PID
regulátoru je korigována žádaná hodnota síly do přední  osy.  Touto regulací
je ušetřen nákladný mezinápravový řemen a spojky mezi válci mohou být dimenzovány
na menší přenášený moment. Tento algoritmus ještě neřeší otázku rozdílných
setrvačností vozidla a rotačních částí válcové zkušebny tj. čtvrtý člen rovnice
(1). I tento člen lze řešit pomocí PID momentového regulátoru tj. potom člen
m_c…..není celková hmotnost vozidla, ale rozdíl mezi ekvivalentní
hmotnosti rotačních částí dynamometru a celkovou hmotností vozidla a zrychlení
je vypočteno z měřené rychlosti.  Numerický výpočet derivace jak je známo
je citlivý na přesnost derivované veličiny, proto je třeba měřit derivovanou
veličinu s velkou přesností  Otáčky válců lze přesně měřit jen pomocí digitální
techniky tj. použitím inkrementálních snímačů a kvadraturních čítačů. V našem
případě je přesnost měření lepší než 0,05 km/hod tj. 0,025%. I přes tuto vysokou
přesnost měření je nutné pro výpočet derivace použít aproximační formuli.

5 Příklad realizované zkušebny

Zatím nejmodernější a nejkomplexnější válcovou zkušebnou realizovanou firmou
MEZSERVIS je dvojitá zkušebna instalovaná na Mendlově
zemědělské univerzitě v Brně, jejíž půdorys je na obr. 2.

Půdorysný pohled na válcovou zkušebnu

Zkušebna je tvořena dvěma nezávislými zkušebnami. Levá tzv. monoválcová zkušebna
je určena pro zkoušení osobních vozidel až do rychlosti 200 km/hod a pravá
je naopak určena zejména pro zkoušení traktorů a zemědělských strojů s velkými
tažnými silami do rychlosti 16 km/hod. Vzhledem k provázanosti. Celá zkušebna
je řízena třemi průmyslovými počítači PC. Celkem osm stejnosměrných pohonů
je řízeno osmi procesorovými digitálními měniči. Měniče navzájem a s řídícím
PC komunikují prostřednictvím linky RS 485. Průmyslové počítače PC navzájem

6. Moderní informační technologie

Rozvoj Internetu a sním spojené informační technologie přináší možnost jejich
uplatnění v řídících a měřících systémech válcových zkušeben. Základní možností
je práce (možnost vytvářet a načítat) soubory ve formátu html. Tento
hypertextový formát, který je standardem umožňuje např. přenos měřených dat
do textových editorů. Kombinace tvorby dokumentů spolu s tvz. web serverem
(je využíván IIS firmy Microsoft), lze publikovat měřená data do vnitřní sítě
Internet nebo i do Internetu. Toto umožňuje bez nutnosti speciálního software
(stačí internovský prohlížeč) prohlížet výsledky měření na vzdálených počítačích.
Nevýhodou dokumentů html je, že je obtížné z nich získat data ne pro zobrazení,
ale pro další zpracování a to zejména tehdy pokud měřené data mají rozdílnou
strukturu. Tento nedostatek odstraní formát XML, který obsahuje jak popis
struktury dat tak i vlastní data. Integrace tohoto formátu se teprve připravuje.

Získané výsledky měření je třeba archivovat, k tomuto účelu se jeví jako
nejvhodnější použití databázových systému.

Závěr

Firma MEZSERVIS s.r.o. realizuje množství zkušebních zařízení pro automobilový
průmysl. Při vývoji již dlouhodobě spolupracuje s odborníky s VUT FSI Brno.
Mezi realizované zkušebny patří řada motorových dynamometrů s moderními počítačovými
řídícími systémy, zkušeben převodovek a zde popsaných válcových dynamometrů.

BrPody

Podélná dynamika vozidel

Výpočtový program řešící jízdní dynamiku vozidel. Složí zejména pro řešení a návrh
převodových stupňů

BrTOP

Postprocesingový program

Základní vlastnosti toho programu lze shrnout do těchto bodů:

• Více násobné zobrazení průběhů s více osami Y, s možností
  nastavovat měřítka

• Možnost zapnutí kurzorů s možností odečítaní číselných
  hodnot

• Možnosti zoomování, s možností takto vybraných úseku
  ukládat do souborů

• Tisk grafů s možnosti náhledů

• Export grafů do grafických souborů BMP, WMF

• Export grafů přes schránku windows

• Volba vyhlazování (odstraňování odlehlých hodnot)

• Export původních, vyhlazených dat do souborů html, CSV,
  Excel atd.

