Учебное пососбие
|
Скачать 3.71 Mb.
|
1.2 Режимы и условия испытаний Работа автомобильного двигателя происходит при широком изменении скоростных и нагрузочных режимов. При этом независимо от частоты вращения коленчатого вала двигателя и развиваемой им мощности его работа должна быть устойчивой и экономичной, токсичность отработавших газов, шум и вибрация двигателя должны находиться в пределах установленных норм. Не должно происходить даже кратковременных перебоев в работе двигателя при резких изменениях режимов, переключении передач, работе двигателя на принудительном холостом ходу. Рабочие режимы автомобильного двигателя могут быть изображены в пределах кривых (рисунок 1). Кривая 2 показывает, какую мощность должен развивать двигатель данного автомобиля при его движении с различными скоростями по горизонтальной дороге с твердым покрытием. Кривая 1 определяет, какие максимальные мощности может развивать двигатель на каждом скоростном режиме. Точка пересечения кривых характеризует максимальную скорость автомобиля на горизонтальной дороге. В случае движения автомобиля под уклон кривая 2 будет располагаться ниже, а при свободном качении сольется с осью абсцисс. При торможении двигателем кривая 2 смещается в отрицательную зону, так как мощность при этом затрачивается на принудительное вращение коленчатого вала (кривая 3).  Рисунок 1 Баланс мощности автомобиля при движении на прямой передаче по горизонтальной дороге Показатели двигателя на всех скоростных и нагрузочных режимах работы нельзя оценить одной универсальной зависимостью. Поэтому для оценки используют несколько зависимостей, каждая из которых определяется при некоторых неизменных условиях. Зависимость одного или нескольких показателей двигателя от какой-либо величины, определенная при некоторых неизменных условиях, называется характеристикой двигателя. Характеристика изображается графически в виде кривой, построенной на основании данных, полученных при испытании двигателя на тормозном стенде. Такие кривые характеризуют, например, мощностные, экономические, детонационные качества двигателя. Некоторые показатели работы двигателя характеризуются не графически, а величинами, сопоставляемыми с установленными нормами или требованиями. К таким показателям относятся, например, долговечность работы двигателя, токсичность отработавших газов, уровень шума. Каждое испытание двигателя проводится при определенных неизменных условиях. Так, кривую расхода топлива при различных нагрузках двигателя строят при постоянной частоте вращения коленчатого вала и неизменных температурах охлаждающей жидкости и масла. Характеристика может быть построена при постоянном положении дроссельной заслонки, при постоянной мощности и т. п. Величины, характеризующие содержание вредных веществ в отработавших газах, определяются при точно регламентированных режимах движения автомобиля. При испытаниях двигатель должен иметь соответствующую комплектность. В зависимости от наличия различных приборов и устройств, как, например, воздухоочистителя, вентилятора охлаждения, компрессора и т. п., меняются мощность двигателя, его надежность, шум при работе, содержание вредных веществ в отработавших газах и другие показатели. Условия испытаний двигателей устанавливаются стандартами, техническими правилами или другими нормативными документами. Оценка показателей двигателя в одинаковых условиях позволяет сравнивать результаты испытаний одного двигателя, проведенных в разных местах, или результаты испытаний различных двигателей. Так, например, можно сделать вывод о том, что мощностные показатели двигателя, определенные на разных стадиях его пробега (при одинаковых условиях испытаний), зависят от износа деталей, нагарообразования и т. п. Стандарты на методы испытаний, принятые в различных странах, отличаются один от другого по объему испытаний, по комплектности испытуемого двигателя, по рекомендуемой измерительной аппаратуре. Это приводит к тому, что для одного и того же двигателя могут быть получены различные показатели в зависимости от стандартов, в соответствии с которыми он испытывался. Так, мощность двигателя, определенная по стандарту США (SAE), на 7 - 20% (а иногда и больше) выше мощности того же двигателя, полученной по стандарту ФРГ (DIN). В каталогах автомобильных фирм обычно указывается мощность по SAE, noDIN. В Советском Союзе мощностные и экономические показатели двигателей регламентированы ГОСТ 14846 - 69. Они отличаются от показателей, получаемых при испытаниях по стандарту DIN, незначительно. В настоящее время Международной организацией по стандартизации (ISO) разработаны единые правила испытаний автомобильных двигателей (R - 1585), рекомендованные для всех стран. 