Единое окно доступа к образовательным ресурсам

Испытания двигателей внутреннего сгорания и топливной аппаратуры дизелей: Учебное пособие для лабораторных занятий

Голосов: 0

Учебное пособие "Испытания двигателей внутреннего сгорания и топливной аппаратуры" предназначено для лабораторных занятий студентов инженерного факультета по специальностям: 190601 - Автомобили и автомобильное хозяйство; 190603 - Сервис и техническая эксплуатация; 110301 - Механизация сельского хозяйства; 110304 - Технология обслуживания и ремонта машин в АПК всех форм обучения. Студенты курс теории ДВС и практически выполняют цикл лабораторных работ по стендовым испытаниям и регулировкам двигателей внутреннего сгорания (ДВС) и топливной аппаратуры (ТА). Учебно-методическое пособие по выполнению таких лабораторных работ и анализу полученных результатов подготовлены с использованием действующих ГОСТов и ТУ, а также с учетом реальных особенностей и условий эксплуатации двигателей и топливной аппаратуры.

Приведенный ниже текст получен путем автоматического извлечения из оригинального PDF-документа и предназначен для предварительного просмотра.
Изображения (картинки, формулы, графики) отсутствуют.
                                       20




              Рис. 1.3. Контрольно-измерительный стенд КИ-22205:
1 - подставка электронного измерительного блока; 2 - тумблер включения
стенда в сеть; 3 - блок электроники; 4 - клавиша «Угол»; 5 - клавиша «По-
дача»; 6 - индикаторные лампы «Частота вращения»; 7 - кнопка «Пуск»; 8 -
индикаторные лампы «Число циклов»; 9 - кнопка «Стоп»; 10 - тумблер
включения блока электроники в сеть; 11 - переключатель циклов; 12 - ко-
жух; 13 - тумблеры управления датчиками начала впрыскивания; 15 - ма-
ховичок зажима кожуха; 16 - стрелка-указатель; 17 - контрольные риски;
18 - ручка поворота кожуха; 19 - фотодатчик; 20 - прижим датчиков начала
вспрыскивания; 21 - электрошкаф; 22 - рукоятка вентиля; 23 - заземляющее
устройство; 24 - трехэлементная кнопочная станция управления электро-
двигателем вала привода стенда; 25 - двухэлементная кнопочная станция
управления электродвигателем привода насоса высокого давления; 26 -
маховичок изменения частоты вращения вала привода стенда

дом проливки. На передней панели и кожухе 12 выбиты кон-
трольные риски 17, которые должны быть совмещены при уста-
новке на стенд топливного насоса высокого давления (ТНВД) с
несимметричным профилем кулачка. При испытании ТНВД
тумблером 10 включить блок электроники в сеть. Предваритель-
но установить топливный насос и соединить его трубопроводами:


                                    21

от бака I; к фильтру III; от насоса стенда IV. Контроль за часто-
той вращения вала привода производится по индикаторным лам-
пам 6.
     Для определения угла начала впрыска нажать клавишу 4
«Угол» и включить один из тумблеров 13 датчиков впрыскивания
соответствующей секцией топливного насоса. Индикаторные
лампы 8 покажут значение угла начала впрыска. При определе-
нии величины подачи насосными элементами набрать переклю-




        Рис. 1.4. Прибор КИ-3333 для регулировки и испытания форсунок:
1 - корпус прибора; 2 - винт для выпуска воздуха; 3 - винт для крепления
эксцентрика привода плунжера насоса; 4 - зажим; 5 - крышка горловины
топливного бака; 6 - спускная пробка; 7 - указатель уровня топлива; 8 - ру-
коятка насоса; 9 - крышка насоса; 10 - установочная плита; 11 - топливо-
провод высокого давления; 12 - кронштейн; 13 - зажим; 14 - испытуемая
форсунка; 15 - подсветка; 16 - кран для включения и отключения маномет-
ра; 17 - камера впрыска; 18 - секундомер; 19 - выключатель электрического
тока; 20 - манометр; 21 - корпус манометра; 22 - крышка воздушной тур-
бинки; 23 - вилка подключения прибора в электрической сети; 24 - шланг
подвода воздуха; 25 - штепсельный разъем; 26 - кран подачи воздуха; 27 -
съемные вставки; 28 - кран отключения насоса и подачи топлива к испы-
туемой форсунке; 29 - вариант исполнения прибора с электродвигателем