BrSyn

Moderní automobilové převodovky jsou vybaveny
synchronizací, která zajišťuje bezproblémové a snadné přeřazování rychlostních
stupňů. Vývoj synchronizací s vysokým konfortem obsluhy a zejména dlouhou
životností vyžaduje zkušební zařízení, které umožní provádět dlouhodobé zkoušky
bez subjektivních vlivů, které zkreslují zkoušky na vozidle.

Zkušební zařízení
při co nejjednodušší konstrukci musí zajistit ekvivalentní podmínky jak
ve skutečném vozidle, tj. nesmí dojit k poklesu otáček výstupního hřídele
převodovky. Dále řadící automat nesmí ovlivňovat vlastní proces řazení. Schéma
mechanické konstrukce zkušebního zařízení je na obrázku. Pohon převodovky ze strany výstupního
hřídele je zajištěn stejnosměrným pohonem s digitálně řízeným měničem,
přes rozměrný setrvačník. Vstupní hřídel převodovky včetně spojkové lamely je
vybaven měřením otáček. Na spojovacím hřídeli mezi setrvačníkem a převodovkou
je použitý tenzometrický hřídel pro měření momentu. Řadící automat, který
je ovládán šesticí pneumatických lineárních pohonů, je vybaven měřením řadící
síly a řadící dráhy. Celé zkušební zařízení je doplněno mřeními, které
kontrolují stav převodovky během zkoušky, a v případě vybočení z předepsaných
hodnot zkoušku zastavují, jako jsou vibrace a teploty.

Měřící a řídící systém musí plnit tři základní úkoly:

• Řídit vlastní zkušebnu

• Provádět rychlé měření

• Zpracovávat výsledky měření

Pro rychlé měření je použita karta firmy Tedia PCA 1248,
která je unikátní svojí koncepcí. Karta je osmikanálová s maximální vzorkovací
frekvencí 1 MHz, je osazena pamětí o velikosti 2 MB (tj. přibližně 1 mil.
vzorků). Hlavní a unikátní vlastností této měřící karty je, že se chová
v průběhu autonomně jako dataloger. Po spuštění je měření (programově,
trigrovacím signálem, překročením úrovně v kanálu), karta měří a ukládá
data do své paměti  aniž by zatěžovala
vlastní počítač PC. Po skončení lze změřené data rychle pomocí blokové operace
přesunout do paměti PC.

Vzhledem k tomu, že běžné zkoušky převodovek trvají
800 a více hodin, je třeba v průběhu zkoušek je vhodné zpracovávat
výsledky a to zejména z rychlého měření přeřazování a tak sledovat trend
opotřebení synchronizace.  Na jednom
počítači PC provádět tuto činnost při současném běhu regulací a měření je
nemožné. Proto postprocesingový program běží na druhém počítači PC s Windows
2000, počítače jsou vzájemně propojeny sítí Ethernet TP. Program měření a
regulace on-line komunikuje s postprocesingovým programem prostřednictvím
protokolu IPX, vlastní data měření jsou předávány prostřednictvím souborů.

Zkušební stav synchronizace převodevek	Řadící mechanismus
Bylo navrhnuto řešení sestávající z tzv. panelového počítače PC, který je vestavěn do dveřích skříně rozvaděče. Základní měření a regulace je realizována běžnou měřící kartou Advantech PCL 818L. Základní frekvencí, s kterou je prováděno měření, regulace a všechny kontrolní a bezpečnostní funkce je 20 Hz.	Stojan řídícího systému

Při
měření a regulaci jsou měřeny tyto jsou s frekvencí 20 Hz měřeny tyto
kanály:

• otáčky vstupního hřídele do převodovky (spojkové lamely)
  : měřeno inkrementálním rotačním snímačem a jeho frekvence je převáděna
  modulem 5B na analogový signal

• otáčky výstupního hřídele z převodovky (nutno mít zablokovaný
  diferenciál)  : měřeno inkrementálním rotačním snímačem a jeho frekvence
  je převáděna modulem 5B na analogový signál

• kroutící moment na výstupním hřídeli převodovky : měřeno
  tenzometrickým hřídelem HBM s měřícím zesilovačem PME firmy HBM.

• vibrace skříně převodovky : měřeno snímačem zrychlení s
  měřícím zesilovačem Bruel&Kjuer s analogovým výstupem

• dále až 4 teploty : měřeno odporovými teploměry Pt100 s programovatelnými
  moduli SMART firmy HIT.

