Гергенов С.М. (Составитель) Испытания автомобильных двигателей. Часть 1. Характеристики автомобильных двигателей. Стендовые испытания дизелей

Подождите немного. Документ загружается.

Объемный расход

топлива определяется с

помощью прибора, на-

зываемого штихпробе-

ром, который состоит

из мерных колб шаро-

образной формы, со-

единенных между со-

бой узкими переходами

с метками. По органи-

зации и принципу из-

мерения определение

объемного расхода то-

плива аналогично рас-

смотренному массово-

му способу с той лишь

разницей, что вместо

измерения времени

расхода заданной мас-

сы топлива измеряют время расхода объемной дозы.

Для измерения мгновенных объемных расходов топлива

применяют флоуметры и ротаметры.

Индикаторы являются устройствами для индицирова-

ния ДВС, т.е. записи быстроизменяющихся давлений рабо-

чего тела в цилиндре работающего двигателя в зависимости

от угла поворота коленчатого вала или хода поршня. По

принципу действия индикаторы подразделяют на электроп-

невматические и электрические.

С помощью электропневматического индикатора (рис.

18) можно получить многоцикловую (за сотни циклов рабо-

ты ДВС) индикаторную диаграмму двигателя. За один цикл

индикатор фиксирует только две точки (одну при сжатии и

одну при расширении), причем с каждым циклом эти точки

фиксируются при разных давлениях. На снятие индикатор-

ной диаграммы затрачивается 1…2 минуты.

Рис. 17. Система измерения расхода

топлива массовым способом

1 – весы; 2 – мерный бачок; 3 – трех-

ходовой кран; 4 – топливный бак; 5

–

разновесы.

Датчик давления мембранного типа 1 (рис. 15) устанав-

ливается в головке цилиндра двигателя. На тонкую сталь-

ную мембрану датчика с одной стороны действует давление

газов в цилиндре, а с другой стороны – давление воздуха в

пневмосистеме. Давление в пневмосистеме с помощью кра-

на 12 постепенно изменяется от максимального, превы-

шающего максимальное давление р

в цилиндре, до атмо-

сферного. В такте сжатия, когда давление в цилиндре боль-

Рис. 18. Схема электропневматического индикатора.

1 – датчик давления; 2 – тиратронный преобразователь; 3 – бара-

бан; 4 - электропроводящая бумага; 5 – разрядник; 6 – пружина; 7

–

гильза; 8 – плунжер; 9 – масляная полость; 10 – масляный ресивер;

11 – баллон; 12 и 14 – краны; 13 – вентиль; 15 – муфта; I – первич-

ная цепь; II – вторичная цепь.

ше давления в пневмосистеме, мембрана прогибается и, со-

прикасаясь с электрическим контактным стержнем, уста-

новленным около нее, замыкает электрическую цепь. При

этом к тиратронному преобразователю 2 поступает импульс

электрического тока низкого напряжения. В такте расшире-

ния, когда давление в цилиндре меньше, чем в пневмоси-

стеме, мембрана прогибается в обратную сторону, размыкая

электрическую цепь. В момент размыкания цепи в тира-

тронном преобразователе вновь возникает импульс электри-

ческого тока низкого напряжения.

Тиратронный преобразователь предназначен для преоб-

разования импульсов низкого напряжения, поступающих от

датчика давления, в импульсы высокого напряжения , кото-

рые подаются к разряднику 5 регистрирующего устройства.

Регистрирующее устройство состоит из барабана 3, на

котором закрепляется токопроводная бумага 4, плунжерной

пары (гильзы 7 и плунжера 8) с пружиной и разрядника 5.

Барабан с помощью муфты 15 соединяют с коленчатым ва-

лом двигателя таким образом, чтобы при положении порш-

ня индицируемого цилиндра в ВМТ игла разрядника нахо-

дилась напротив метки ВМТ барабана.