                                   22




               Рис. 1.5. Схема подачи топлива в приборе КИ-3333:
1 - бак; 2 - фильтр; 3 - плунжерный насос; 4 - клапанная коробка; 5 и 6 -
краны; 7 - манометр; 8 - гидроаккумулятор; 9 - форсунка; 10 - вентилятор;
11 - воздушная турбинка; 12 - кран подвода воздуха

чателем 11 необходимое число циклов, нажать клавишу 5 «По-
дача» и включить кнопку 7 «Пуск». При этом электромагнит ото-
двинет заслонку, преграждающую доступ топлива в мензурки.
Топливо польется в мензурки. После того как кулачковый вал на-
соса совершит заданное количество оборотов (число циклов),
электромагнит обесточится и заслонка перекроет доступ топлива
в мензурки. Контроль отсчета количества циклов производится
по индикаторным лампам 8. Для подготовки следующего замера
нажать на кнопку «Стоп».

      Прибор КИ-3333. Прибор КИ-3333 (рис. 1.4) предназначен
для регулирования и испытания форсунок автотракторных двига-
телей. Состоит из корпуса, в котором смонтированы насос высо-
кого давления, гидроаккумулятор, фильтр тонкой очистки топли-
ва, камера впрыска, вентилятор с приводом от турбины или элек-
тромотора, держатель форсунок, панель прибора. Топливный бак
расположен в корпусе прибора. Прибор подключается к воздухо-


                              23

проводу или в электрическую сеть 220 В. Схема работы прибора
показана рис. 1.4. Топливо из бака 1 через фильтр 2 поступает в
плунжерный насос 3. Через клапанную коробку 4 и гидроаккуму-
лятор 8 насос нагнетает топливо в форсунку 9. Давление в систе-
ме контролируют по манометру 7. Величину потока регулируют
краном 5, манометр подключают краном 6. Распыленное топливо
из камеры впрыска отсасывается вентилятором 10, конденсиру-
ется и возвращается в бак.
     Периодически, не реже одного раза в неделю, приборы про-
веряют на герметичность. Для этого глушат штуцер трубки высо-
кого давления, прокачивают систему до удаления воздуха, соз-
дают давление 38 МПа и после снижения давления до 35 МПа
включают секундомер. Время снижения давления с 35 до
34,5 МПа не менее 3 мин.


          1.2. Оборудование для проведения испытаний
                двигателей внутреннего сгорания

     Испытательный стенд и аппаратура для испытания дви-
гателей внутреннего сгорания. Испытательный стенд должен
иметь оборудование для измерения следующих показателей: кру-
тящего момента двигателя с точностью ± 0,5 % от максимальных
показаний, на которые рассчитана измерительная система (мак-
симального значения на шкале динамометра); частоты вращения
коленчатого вала с точностью ± 0,5 %; расхода топлива с точно-
стью ± 1 %; температуры всасываемого воздуха с точностью
± 1 °С; температуры охлаждающей жидкости с точностью ± 2 °С;
температуры масла с точностью ± 2 °С; температуры топлива с
точностью ± 2 °С; температуры отработавших газов с точностью
± 20 °С; температуры газа (у газовых двигателей) с точностью
± 2°С; барометрическое давление с точностью ± 200 Па; давление
масла с точностью ± 20 кПа; угла опережения зажигания или на-
чала подачи топлива с точностью ± 1° поворота коленчатого вала;
давления наддува с точностью 0,05 кПа.
     Измерениям подлежат температуры: всасываемого воздуха
на расстоянии не более 0,15 м от входного отверстия в воздухо-


