К ВОПРОСУ ОБ ИЗМЕРЕНИИ КРУТЯЩЕГО МОМЕНТА ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ С ПОМОЩЬЮ ТОРСИОННОЙ МУФТЫ

Abstract

При разработке конструкции и испытаниях двигателей внутреннего сгорания применяется много различных устройств для измерения крутящего момента. Особое место в числе измерителей принадлежит упругим муфтам с торсионом. Наличие собственных колебаний с частотами, близкими к частотам гармоник, составляющих спектр кривой изменения крутящего момента двигателя, приводит к возможности появления резонанса. В статье приводятся описание и результаты расчетного исследования измерителя крутящего момента, выполненного в виде муфты, упругим элементом которой является торсион. Рассматривается вариант выполнения конструктивной схемы муфты. Описаны методы расчетного исследования. На основе моделирования системы «двигатель – измерительная муфта – тормоз» установлено, что крутящий момент двигателя содержит в своем спектре гармоники, способные вызывать резонансные колебания системы. Применение в качестве измерителя крутящего момента упругой измерительной муфты с расчетным крутящим моментом до 300 Н∙м требует учета частоты собственных крутильных колебаний упругого элемента в виде торсиона, которая не зависит от его формы и составляет около 1200 Гц. Крутящий момент двигателя имеет в своей форме спектр гармонических колебаний в диапазоне от 0 до 2500 Гц и на некоторых режимах с частотами, близкими к собственной частоте колебаний муфты, может приводить, при наличии зазоров, к резонансным колебаниям. При использовании муфты следует предусмотреть конструктивную возможность гашения крутильных колебаний или обеспечить надежное крепление и беззазорную передачу крутящего момента. При использовании магнитных датчиков для снятия информации об угле закручивания упругого элемента муфты необходимо учитывать собственную частоту колебаний дисков муфты, формирующих импульсы, и связь частоты воздействия магнитного поля на диски с углом между соседними датчиками. Рассмотренный измеритель крутящего момента может использоваться для испытаний и исследований различных типов двигателей, в том числе нетрадиционной конструкции, одноцилиндровых и при отсутствии маховика. Влияние инерционных масс коленчатого вала и муфты будет меньше в двигателе с отключением цилиндров и в двигателях модульной конструкции, что расширяет возможности появления резонанса и повышает требования к конструктивному исполнению муфты и надежности ее крепления.