Для определения динамических и экономических показателей, а также оценки регулировочных параметров проводятся стендовые испытания двигателей. Испытания проводятся в соответствии с действующими нормативными документами и ГОСТами.

На показатели работы двигателя одновременно воздействует большое число факторов, учесть совместное влияние которых практически невозможно. Поэтому испытания проводят при задании некоторых неизменных условий (постоянный скоростной режим двигателя, постоянное положение органа управления подачей топлива и т.п.). Результаты испытаний принято представлять в виде графической зависимости параметров.

Характеристикой двигателя называется графическая зависимость одного или нескольких параметров работы двигателя от некоторого фактора (параметра), выбираемого в качестве независимого и непосредственно изменяемого экспериментатором в ходе испытаний.

Название и вид характеристики определяется независимой переменной, в качестве которой выбирается один из эксплуатационных или конструктивных факторов (частота вращения коленчатого вала, мощность, расход топлива, угол опережения зажигания (впрыска), коэффициент избытка воздуха и др.). В зависимости от того, какой параметр является независимой переменой и задаётся экспериментатором при проведении испытаний, характеристики двигателя делят на три основные группы: скоростные, нагрузочные и специальные.

В характеристиках первой группы, независимая переменная – частота вращения коленчатого вала двигателя; эти характеристики снимаются как при полной, так и при частичных нагрузках. Наибольший интерес представляет скоростная характеристика, получаемая при полной нагрузке; она называется внешней и показывает, какие наибольшие значения мощности и крутящего момента может развивать двигатель при различных частотах вращения коленчатого вала и какой при этом будет часовой и удельный расход топлива.

В характеристиках второй группы независимая переменная – нагрузка на коленчатом валу двигателя. Нагрузка при испытаниях задаётся углом открытия дроссельной заслонки (для двигателей с искровым зажиганием) или перемещением рычага управления подачей топлива насоса высокого давления (для дизелей). Нагрузка характеризуется значениями эффективной мощности, среднего эффективного давления или эффективного крутящего момента. Нагрузочная характеристика позволяет судить об экономичности двигателя на наиболее часто встречающихся в эксплуатации режимах работы двигателя (с неполной нагрузки).

---

Характеристики третьей группы разнообразны и снимаются с двигателя для выбора оптимальных условий его работы, широко применяются при проведении научно-исследовательских работ.

В качестве зависимых переменных обычно принимаются эффективная мощность, крутящий момент, часовой и удельный расходы топлива.
4. Виды и объём испытаний

Двигатели подвергают следующим основным испытаниям:

• 
  приёмосдаточным;
  
• 
  периодическим;
  
• 
  типовым.
  

Приёмосдаточные испытания проводят с целью контроля качества сборки и регулировки двигателей. Они должны включать определение мощности, удельного расхода топлива и давления масла при номинальной частоте вращения и положении органов управления подачей топлива, соответствующем полной подаче топлива, а также максимальной частоты вращения холостого хода и давления масла при минимальной устойчивой частоте вращения холостого хода.

Периодические испытания проводят с целью контроля соответствия показателей двигателей техническим условиям на двигатели конкретных марок.

При периодических испытаниях определяют:

• 
  номинальную мощность, максимальный крутящий момент, внешние скоростные характеристики мощности и крутящего момента. Для серийного двигателя номинальная мощность, максимальный крутящий момент и внешние скоростные характеристики считаются подтвержденными, если их значения отличаются от указанных в технической документации на двигатель или автомобиль в пределах ±5%;
  
• 
  нагрузочную характеристику при частоте вращения, соответствующей максимальному крутящему моменту двигателя;
  
• 
  характеристику холостого хода;
  
• 
  регуляторную характеристику (для дизелей).
  

