Класифікація та умови випробувань.(модульне.)

Випробування здійс­нюються з метою: контролю якості виготовлених або відремон­тованих двигунів; контролю виконання договірних гарантій; ви­значення параметрів, які характеризують якість двигунів; до­слідження нових моделей двигунів, впливу різноманітних конс­трукційних і експлуатаційних параметрів на роботу двигунів; вирішення завдань, пов'язаних з тепловими процесами, конс­трукцією, застосуванням інших палив і олив тощо.

Випробовують двигуни здебільшого з використанням спеціаль­них установок — стендів (іноді безпосередньо на тракторі чи ав­томобілі).

Стенди для випробувань оснащують спеціальними приладами та обладнанням для вимірювання тих чи інших параметрів.

Стендові випробування двигунів поділяють на: приймально-здавальні — з метою контролю якості виготовлення, збирання й регулювання; періодичні короткочасні — для контролю відпові­дності основних параметрів двигунів, що перебувають в експлу­атації, технічним умовам; періодичні тривалі — для контролю стабільності параметрів і безвідмовності в стендових умовах двигунів, що перебувають в експлуатації; типові — для контро­лю ефективності змін, впроваджених у конструкцію чи технологію виготовлення; попередні — для контролю якості виготов­лення дослідних зразків; атестаційні — для визначення техніч­ного рівня двигунів, що перебувають в експлуатації, та підгото­вки їх до державної атестації якості (випробування здійснюють за програмою періодичних тривалих випробувань і за спеціаль­ною програмою, узгодженою з користувачем); граничні — для визначення меж припустимих значень параметрів під дією пев­них факторів.

Під час стендових випробувань мають виконуватися вимоги техніки безпеки і виробничої санітарії, передбачені стандарта­ми, технічними умовами та технічною документацією підприємств-виготівників на двигуни, стенди, пристрої та прилади, палива, оливи, охолодні рідини; деталі, що обертаються, мають бути споряджені захисними щитками; випускні труби — термоізольовані так, щоб температура їхніх зовнішніх поверхонь не перевищувала 70 °С. Обов'язкове дотримання також таких умов:

» двигуни серійного виготовлення та дослідні зразки нових і модернізованих двигунів перед випробуваннями мають бути термоізольовані так, як встановлено відповідною технічною до­кументацією;

> температура навколишнього повітря під час випробувань має бути в межах 10 - 40 °С, атмосферний тиск — 600 - 825 мм рт.ст.;

> температура палива на вході в паливну систему двигуна має підтримуватися в межах, встановлених у технічній документації заводу-виготівника (для підтримування потрібної температури можна застосовувати допоміжну систему охолодження);

> випробування здійснюють на паливі й оливі, визначених у технічній документації заводу-виготівника;

> температуру охолодної рідини та оливи в двигуні слід під­тримувати в межах, зазначених у технічних умовах на двигун;

* кількість точок замірювання у процесі випробувань має бу­ти достатньою для того, щоб під час побудови характеристик визначити форму й характер кривої у всьому діапазоні обстежу­ваних режимів;

> показники двигуна мають визначатися в усталеному режимі роботи (крутний момент, частота обертання колінчастого вала, температура охолодної рідини, температура оливи можуть змі­нюватись за час вимірювань не більш ніж на ± 2 %);

> значення крутного моменту, частоти обертання колінчастого вала й витрати палива потрібно визначати одночасно; у прото­кол заносять середнє арифметичне значення двох послідовних вимірювань, які не можуть відрізнятися один від одного більш ніж на ± 2 %;

> після закінчення випробувань складають звіт, в якому наво­дять висновки щодо відповідності двигуна технічним умовам.

З метою взаємного припрацювання тертьових поверхонь де­талей, а також для виявлення дефектів ремонту й збирання застосовують обкатування відремонтованих двигунів на обкатувально-гальмівних стендах. Залежно від потужності двигунів, які обкатують, використовують стенди різної потужності — від КИ-5542 (37 кВт) до КИ-5274 (160 кВт).

За частоти, нижчої від синхронної, стенд працює в режимі електродвигуна (холодне обкатування), а за частоти, вищої від синхронної — в режимі гальма (гаряче обкатування).

Обкатують двигуни на штатних моторних оливах або на спе­ціальній обкатувальній (можливе застосування спеціальних присадок).