                              24

очиститель; отработавших газов на расстоянии не более 0,1 м за
выходным фланцем выпускного трубопровода двигателя; охлаж-
дающей жидкости на выходе из головки; масла в масляном баке
(картере) двигателя; воздуха, входящего в вентилятор системы
охлаждения двигателя воздушного охлаждения, на расстоянии не
более 0,15 м от входного коллектора; двигателя воздушного ох-
лаждения в точках, указанных в технических условиях на двига-
тель; топлива в устройстве для измерения расхода топлива или на
входе в топливную систему двигателя.
     Измерениям подлежат давления: атмосферное; воздуха по-
сле вентилятора системы охлаждения двигателя воздушного ох-
лаждения в месте, указанном в технических условиях на двига-
тель; отработавших газов у выходного фланца выпускного тру-
бопровода; у двигателей с наддувом - перед и после турбоком-
прессора; масла в смазочной системе - в местах, указанных в тех-
нических условиях на двигатель.
     При испытании автотракторных и комбайновых двигателей
применяют различные виды тормозов в зависимости от целей ис-
пытаний и материального обеспечения.
     В зависимости от способа создания тормозного момента
различают механические, воздушные, гидравлические, индуктор-
ные и электрические тормоза постоянного и переменного тока.
     Электрические тормоза используют не только для торможе-
ния, но и для пуска и определения мощности механических по-
терь. Они нашли наибольшее применение в учебных лаборатори-
ях сельскохозяйственных вузов как менее дорогие и более дос-
тупные. При кратковременных испытаниях, связанных со сняти-
ем характеристик, электрические тормоза отвечают по точности
требованиям ГОСТ 18509-80 и ГОСТ 14846-81.
     Балансирная машина представляет собой электродвигатель с
фазным ротором, подвешенный на стойках с помощью двух
опорных цапф, закрепленных на плите (рис. 1.6). Это обеспечива-
ет электродвигателю качание относительно продольной оси.
     При работе машины создается реактивный момент для по-
ворота корпуса электродвигателя, соединенного с весовым уст-
ройством.


                                   25




                     Рис. 1.6. Балансирная машина в сборе:
1 - балансирная электромашина; 2 - пульт контрольных приборов; 3 - из-
меритель электротахометра; 4 - термометр для воды; 5 - циферблат весово-
го механизма; 6 - манометр; 7 - термометр для масла; 8 - рычаг управления
подачей топлива; 9 - тяга рычага; 10 - подвижная колонка; 11-зажимный
болт; 12 - карданный вал; 13 - защитный кожух; 14 - датчик электротахо-
метра; 15 - привод тахометра; 16 – монтажная плита; 17 - задняя стойка; 18
– крышка

     Электромашина работает в двух режимах: двигательном и
генераторном. В двигательном - при частоте вращения ниже син-
хронной, а в генераторном - выше синхронной. При этом элек-
тромашина вырабатывает электрический ток и часть его отдает в
питающую сеть.
     Вал ротора электромашины соединяется с испытуемым дви-
гателем с помощью двухшарнирного карданного вала.
     Весовой механизм представляет собой маятниковый сило-
измеритель, служащий для замера тормозного момента при испы-
таниях. Момент передается на корпус электромашины, который


                                   26




                       Рис. 1.7. Жидкостный реостат:
1 - сливная пробка; 2 - регулятор температуры; 3 - центробежный насос; 4 -
кожух; 5 - электроды; 6 - исполнительный механизм; 7 - маховик; 8 - про-
тивовес; 9 - бак

связан с весовым механизмом и демпфером. Весовой механизм
смонтирован на стойке, закрепленной на монтажной плите.
     Жидкостный реостат (рис. 1.7) служит для пуска электро-
машины и регулирования частоты вращения ротора при работе в
двигательном режиме и регулирования нагрузки в генераторном
режиме.
     Реостат состоит из бака 9, наполняемого водным раствором
кальцинированной соды. В верхней части бака установлен вал, на
котором при помощи изоляторов крепятся электроды 5. Каждый
электрод соединен с фазой обмотки ротора, и через раствор про-
исходит их замыкание. Чем ниже опускаются электроды, тем
больше активная площадь и меньше межфазное сопротивление в
обмотках ротора и больше сила тока. Изменяя силу тока в двига-
тельном режиме, изменяют и частоту вращения ротора электро-
машины, а в генераторном - тормозную мощность.