1.3 Подготовка к испытаниям В зависимости от вида испытаний или задачи, поставленной перед экспериментатором, должна быть выбрана методика испытаний и разработана программа их проведения. В программе указывается объект, цель испытаний, комплектность испытуемого двигателя и перечисляются показатели, которые должны быть определены при испытаниях. Для того чтобы оценить показатели двигателя и установить, насколько он удовлетворяет нормам и требованиям, определяют рабочие, предельные, индикаторные, детонационные показатели, надежность в работе, выделение вредных веществ, уровень шума и вибраций. В зависимости от поставленной задачи двигатель подвергают всем или некоторым из этих испытаний. В отдельных случаях проводят и другие специальные испытания. Перед испытаниями нужно проверить, соответствует ли испытуемый двигатель техническим условиям. Для этого проверяют размеры цилиндров, степени сжатия, фазы газораспределения и высоту подъема клапанов, углы опережения зажигания, состояние свечей зажигания и зазоры в них, состояние карбюратора и его регулировку. При проверке конструктивных показателей двигателя снимают головку блока цилиндров. Диаметры цилиндров и ход поршня измеряют с помощью штихмаса, точного штангенциркуля и штангенглубиномера. Степень сжатия определяют путем заливки камер сгорания дизельным топливом, а для нахождения объема камеры сгорания сложной формы изготовляют слепки камеры из пластилина, гипса и измеряют объем слепков. Фазы газораспределения и высоту подъема клапанов измеряют индикатором, устанавливаемым так, чтобы его ножка опиралась на торец стержня клапана или тарелку пружины. Для измерения высоты подъема клапанов устраняют зазор между клапанами и толкателями. Клапан устанавливают в закрытое положение. При проворачивании коленчатого вала определяют по индикатору начало подъема клапана и фиксируют соответствующий угол поворота вала относительно в. м. т. или н. м. т. При дальнейшем вращении вала через каждые 5-10° определяют соответствующие высоты подъема клапана и наносят их на график. По графику подъема клапанов могут быть определены фазы газораспределения при любом заданном зазоре между клапанами и толкателями. Распределитель проверяют на специальном стенде. Определяются характеристики центробежного и вакуумного регуляторов опережения зажигания и допускаемые пределы начала разрыва контактов прерывателя для различных граней кулачка. При проверке карбюратора устанавливают пропускную способность жиклеров, момент открытия клапана экономайзера, производительность насоса ускорителя, контролируют работу системы холостого хода и устройств, предназначенных для уменьшения токсичности отработавших газов. Новый двигатель перед испытаниями должен быть обкатан. Длительность обкатки обычно принимается равной 60 ч. Нагрузочные и скоростные режимы в процессе обкатки постепенно ужесточаются и чередуются с кратковременной работой двигателя на холостом ходу. Программу обкатки двигателей, как правило, рекомендуют заводы-изготовители. Испытания двигателей производят на специальных стендах. Стенд имеет приспособления для установки и закрепления на нем двигателя, тормозное устройство, которое предназначено для поглощения мощности, развиваемой двигателем, приспособления для питания двигателя, его охлаждения, отвода отработавших газов и органы управления двигателем. Кроме того, стенд оборудуется измерительными приборами. 