Разрядник, соединенный с плунжером, может переме-

щаться вдоль барабана на расстояние, пропорциональное

давлению воздуха в пневмосистеме. В моменты замыкания

и размыкания электрической цепи мембраной датчика пере-

мещение разрядника пропорционально также давлению га-

зов в цилиндре.

При каждом импульсе высокого напряжения, подводи-

мом от тиратронного преобразователя, между разрядником

и токопроводной бумагой возникает искровой разряд, кото-

рый оставляет на бумаге точечный след. Расстояние каждо-

го из точечных следов по длине барабана пропорционально

давлению газов в цилиндре, а расстояние по окружности от

линии, соответствующем ВМТ, - углу поворота коленчато-

го вала.

Из электрических индикаторов наиболее распространен

пьезокварцевый индикатор, к основным элементам которого

относятся пьезокварцевый преобразователь давления, по-

тенциометрический преобразователь хода поршня, усили-

тель и электронно-лучевая трубка.

Принцип работы пьезокварцевого преобразователя ос-

нован на использовании известного в физике пьезоэлектри-

ческого эффекта, когда пропорционально давлению, дейст-

вующему на кварцевые пластины, возбуждается электриче-

ский ток, который после усиления подается на горизонталь-

ные пластины электронно-лучевой трубки, что вызывает от-

клонение электронного луча по вертикали пропорционально

поданному напряжению, а следовательно, и давлению газов

в цилиндре.

Отклонение электронного луча по горизонтали осуще-

ствляется под действием усиленного электрического сигна-

ла, который подается на вертикальные пластины трубки от

преобразователя хода, подсоединенному к коленчатому валу

двигателя.

Таким образом, на экране электронно-лучевой трубки

возникает изображение свернутой индикаторной диаграммы

одиночного цикла в координатах р-S или р-V.

Пульт управления испытательным стендом (на приме-

ре стенда КИ-5274) представляет собой (рис. 19) металличе-

ский каркас из уголка, обшитый листами. На передней па-

нели пульта имеются органы управления стендом и испы-

тываемым ДВС, а также контрольно-измерительные прибо-

ры. Внутри пульта выполнена коммутация электрических

проводов и крепление корпусов приборов. Пульт имеет сле-

дующие напряжения питания: переменное однофазное 220 В

и постоянное 12 В. Однофазное переменное напряжение

служит для питания приборов: потенциометров 1…3, указа-

телей 4…6, электронного тахометра 10 и сигнальных ламп

20…23 и 24. Кроме того, однофазное напряжение служит

для управления и питания коммутационной аппаратуры

(электромагнитных пускателей) силовой трехфазной цепи

стенда. Постоянное напряжение 12 В служит для питания

приборов – указателей давления масла 13, температуры во-

ды 14 и уровня топлива 15, а также сигнальных ламп 15…18

и индикатора мощности двигателя ИМД-Ц 11.

Принцип работы пульта управления испытательным

стендом заключается в следующем. При включении рубиль-

ника силового шкафа (поз. 5 рис. 12), пульт подключается к

сети однофазного напряжения 220 В, о чем свидетельствует

загорание контрольной лампы 19. При этом ножи реостата

находятся в поднятом положении (при другом положении

ножи автоматически поднимаются из электролита). Для пи-

тания электрической машины стенда трехфазным напряже-

нием 380 В нажимается кнопка «Пуск» 23 (рис. 19) включе-

ния контактора силового шкафа с характерным щелчком и

загорания контрольной лампы 20. В этом случае в сеть си-

Рис. 19. Пульт управления стендом КИ-5274

1…3 – потенциометрические указатели температур, соответствен-

но, ОГ, воды и воздуха; 4…6 – указатели давления, соответственно,

масла, топлива и воздуха; 7 – переключатель термопар; 8, 10, 12

–

выключатели, соответственно, электронного тахометра, индикатор

ИМД-Ц и постоянного напряжения 12 В; 9 – тахометр; 11 – инди-

катор ИМД-Ц; 13…15 – указатели, соответственно, давления масла,

температуры воды и уровня топлива; 16…22, 32 – контрольные

лампы; 23…31 – кнопки управления; 33 – счетчик оборотов.