Při
přeřazování rychlostních stupňů nebo programově je spouštěno tzv. rychlé
měření. Se vzorkovací 1 Khz (případně vyšší) jsou měřeny tyto kanály:

• řadící síla : měřeno tenzometricky s měřícím zesilovačem
  PME firmy HBM

• dráha řazení : měřeno indikučním snímačem s měřícím
  zesilovačem PME firmy HBM

• otáčky vstupního hřídele do převodovky (spojkové
  lamely)  : měřeno inkrementálním rotačním snímačem a jeho frekvence je převáděna
  modulem 5B na analogový signal

• otáčky výstupního hřídele z převodovky (nutno mít
  zablokovaný diferenciál)  : měřeno inkrementálním rotačním snímačem a jeho
  frekvence je převáděna modulem 5B na analogový signál

• kroutící moment na výstupním hřídeli převodovky :
  měřeno tenzometrickým hřídelem HBM s měřícím zesilovačem PME firmy HBM.

• vibrace skříně převodovky : měřeno snímačem
  zrychlení s měřícím zesilovačem Bruel&Kjuer s analogovým výstupem

Jak je z výčtu patrno některé veličiny jsou měřeny
současně dvěma rozdílnými měřícími kartami s rozdílnou vzorkovací
frekvencí. Rozbočení signálu je realizováno až po úpravě signálu měřícími
zesilovači nebo moduly. Při rychlém měření, jsou vždy odměřeny 2 sekundy
signálu, který se uloží do vnitřní paměti karty a pak blokově přeneseno na
pevný disk počítače a dále po síti do postspracujícího programu.

Nad všemi měřenými veličinami běží kontrola limitních
stavů, při jejich překročení dochází k automatickému zastavování zkoušky (např. překročení vibrací skříně převodovky je třeba).

Příklady měření

Výsledky měření přeřazování jsou  zpracovávány postprocesingovým programem
BRTOP.

Základní vlastnosti toho
programu lze shrnout do těchto bodů:

• Více násobné zobrazení průběhů s více osami Y, s možností
  nastavovat měřítka

• Možnost zapnutí kurzorů s možností odečítaní číselných
  hodnot

• Možnosti zoomování, s možností takto vybraných úseku
  ukládat do souborů

• Tisk grafů s možnosti náhledů

• Export grafů do grafických souborů BMP, WMF

• Export grafů přes schránku windows

• Volba vyhlazování (odstraňování odlehlých hodnot)

• Export původních, vyhlazených dat do souborů html, CSV,
  Excel atd.

Program zahrnuje i
možnost postupného porovnávání jednotlivých přeřazení.

Popsané zkušební zařízení bylo vyvinuto a vyrobeno firmou
MEZSERVIS s.r.o. Vsetín. Vyvinutý řídící, měřící a vyhodnocovací software
postavený na bázi počítačů PC s kombinací software pro operační systém MS
DOS a MS Windows patří mezi unikátní řešení, které i díky dalším programově
konfigurovatelným částem systému (např. měřící zesilovače), lze dále rozvíjet
a přizpůsobovat požadavkům zkoušek moderních automobilových převodovek.

ŘídIcí a měřIcí systém pro zkušebny převodovek

Systém je určen zejména pro dlouhodobé životnostní zkoušky převodovek ve statických, případně dynamických režimech simulujících reálné zatížení a činnost převodovky při provozu ve vozidle. Umožňuje sledování aktuálního stavu zkoušky i výstup veličin do dalšího zpracování.

V současné době jsou vyvinuty tři základní varianty zkušeben automobilových převodovek a k nim příslušná modifikace řídícího a měřícího systému.

• Životnostní zkušebny převodovek řídící a měřící systém BRGEAR verze 1.00
• Hlukové zkušebny převodovek řídící a měřící systém BRGEAR verze 2.00
• Zabíhací zkušebny převodovek řídící a měřící systém BRGRRUN
• Zkušebna vlastností synchronizace BRSYN

Řídící a měřící systém pro jednonápravové dynamické válcové dynamometry

Využívá metod měření a zpracování statického a dynamického měření akcelerace nebo brždění. Umožňuje provádění zkoušek výkonu motoru i funkce brzdové soustavy včetně ABS. Tento systém je realizován i ve verzi pro jednonápravový dynamometr, případně je vhodný i pro rekonstrukce starších typů válcových dynamometrů.