Тормозные устройства испытательных стендов.

Тема: «Испытание двигателей»

План

1. Назначение и виды испытаний.

2. Испытательные стенды.

3. Тормозные устройства испытательных стендов.

Содержание лекции

Назначение и виды испытаний.

Испытания двигателей можно подразделить на опытно-конструкторские и серийные.

Опытно-конструкторские испыта­ния делятся на исследовательские и контрольные.

Исследовательские испытания проводятся для изучения определенных свойств конкретного двигателя и в зависимости от целей могут быть доводочными, испыта­ниямина надежность и граничными.

Доводочныеиспытания предназначены для оценки конструктивных решений, принятых для достижения мощностных и экономических показателей, установленных в техническом задании.

Испытания на надежность проводятся для оценки соответствия ресурса двигателя и показателей безотказности, установленных в техническом задании.

Граничныеиспытания проводятся для оценки зависимости мощностных, экономических показателей и работоспособности двигателя от граничных условий, установленных в техническом задании; повышенных и пониженных температур окружающей среды; кренов; высоты над уровнем моря; переменных нагрузок и изменяющихся скоростных режимов; вибраций, одиночных ударов.

Контрольные испытания предназначены для оценки соответствия всех показателей опытного двигателя требованиям технического задания. Они делятся на предварительные и межведомственные.

Предварительные контрольные испытания осуществляются комиссией предприятия-разработчика с участием представителя заказчика для определения возможности предъявления двигателя на приемочные испытании.

Межведомственные испытания являются приемочными испытаниями продукции опытных образцов, проводимыми комиссией из представителей нескольких заинтересованных министерств или ведомств. По результатам межведомственных испытаний решается вопрос о возможности и целесообразности передачи двигателя для испытаний в условиях эксплуатации.

Серийные испытания являются завершающим этапом технологического процесса производства двигателей и предназначены для контроля качества их производства и соответствия характеристик техническим условиям на поставку. Эти испытания делятся на приемосдаточные, периодические и типовые.

Приемосдаточные испытания проводятся с целью проверки качества сборки двигателя и отдельных его узлов, приработки трущихся поверхностей, определения соответствия показателей двигателя техническим условиям на поставку.

Периодические испытания предназначены для периоди­ческого контроля стабильности технологического про­цесса в период между этими испытаниями, подтвержде­ния возможности продолжения изготовления двигателей по действующей нормативно-технической и технологи­ческой документации.

Типовые испытания проводятся по программе периоди­ческих испытаний с целью оценки эффективности и целесообразности изменений, вносимых в конструкцию или технологию изготовления двигателей.

Испытания автомобильных двигателей регламентируются ГОСТ 14846—81* (СТ СЭВ 765—77), в котором установлены условия испытаний, требования к испытательным стендам и аппаратуре, методы и правила прове­дя испытаний, порядок обработки результатов испытаний, объем контрольных и приемочных испытаний.

Перед испытаниями двигатели должны быть обкатаны в соответствии с техническими условиями. Испытания проводят на топливах и маслах, указанных в технической документации двигателя, имеющих паспорта и протоколы испытаний, удостоверяющие соответствие их физико-химических параметров заданным.

Испытательные стенды.

Испытания двигателей в лабораторных условиях проводят на специальных стендах. Каждый стенд оснащен тормозным устройством, топливной, воздухопитающей, газовыводящей системами, смазочной системой, системами охлаждения и пуска, противопожарным оборудованием и т. п. Двигатель и тормозное устройство устанавливают на опорах, которые крепятся к плите, связанной с фунда­ментом посредством анкерных болтов.

Фундамент, поглощающий вибрации двигателя, вы­полнен из бетона, армированного металлом. Для исклю­чения передачи вибраций такой фундамент следует отделить от окружающих строительных конструкций здания.

Стенд оснащен специальным пультом с органами пуска двигателя и управления им, а также контрольно-измери­тельными приборами для определения температур воды и масла, давления масла, частоты вращения коленчатого вала и другими приборами, предназначенными для кон­троля работы двигателя и его систем.

В соответствии с ГОСТ при испытаниях двигателей необходимо измерять следующие параметры: крутящий момент, частоту вращения коленчатого вала, расход топлива, температуру всасываемого воздуха, охлаждающей жидкости, масла, топлива и отработавших газов, барометрическое давление, давление масла, отработавших газов, угол опережения зажигания или начала подачи топлива.

Тормозные устройства испытательных стендов.

В условиях стендовых испытаний нагружение двигателя осуще­ствляется тормозным устройством, оснащенным дина­мометром, с помощью которого определяется развивае­мый двигателем крутящий момент.

Современные испытательные стенды оснащены гид­равлическим или электрическим тормозом.

Основными узлами гидротормоза являются статор, установленный на подшипниках в опорах ста­нины, и ротор, вращающийся в подшипниках, соеди­ненной муфтой с валом двигателя. Через гидротормоз протекает вода, при вращении ротора вследствие гидро­динамического сопротивления воды создается тормозной момент, равный моменту, развиваемому двигателем. Энер­гия, полученная при вращении ротора, передается ста­тору, на котором также создается момент, равный мо­менту двигателя. От проворачивания статор удерживается динамометром, с которым он соединен с помощью рычага.

Изменение тормозного момента осуществляется за счет изменения активной площади взаимодействия ротора с водой.

Рис. 1. Лопастной гидравлический тормоз:

1 и 2 – вентили; 3 – лопатки ротора; 4 – лопатки диска статора; 5 – ротор, 6 – диск статора; 7 – вал ротора; 8 – подшипник ро­тора; 9 – подшипник статора; 10 – соединительная муфта;

11 – опора статора; 12 – станина: 13 – заслонки-шиберы; 14 – статор.

В электрических тормозах статор балансирно установлен на опорах фундаментной рамы, а вал ротора соединен с двигателем.

Механическая энергия в этих тормозах преобразуется в электрическую. Так как электрические машины обратимы, то в случае питания электроэнергией от внешнего источника тока они работают в режиме электрического двигателя и преобразуют электрическую энергию в механическую. Обычно используют электрические машины постоянного тока. При работе их в тормозном режиме (в режиме генератора) ток поступает в обмотку возбуждения, вокруг которой появляется магнитное поле. При вращении якоря (ротора) в его обмотке возникает электродвижущая сила. Ток якоря своим магнитным полем противодействует вращению якоря, а, следовательно, и вращению вала испытываемого двигателя. На статоре при этом возникает реактивный момент, равный крутящему моменту двигателя. Изменение тормозного момента осуществляется путем изменения силы тока в обмотках возбуждения. Электрическая энергия, вырабатываемая электрическим тормозом при работе в тормозном режиме, поглощается на­грузочными реостатами или передается в общую электрическую сеть, что позволяет утилизировать механическую энергию испытываемого двигателя.

При работе электрической машины в режиме электрического двигателя - характеристика гидравлического (например, для пуска двигателя, или снятия его тормозных характери­стик) ток подается как в обмотку возбуждения, так и в цепь якоря. В результате взаимодействия магнитных полей якоря и статора на якоре возникает крутящий момент, а на статоре — реактивный момент, направленный в сторону, противоположную на­правлению вращения якоря.

Для измерения крутящего момента, развиваемого дви­гателем, используются динамометры.