Послідовність обкатування на стенді: холодне, гаряче без на­вантаження, гаряче обкатування з навантаженням. Холодне об­катування двигунів здійснюють упродовж ЗО хв ступінчасте на різних швидкісних режимах. За потреби регулюють зазори в клапанному механізмі.

Гаряче обкатування без навантаження двигунів КамАЗ, ЗІЛ, ЗМЗ виконують упродовж 10 - 15 хв з частотою обертання 1400 хв-¹, двигунів Д-240 (245), СМД-62 (64) — по 5 хв з часто­тами відповідно 1000, 1500, 2000 хв"¹

Перед гарячим обкатуванням з навантаженням зливають обкатувальну оливу й заливають свіжу моторну. Дизельні дви­гуни рекомендують обкатувати на швидкісних режимах, близь­ких до номінальних, зі ступінчастою зміною навантаження.

 

Опрацювання результатів.

Методи випробувань унормовані, як зазначалося вище, відповідними стандартами. Результати вимірювань і розрахунків заносять у протокол.

Під час випробувань потужність, крутний момент і середній ефективний тиск коригують до стандартних умов: атмосферний тиск — 750 мм рт. ст.; температура повітря + 25 °С; відносна вологість повітря — 35 %; температура дизельного палива + 25 °С; густина дизельного палива — 0,823 т/м³.

Для приведення отриманих показників до стандартних умов їх множать на поправкові коефіцієнти.

За даними вимірювань, отриманими в процесі випробувань двигуна, а також за результатами розрахунків будують графіки. Точки, отримані експериментальне, наносять на графіки, точки на розрахованих кривих не ставлять.

Для визначення певних параметрів роботи двигуна в процесі випробувань використовують такі терміни та формули.

Крутний момент двигуна М_К визначають за формулою

М_К = Р_В l,

де Р_В — показ вимірювального пристрою, Н; l — плече вагового пристрою, м.

Середній ефективний тиск:

для чотиритактного двигуна

для двотактного —

 

де V_h — робочий об'єм циліндра, л; і — кількість циліндрів.

Розрізняють поняття: потужність нетто — ефективна по­тужність, віднята від колінчастого вала двигуна, виготовленого, відрегульованого й обкатаного відповідно до технічної докумен­тації, затвердженої в установленому порядку на двигун за по­вністю відкритого дроселя (двигун з іскровим запалюванням) чи повної подачі палива (дизель), в разі укомплектованості двигуна серійним обладнанням і пристроями згідно з Додатком 1 (ГОСТ 14846-86); потужність брутто — те саме, в разі укомплекто­ваності двигуна згідно з Додатком 2 (ГОСТ 14846-86); умовна індикаторна потужність циліндра — різниця між ефективною потужністю і потужністю, яку виробляє двигун з такою самою частотою обертання колінчастого вала, але з вимкненим в одно­му з циліндрів запалюванням (або з припиненою подачею палива в один із циліндрів); умовна потужність механічних втрат — потужність, що витрачається на подолання тертя в двигуні, на приведення в дію пристроїв, які обслуговують двигун, і на насос­ні втрати.

Витрату повітря Q„ визначають приладами, які безпосе­редньо реєструють цей параметр, або за формулою

де ΔV_П — виміряний об'єм повітря, м³; ţ_П — тривалість вимі­рювання витрати повітря, с.

Запас крутного моменту М (у відсотках) обчислюють за залеж­ністю

де М_Кmax — максимальне значення крутного моменту двигуна за швидкісною характеристикою, Н • м; М_{К Nmax} — значення крутного моменту, що відповідає максимальній потужності дви­гуна за швидкісною характеристикою, Н • м.

Умовний механічний ККД для методу прокручування колін­частого вала двигуна

де N — потужність нетто (брутто) за певної частоти обертання колінчастого вала, отримана під час визначення швидкісної ха­рактеристики двигуна, кВт; N_Т — потужність, витрачена на прокручування колінчастого вала двигуна за відповідної частоти його обертання, кВт.

Мінімальною частотою обертання холостого ходу назива­ють мінімальну частоту обертання колінчастого вала, встановле­ну в технічних умовах на двигун, яка забезпечує усталену його роботу на холостому ходу не менше 10 хв.

Питання для самоконтролю:

1.В чому полягає основне призначення навантажувальної характеристики?

2.З якою метою здійснюють випробування двигунів?

3.Які мають виконувитися вимоги під час стендових випробувань?

4.Які параметри реєструють під час випробувань двигуна?