1.4 Тормозная установка Эффективная мощность, развиваемая двигателем, при стендовых испытаниях поглощается тормозом. Для того чтобы определить мощность, развиваемую двигателем, необходимо измерить крутящий момент и соответствующую частоту вращения коленчатого вала. Для измерения крутящего момента тормоз снабжается весами. Частоту вращения измеряют тахометром. Тормоз должен обеспечивать поглощение эффективной мощности во всем диапазоне скоростных и нагрузочных режимов, в которых работает испытуемый двигатель, стабильность торможения, т. е. поддержание постоянного тормозного момента в течение длительного времени, устойчивость торможения, т. е. сохранение неизменного скоростного режима при случайных изменениях нагрузки двигателя, возможность принудительного провертывания коленчатого вала двигателя. Желательно, чтобы энергия, поглощаемая тормозом, полезно использовалась. В настоящее время применяют гидравлические, электрические и индукторные тормоза. Гидравлические тормоза проще, имеют меньшую стоимость и используются в тех случаях, когда не требуется принудительного провертывания коленчатого вала двигателя. Мощность двигателя, поглощаемая гидравлическим тормозом, затрачивается на совершение гидродинамической работы и на трение ротора тормоза о жидкость. Наибольшее распространение получили гидравлические тормоза лопастного и штифтового типов. Лопастной тормоз (рисунок 2) состоит из статора 3 и ротора 2, вал 9 которого вращается в подшипниках 4, и через фланец 10 и карданный вал соединен с коленчатым валом испытываемого двигателя. В статоре и роторе тормоза имеются карманы полуэллиптического сечения со специальными лопатками.  Рисунок 2. Схема гидравлического тормоза Конструкция лопастного тормоза аналогична конструкции гидромуфты. Во время работы тормоза вся его внутренняя полость заполняется водой. Вода увлекается ротором и отбрасывается к периферии на внутренние стенки статора. Вследствие трения воды о стенки статора скорость ее уменьшается, и вода вновь стекает к валу 9 тормоза - устанавливается циркуляция воды. Во внутреннее пространство тормоза вода поступает из водопровода 1 через отверстия, расположенные у вала ротора. Сливается через вентиль 8. Расход устанавливают таким, чтобы температура сливаемой воды была в пределах 50 - 75° С. Интенсивность торможения изменяют при помощи заслонок, устанавливаемых в зазор между статором и ротором. Для того чтобы измерить момент, развиваемый двигателем, статор 3 тормоза устанавливают в стойках 6 не жестко, а на подшипниках 5, и он может поворачиваться (качаться) относительно оси ротора. Такая подвеска тормоза называется балансирной. Стойки 6 закреплены на плите основания 7 тормоза. Корпус статора соединен рычажным устройством с динамометром. При возникновении момента, который стремится повернуть статор, усилие передается на динамометр через рычаг. В качестве электрического тормоза применяется электрическая машина, которая может работать и как генератор (когда она тормозит двигатель), и как электродвигатель (когда она провертывает коленчатый вал двигателя). При вращении якоря генератора, соединенного с коленчатым валом двигателя, вследствие взаимодействия магнитных полей, в статоре возникает момент, стремящийся повернуть его в сторону вращения якоря. При провертывании коленчатого вала двигателя электрической машиной вследствие взаимодействия магнитных полей в ее статоре возникает реактивный момент. Он равен крутящему моменту, необходимому для провертывания коленчатого вала двигателя, и направлен в сторону, противоположную вращению якоря. Подвеска электрических тормозов, так же как и гидравлических, делается балансирной. Для того чтобы на весах можно было измерять момент, действующий на статор, то в одном, то в другом направлении, применяют реверсивную рычажную систему. При испытании автомобильных двигателей широко применяются электротормоза постоянного тока, обычно называемые балансирными динамомашинами. Тормоза этого типа регулируют током возбуждения, вследствие чего обеспечиваются стабильность работы тормозной установки, точность измерений. Кроме того, можно легко автоматизировать испытания при проведении их по заданной программе. Электрическая энергия, вырабатываемая тормозом, поглощается в реостатах или передается в сеть. В последнем случае балансирная динамомашина с независимым возбуждением электрически связана с