лового напряжения включается обмотка возбуждения стато-

ра электрической машины и жидкостной реостат (для от-

ключения силовой цепи необходимо нажать кнопку «Стоп»

25). Далее, при нажатии кнопки «↓» 26 включается электро-

привод ножей реостата, опускающий ножи в электролит. В

результате замыкается цепь обмотки возбуждения ротора

электрической машины. При удержании кнопки 26 в нажа-

том положении частота вращения вала электротормоза воз-

растает. При отпускании кнопки - частота вращения остает-

ся постоянной. Для подъема ножей реостата и уменьшения

частоты вращения вала тормоза необходимо нажать и удер-

живать кнопку «↑» 27. В крайних положениях ножей рео-

стата электропривод ножей автоматически обесточивается

концевыми выключателями даже при нажатых кнопках

управления. Моменты полного погружения и выхода ножей

из электролита фиксируются по контрольным лампам 21 и

22.

Кнопки «n↑» 28 и «n↓» 29 (рис. 19) предназначены, со-

ответственно, для увеличения и уменьшения подачи топлива

в двигатель. При этом частота вращения ДВС либо возрас-

тает, либо уменьшается. Кнопка 24 служит для включения

звуковой сигнализации (электрического звонка). Для дис-

танционного останова дизельного ДВС предусмотрена

кнопка управления 30 соленоидом, сердечник которого свя-

зан с рычагом отсечки подачи топлива ТНВД. Назначение

остальных элементов управления и контрольно-

измерительных приборов пульта объясняется преподавате-

лем или учебным мастером непосредственно в лаборатории

при ознакомлении с устройством стенда.

4. ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ

ПРИ ПРОВЕДЕНИИ ИСПЫТАНИЙ

При испытании автомобильных двигателей необходимо

строго соблюдать правила техники безопасности.

Возможными источниками опасности при испытаниях

двигателей могут быть:

1) вращающиеся детали двигателя и тормоза;

2) воспламенение горючих и смазочных материалов;

3) наличие горячих деталей выпускной системы двигателя

и системы охлаждения;

4) высокое напряжение в системе зажигания двигателя и

опасность поражения током в системе питания электротор-

моза;

5) токсичность продуктов сгорания в отработавших газах,

наличие паров топлива.

В целях обеспечения безопасности во время испытания

двигателей студенты проходят инструктаж по технике безо-

пасности. Инструктаж проводится на лабораторном занятии,

посвященном ознакомлению с оборудованием лаборатории,

и регистрируются в специальном журнале с распиской каж-

дого студента о прохождении инструктажа.

Все студенты обязаны выполнять следующие правила по

технике безопасности:

1) Категорически запрещается курить и пользоваться от-

крытым огнем в помещении лаборатории.

2) Запрещается включение приборов, кнопочных включа-

телей, рубильников, вращение вентилей, передвижных ры-

чагов управления и другие действия без указания препода-

вателя или учебного мастера.

3) Запрещается непосредственная работа на испытательной

установке лицам, имеющим развевающиеся концы одежды

(полы халата, платья, шарфы).

4) Запрещается проводить любые испытания одному.

5) Перед пуском двигателя необходимо включать устрой-

ство для приточной и вытяжной вентиляции помещения ла-

боратории.

6) Запрещается засасывание топлива ртом в шланг и про-

дувка ртом трубопроводов.

7) При пуске двигателя и во время его работы запрещается

находится в плоскостях вращения ротора тормоза и соеди-

нительных муфт даже при наличии ограждения, а также в

плоскости вращения шкивов двигателя.

8) Запрещается касаться к вращающимся деталям двигате-

ля, к выхлопному коллектору и выхлопному газопроводу

двигателя во избежании ожогов.