Типовые испытания проводят после внесения в конструкцию или технологию изготовления двигателя изменений, которые могут повлиять на параметры двигателя, указанные в технических условиях, с целью оценки эффективности и целесообразности внесенных изменений. Испытания следует проводить по программе периодических испытаний или по специальной программе, согласованной с потребителем.
5. Условия и правила проведения испытаний двигателей

Условия, методы и правила испытаний двигателей изложены в ГОСТ 14846-81 «Двигатели автомобильные. Методы стендовых испытаний» и ГОСТ 18509-88 «Дизели тракторные и комбайновые. Методы стендовых испытаний».

---

При испытаниях используется метод торможения работающего двигателя, за исключением определения характеристики холостого хода, минимальной устойчивой частоты вращения холостого хода и пусковых качеств.

Марки топлива и масла, а также вид и (или) марка охлаждающих жидкостей, применяемых во время испытаний, должны соответствовать требованиям технических условий на испытуемый двигатель.

Топливо и масло должны соответствовать требованиям стандартов или технических условий. Их физико-химические показатели должны быть удостоверены паспортом или протоколом испытаний.

Температура охлаждающей жидкости на выходе из дизеля с жидкостным охлаждением должна поддерживаться в пределах, указанных в технических условиях на испытуемый двигатель, а при отсутствии таких указаний: 90±5) °С.

Температура масла в поддоне, или на выходе из двигателя, или перед масляным радиатором должна поддерживаться в пределах, указанных в технических условиях на испытуемый двигатель, а при отсутствии таких указаний: 90±5 °С.

Атмосферное давление, температура и влажность окружающего воздуха во время испытаний должны находиться в пределах, указанных в технических условиях на испытуемый двигатель.

Показания с приборов должны сниматься при установившемся режиме работы двигателя, при постоянных показаниях всех приборов. Значения крутящего момента, частоты вращения и расхода топлива должны определяться одновременно. При ручном управлении стендом продолжительность измерения расхода топлива, как правило, составляет 30 с.

При каждом испытании число точек измерений должно быть достаточным для того, чтобы при построении характеристик выявить форму и характер протекания кривой во всем диапазоне обследуемых режимов. Как правило, необходимо получить не менее 8 равномерно расположенных опытных точек. В области значительных изменений показателей интервалы между опытными точками уменьшают.
6. Обработка результатов испытаний

Результаты измерений и расчетов заносят в протокол.

По данным измерений, полученным при испытании двигателя, а также по результатам расчетов величин, определяемых аналитически, строят графики необходимых зависимостей (характеристики двигателя). Опытные точки наносят на график (например, М_е и G_т). На графических зависимостях величин, получаемых в результате расчетов (например,

---

N_е и g_е), точки на графике не ставят.

Формулы для расчёта и единицы измерения параметров используются в соответствии с ГОСТ 14846 и ГОСТ 18509 на испытания двигателей.

1. 
   Крутящий момент двигателя М_е, Н·м, рассчитывают по формуле:
   

(1)

где Р_вес  показание измерительного устройства тормоза, Н;

l  плечо весового устройства тормоза, м (для используемых в данной работе стендов l = 0,7162 м).

2. 
   Эффективная мощность двигателя N_е, кВт, рассчитывается по формуле:
   

, (2)

где n  частота вращения коленчатого вала, мин ^-1.

3. 
   Определение часового расхода жидкого топлива G_T, кг/ч, проводят по приборам, непосредственно показывающим расход, или по формуле (для весового способа измерения):
   

, (3)

где – масса контрольной порции топлива, г (обычно = 50 г);

τ – время расхода контрольной порции топлива, с.

4. 
   Удельный расход топлива g_е, г/(кВт·ч), рассчитывается по формуле:
   

, (4)

где N_e  мощность, определенная при испытаниях, кВт.

По полученным результатам строятся характеристики двигателя.

Порядок построения характеристик (графических зависимостей параметров) следующий:

1. 
   Определяется количество кривых, предполагаемых к построению.
   
2. 
   В зависимости от величины максимального значения параметра выбирается масштаб соответствующей шкалы. График должен иметь максимальный размер в данной системе координат для возможности оценки характера зависимости.
   