                                 27




               Рис. 1.8. Электрическая схема тормозного стенда:
Р - рубильник; МП - магнитный пускатель; Л - сигнальные лампы; БМ -
балансирная машина - асинхронный электродвигатель с фазным ротором;
ДВС - испытуемый двигатель внутреннего сгорания; ВР - жидкостный
реостат в цепи ротора; ЦН - насос системы охлаждения жидкостного рео-
стата

      Центробежный насос 3 предназначен для перемешивания
раствора с целью выравнивания теплового поля и уменьшения
испарения воды.
      Бак реостата имеет двойные стенки. В пространство между
ними подается охлаждающая вода через регулятор температуры
2, служащий для поддержания температуры раствора в пределах
50...60 °С. В качестве раствора используют 1...2 % раствор
Nа2СО3. Уровень раствора должен быть не ниже 100 мм от верх-
него края бака.


                             28

                          РАБОТА № 2
               2. Регулировочные характеристики

      Назначение характеристики - определение влияния изме-
няющихся режимных или конструктивных факторов на опти-
мальные регулировки и определение влияния регулировок на по-
казатели работы ДВС и ТА.
      Цель работы – изучить устройство и принцип действия
оборудования и приборов, применяемых при стендовых испыта-
ниях ДВС и ТА, освоить методики снятия, расчета опытных дан-
ных и построения регулировочных характеристик, определить
оптимальные значения некоторых регулировочных параметров.
      Задачи работы:
      - изучить методики снятия регулировочных характеристик;
      - изучить устройство и принцип действия оборудования и
приборов, применяемых при снятии регулировочных характери-
стик;
      - на основе проведения стендовых испытаний получить
опытные и расчетные данные параметров, построить регулиро-
вочные характеристики дизеля по установочному углу опереже-
ния впрыскивания топлива, карбюраторного двигателя по углу
опережения зажигания и топливного насоса высокого давления
(ТНВД) по изменению давления начала впрыскивания форсунки;
      - провести анализ характера изменения кривых;
      - определить оптимальные режимы работы и значения регу-
лируемых параметров.


           2.1. Регулировочная характеристика ТНВД
     по изменению давления начала впрыскивания форсунки

     Установите на стенд для испытания топливной аппаратуры
комплект форсунок, отрегулированных на давление начала впры-
скивания 12,5 МПа. Включите стенд, установите заданную посто-
янную частоту вращения и равное ей количество циклов на задат-
чике электронного блока. Зафиксируйте рычаг управления регу-
лятором в положении, соответствующем максимальному скоро-
стному режиму. Нажатием кнопки «Пуск» при включенной кноп-


                             29

ке «Подача» на электронном блоке введите в действие счетный
механизм. По истечении заданного количества циклов шторка
стенда автоматически закроет поступление топлива в мерные ем-
кости. Выключите стенд.
     По данным количества поступившего топлива рассчитайте
значения цикловой подачи и неравномерности подачи топлива
насосными секциями. Полученные данные нанесите на график.
     Замените комплект форсунок. Выполните аналогичные дей-
ствия для комплектов форсунок, отрегулированных на давление
начала впрыскивания 15,0 МПа, 17,5 МПа и 20,0 МПа.
     Проанализируйте данные. Определите оптимальное значе-
ние давления начала впрыскивания форсунок.


      2.1.1. Анализ регулировочной характеристики ТНВД
     по давлению начала впрыскивания топлива форсункой

     Регулировочная характеристика ТНВД по давлению начала
впрыскивания топлива форсункой (рис. 2.1) снимается при посто-
янной частоте вращения кулачкового вала насоса, фиксированном
положении органа управления подачи топлива (рейки) и заданном
постоянном количестве циклов (впрыскиваний).
     Комплекты форсунок, устанавливаемые на стенд для испы-
тания топливной аппаратуры, должны быть предварительно отре-
гулированы по давлению начала впрыскивания с точностью
± 0,05 МПа.
     Увеличение давления начала впрыскивания форсунки влечет
за собой снижение цикловой подачи насоса вследствие роста гид-
равлических потерь при впрыскивании через неплотности и со-
пряжения плунжерных пар. Причем относительный рост гидрав-
лических потерь и, как следствие, снижение цикловой подачи при
повышении давления начала впрыскивания форсунки увеличива-
ются.
     Снижение цикловой подачи насоса при постоянном режиме
его работы вызывает рост неравномерности подачи топлива по
отдельным секциям, т.к. одно и то же отклонение цикловой пода-
чи секции от среднего значения при уменьшении этого среднего
значения увеличивается в процентном отношении.



    
Яндекс цитирования Яндекс.Метрика