электродвигателем постоянного тока, механически соединенным с генератором переменного тока, подключаемым к сети. Обмотки возбуждения генератора и балансирной Динамомашины питаются от сети переменного тока через автотрансформаторы и специальные выпрямители. Такая схема обеспечивает простоту управления тормозом при испытаниях. Переход с моторного режима (при принудительном провертывании коленчатого вала двигателя) на генераторный (торможение двигателя) осуществляется автоматически при включении подачи топлива и зажигания испытуемого двигателя. Заданная частота вращения автоматически поддерживается независимо от изменений мощности испытуемого двигателя. Область применения электротормозов постоянного тока ограничивается частотой вращения якоря и мощностью. Поэтому для испытаний быстроходных двигателей большой мощности и особо быстроходных двигателей (например, гоночных) применяют электротормоза переменного тока. Широко распространены индукторные тормоза, характеризующиеся высокой надежностью, большой энергоемкостью, меньшей стоимостью изготовления и эксплуатации и возможностью автоматизации испытаний по жестким программам. Схема индукторного тормоза приведена на рисунке 3.  Рисунок 3 Схема индукторного тормоза В статор 1 вмонтирована катушка возбуждения 2. Ротор 3 представляет собой диск или барабан с зубьями прямоугольной формы. Вал 9 ротора через фланец 6 и карданный вал соединяется с коленчатым валом испытуемого двигателя. Катушка возбуждения 2 создает магнитный поток, имеющий наибольшее значение в местах расположения зубьев ротора. Во время вращения ротора отдельные участки статора последовательно намагничиваются и размагничиваются. Вследствие этого возникают вихревые токи. При взаимодействии основного магнитного поля с магнитным полем вихревых токов создается сопротивление вращению ротора. Вихревые токи нагревают статор. Для отвода тепла статор охлаждается водой, подводимой по трубопроводам 5 в систему охлаждения 4. В некоторых конструкциях охлаждающая вода подводится в полость между статором и ротором. В этом случае вода обеспечивает дополнительный тормозной эффект. Статор тормоза имеет балансирную подвеску на стойках 8, установленных на основании 7. Индукторный тормоз регулируют путем изменения силы тока возбуждения. Мощность возбуждения для индукторных тормозов значительно меньше, чем для любой другой электрической машины. Это упрощает автоматизацию испытательных стендов, оборудованных индукторными тормозами. Недостатками индукторных тормозов является невозможность принудительного вращения коленчатого вала испытуемого двигателя и рекуперации поглощаемой тормозом энергии. Для устранения первого недостатка последовательно с тормозом включается электродвигатель переменного тока или небольшая балансирная динамомашина постоянного тока. Для того чтобы провести испытания двигателя и определить его показатели на всех возможных режимах работы, необходимо так подобрать тормоз, чтобы он по показателям соответствовал данному двигателю. Соответствие тормоза двигателю устанавливают путем совмещения известной или предполагаемой скоростной характеристики двигателя и внешней характеристики тормоза. Внешняя характеристика электрического тормоза (рисунок 4) постоянного тока дает представление о предельных возможностях тормоза, определяемых максимально Допустимой силой тока обмотки, максимально допустимой мощностью электрической машины и максимальным напряжением. Линия 0-1 соответствует мощности, поглощаемой при полной нагрузке тормоза. Характер протекания этой линии определяется типом тормоза. В точке 1' достигается максимальный тормозной момент (допускаемый прочностью вращающихся частей тормоза). При дальнейшем возрастании частоты вращения поглощаемая тормозом мощность увеличивается по прямой 1' - 2', т. е. при постоянном максимальном крутящем моменте.  