3. 
   Для построения графиков используется сантиметровая сетка. Шкала строится для диапазона, в котором изменяется данная величина при проведении испытания. Шкала подписывается обозначением параметра и указанием его размерности. Располагать шкалы можно с обеих сторон поля графика. ГОСТ 18509 рекомендует использовать следующие масштабы графиков (прил. 3). Рекомендуется применять масштабы таким образом, чтобы по построенным кривым был виден характер изменения рассматриваемых величин. Показатель работы двигателя, принятый за аргумент, откладывается в выбранном масштабе по оси абсцисс.
   
4. 
   Точки, полученные в ходе эксперимента, наносятся на график и соединяются плавной кривой.
   
5. 
   Так как при испытаниях всегда имеется некоторый разброс точек (вызванный разными погрешностями), то при проведении плавной кривой следует стремиться к тому, чтобы она проходила возможно ближе ко всем опытным точкам. Ломаные линии на графиках не допускаются (если это не выражает характера изменения величины).
   
6. 
   При проведении плавной кривой следует уделять внимание и выпавшим точкам, устанавливая причины их выпадения. Над проведёнными кривыми надписывается буквенное обозначение параметра.
   

---

7. Испытательный стенд и аппаратура

Испытательный стенд должен иметь оборудование для измерения показателей работы двигателя с необходимой точностью в соответствии с ГОСТ 14846 на испытания двигателей. Например, крутящий момент и расход топлива необходимо измерять с точностью ±1%, частоту вращения коленчатого вала с точностью ±0,5%, температуры охлаждающей жидкости и масла с точностью ±2 °С;

Стенд для типовых испытаний двигателя состоит из следующих основных компонентов (рис. 1):

• 
  силовая установка с соответствующим типом двигателя;
  
• 
  нагрузочное устройство (балансирная машина) с индикатором нагрузки;
  
• 
  штатные контрольно-измерительные приборы данного двигателя;
  
• 
  тахометр;
  
• 
  секундомер;
  
• 
  весы лабораторные.
  

Для снятия характеристик дизельного двигателя используется стенд с двигателем ЯМЗ. Для исследования двигателя с искровым зажиганием используется стенд с двигателями ЗМЗ или ВАЗ.

В качестве нагрузочного устройства применяется индуктивный тормоз – асинхронный двигатель с фазным ротором. Нагрузка на коленчатом валу двигателя задается тормозным моментом нагрузочного устройства. Тормозной момент зависит от величины тока в обмотке статора и изменяется с помощью реостата. Нагрузочное устройство стенда закреплено балансирно, т.е. корпус электродвигателя (статор) может качаться на подшипниках, закрепленных в опорных стойках.

При создании нагрузки на коленчатом валу двигателя с помощью данного устройства крутящий момент двигателя передаётся индуктивно на статор, который стремится повернуться в сторону вращения коленчатого вала. Статор связан с индикатором нагрузки − весовым устройством маятникового типа, с помощью которого определяют величину тормозной силы Р на плече l тормоза.

Контрольно-измерительные приборы позволяют контролировать режим работы двигателя, температуру охлаждающей жидкости и давление в системе смазки.

С помощью тахометра контролируется частота вращения коленчатого вала двигателя. В качестве тахометра используется цифровой прибор типа ТЦ-1 индуктивного типа, снимающий показания с контрольной звёздочки, закреплённой на валу балансирной машины. Измерение расхода топлива производится весовым методом. Для этого используются пружинные (маятниковые) весы. На одну чашу весов установлена емкость с топливом, а на другую укладываются грузы. В процессе снятия характеристики замеряется время расхода контрольной порции топлива (50 граммов). Изменение количества топлива в мерной ёмкости компенсируется увеличением количества грузов на чаше весов либо доливкой топлива в мерную емкость.

---

Смотрите также файлы

• .docx

• Урок изобразительного искусства в 8 классе Телевидение, видео, Интернет Что дальше.pptx

• Урок по физике для 7 класса Сообщающиеся сосуды.doc

• Управление процесс приведения системы к состоянию, соответствующему поставленным целям Управление.pptx

• Справка по итогам проверки электронных классных журналов.docx