9) При появлении ненормальных стуков и шумов в двига-

теле, тормозной установке или соединительной муфте, а

также при значительном падении давления масла двигатель

необходимо перевести на частоту вращения, соответствую-

щую режиму холостого хода, путем снижения подачи топ-

лива с одновременным полным снятием нагрузки. После ох-

лаждения двигатель следует остановить для выяснения при-

чин и устранения возникших неисправностей.

10) В аварийных ситуациях и при возникновении пожара

двигатель должен быть немедленно остановлен, даже под

нагрузкой.

11) По окончании работы необходимо отключать топливные

баки, рубильники силовой сети и закрывать краны водопро-

водной магистрали.

12) Заправку топливного бака производить только при нера-

ботающем двигателе.

13) Не допускается подтекание топлива в топливопроводах,

баках и приборах системы питания двигателя, а также за-

грязнения его топливом и маслом.

14) Нельзя оставлять в лаборатории загрязненные обтироч-

ные материалы и хранить топливо и тару из-под топлива.

15) Запрещается протирать двигатель или другие механизмы

тормозной установки бензином, а также мыть бензином ру-

ки или чистить одежду. При работе с этилированным бензи-

ном не допускать попадания его на одежду.

16) Перед началом проведения лабораторных работ руково-

дитель должен ознакомить студентов с правилами техники

безопасности на рабочем месте, сопровождая практическим

показом безопасных приемов труда.

Студенты, не прошедшие инструктажа по технике безо-

пасности, к работам в лаборатории двигателей не допуска-

ются.

5. ОСНОВНЫЕ ПРАВИЛА ИСПЫТАНИЙ

ДВС И ОБРАБОТКИ РЕЗУЛЬТАТОВ

5.1. Основные условия испытаний

и порядок выполнения лабораторных работ

В испытательном боксе студенты распределяются по из-

мерительным участкам испытательного стенда, где знако-

мятся с показаниями приборов: измеряемые параметры, це-

на деления прибора, пределы измерения и др.

Все работы по испытаниям двигателей проводятся в со-

ответствии с ГОСТ 14846-81 и 491-95, согласно которым

должны выдерживаться следующие общие условия:

1) Перед пуском необходимо убедиться в готовности дви-

гателя и тормозного устройства к работе (наличие в требуе-

мом количестве масла и охлаждающей жидкости в системах

двигателя, топлива в топливном баке, электролита в баке

реостата, подключение стенда к электрической сети и т.д.).

Далее, необходимо открыть кран топливного бака и поста-

вить переключающий ходовой кран устройства для измере-

ния расхода топлива в положение «работа», при котором

обеспечивается подача топлива к двигателю.

2) Моторист и студент, обслуживающий тормозное устрой-

ство, занимают рабочие места.

3) При пуске карбюраторного двигателя необходимо вклю-

чить систему электрического зажигания, после чего начать

принудительное вращение коленчатого вала двигателя. Пе-

ред этим воздушную заслонку карбюратора необходимо

прикрыть, чтобы создать за счет возникающего в смеси-

тельной камере карбюратора разрежения предельно воз-

можное переобогащение смеси. Это необходимо для того,

чтобы при испарении в холодном двигателе наиболее лету-

чих головных фракций получить смесь паров топлива и воз-

духа, по составу соответствующую пределам воспламеняе-

мости.

4) После первых вспышек в цилиндрах необходимо от-

крыть воздушную заслонку карбюратора и прикрыть дрос-

сельную заслонку, установив малую частоту вращения хо-

лостого хода.

5) Прогревание двигателя после пуска осуществляется в

режиме средней угловой скорости без нагрузки до темпера-

туры охлаждающей жидкости на выходе из двигателя в пре-

делах 310…320 К и температуры масла 300…310 К.