Рисунок4 Внешняя характеристика электрического тормоза В точке 2' достигается максимально допустимая по нагреву обмоток мощность тормоза (или воды в гидравлическом тормозе). Линия 2' - 3' характеризует максимальную мощность тормоза по условию предельного нагрева обмоток. Торможение по прямой 2' - 3' возможно при разгрузке тормоза и соответствующем уменьшении крутящего момента. Прямая 3' - 4' определяется напряжением от действия центробежных сил и показывает, до каких пределов можно увеличивать частоту вращения ротора. Линия 0 - 4' соответствует минимальной мощности тормоза при полной его разгрузке (или отсутствии воды в гидравлическом тормозе). При правильном выборе тормоза весь исследуемый диапазон скоростных и нагрузочных режимов испытуемого двигателя должен располагаться в пределах рабочей области (0- 1’ - 2' - 3' - 4' - 0) характеристики тормоза (кривая 3). Если характеристика (кривая 2) испытуемого двигателя выходит за пределы линии 0 - 1' - 2', то двигатель нельзя испытывать при частоте вращения меньше 1500 об/мин. Если характеристика (кривая 2) испытуемого двигателя выходит за пределы линии 2'-3', то тормозная установка непригодна для испытания данного двигателя. Следует учитывать, что электрические и индукторные тормоза допускают кратковременные перегрузки до 100%. При выборе типа тормоза для испытания данного двигателя нужно обращать внимание на устойчивость работы системы двигатель-тормоз. Устойчивостью системы называется способность тормоза автоматически поддерживать заданный скоростной или нагрузочный режим двигателя. Устойчивость работы обеспечивается в том случае, если при случайном изменении частоты вращения коленчатого вала испытуемого двигателя автоматически возникают моменты, под действием которых система стремится вернуться к заданному режиму. Величина таких восстанавливающих моментов различна у разных тормозов: наибольшая у гидравлических тормозов, несколько меньшая у электрических и наименьшая у индукторных. Вследствие этого в индукторных тормозах обычно применяется автоматическое регулирование скоростного режима. |
Похожие:
 |
Учебное пособие по дисциплине «медицина катастроф» Учебное пособие подготовили доценты Астапенко В. П., Кудинов В. В., Волкодав О. В., Кобец Ю. В |
|
Учебное пособие по дисциплине «медицина катастроф» Учебное пособие подготовили доценты Астапенко В. П., Кудинов В. В., Волкодав О. В., Кобец Ю. В |
|
Учебное пособие Медицинская подготовка командного состава судов: Учебное пособие. М.: Мортехинформреклама, 1993. 152с |
|
Учебное пособие Учебное пособие составлено с учетом требований Государственного образовательного стандарта высшего профессионального образования... |
 |
Учебное пособие тема: «профилактика пролежней» Учебное пособие пм 04 Выполнение работ по профессии Младшая медицинская сестра по уходу за больными |
|
Учебное пособие Оренбург 2013 Учебное пособие предназначено для додипломного образования по специальностям 060101 Лечебное дело; 060103 Педиатрия |
|
Учебное пособие Иркутск 2006 Учебное пособие предназначено для студентов III v курсов специальности «Технология художественной обработки материалов» |
|
Учебное пособие ... |
|
Учебное пособие Викторова Т. С., Парфенов С. Д. Системы компьютерной графики. Учебное пособие, том 13 Вязьма: филиал фгбоу впо «мгиу» в г. Вязьме,... |
|
Учебное пособие соответствует примерной учебной программе по дисциплине... Учебное пособие предназначено для студентов, обучающихся по специальности «Педиатрия» |
|
Учебное пособие Г82 Противодействие организованной преступности: Учебное пособие для вузов / Под ред. А. И. Гурова, B. C. Овчинского. М.: Инфра-м,... |
|
Учебное пособие для бакалавров Безопасность жизнедеятельности / Под редакцией д-ра экон наук, проф. С. Г. Плещица. Часть 1: Учебное пособие.– Спб.: Изд-во Спбгэу,... |
|
Учебное пособие (Краткий курс) Москва Издательство Российского университета дружбы народов Учебное пособие предназначено для студентов, обучающихся в магистратуре и специализирующихся по защите растений |
|
Авиационный учебный центр «Северный Ветер» система управления безопасностью... Учебное пособие рассмотрено и одобрено Учебно-методическим советом Ассоциации ауц |
|
Учебное пособие «Гражданско-правовое положение несовершеннолетних» Учебное пособие предназначено для магистрантов юридического факультета. Направление подготовки 030900 Юриспруденция (квалификация... |
|
Учебное пособие Москва Издательство Российского Университета дружбы народов 1998 ... |