6) Выведение двигателя на заданный режим связано с

дальнейшим прогреванием его до равновесного состояния,

характеризующегося (для большинства двигателей) темпе-

ратурами охлаждающей жидкости на выходе из двигателя в

пределах 348…358 К и масла 353…373 К. Двигатель нагру-

жают до заданного режима работы. Нагружение двигателя

достигается одновременно плавным увеличением подачи

топлива и повышением величины тормозного момента пу-

тем изменением величины тока в цепи якоря или обмотки

возбуждения электротормоза нагрузочным реостатом.

7) Остановка двигателя под нагрузкой категорически вос-

прещается, поскольку это приводит к резкому падению уг-

ловой скорости коленчатого вала и сопровождается возник-

новением больших инерционных нагрузок в кривошипно-

шатунном механизме двигателя. Двигатель перед останов-

кой необходимо разгрузить согласованным уменьшением

подачи топлива и величины тормозного момента до малой

частоты вращения холостого хода, после чего остановить.

Остановка карбюраторного двигателя достигается выклю-

чением системы зажигания, а дизеля – отсечкой подачи то-

плива рычагом регулятора ТНВД. После чего, отключают

электротормоз от сети, закрывают топливный кран и венти-

ли систем охлаждения двигателя и реостата электротормоза.

8) Показатели двигателя должны определятся при устано-

вившемся режиме работы. Регистрируемые данные должны

представлять собой устойчивые средние значения, непре-

рывно наблюдаемые не менее 1 мин с изменениями не более

± 2 % в промежутке этого времени.

При определении каждой характеристики количество

точек замера должно быть не менее шести (достаточное для

того, чтобы при построении характеристики выявить форму

и характер зависимости параметра во всем диапазоне обсле-

дуемых режимов).

В процессе проведения испытаний каждый студент за-

писывает показания порученных ему приборов на отдель-

ных листах бумаги с обязательным указанием номера заме-

ра. Начало замера производится по сигналу руководителя.

5.2. Правила обработки результатов испытаний

По окончании испытания снятые показания приборов

всех измерительных участков записываются в соответст-

вующие графы протокола установленной формы. Все под-

счеты при обработке результатов испытания должны произ-

водится с точностью до трех значащих цифр, которые зано-

сятся в соответствующие графы протокола. После заполне-

ния протокола испытания по результатам замеров и расче-

тов строятся необходимые графики.

Для построения графиков используется миллиметровая

бумага формата А4 размером 297х210 мм с выполнением

полей и рамок. Масштабы изображаемых величин выбира-

ются кратными 2, 5, 10, 100 с расчетом наилучшего отобра-

жения исследуемого процесса и равномерного размещения

зависимостей на графике. Для каждой лабораторной работы

взаимное расположение зависимостей проводится в виде

типового графика. Для нахождения по графикам промежу-

точных значений необходимо на осях координат наносить

равномерные шкалы масштабов для каждой зависимости с

обозначением параметра и его размерности.

Экспериментальные точки на графиках, полученные в

результате непосредственного измерения, или точки основ-

ного исследуемого параметра, как-то: М, n, P, G

, g

обво-

дятся кружками или обозначаются другими значками или

соединяются плавной кривой по лекалу. Кривая должна

корректировать произведенные замеры и отражать действи-

тельное протекание процесса, поэтому экспериментальные

точки замеров, вследствие отклонения режима от заданного

и случайных ошибок измерений, могут не лежать непосред-

ственно на кривой, а находиться вблизи нее.

При подсчете производных величин, такие как N

, g

других в соответствующие формулы подставляются значе-

ния замеряемых величин, взятые по координатам точек, ле-

жащих на скорректированных кривых, построенных ранее

по результатам замеров. В этом случае точки на кривых

производных величин какими-либо знаками не выделяются.

Для отчета по работе студент должен предъявить запол-

ненный протокол испытаний, построенные графики и отве-

тить на вопросы по проделанной лабораторной работе.

Студенты, не оформившие предыдущую лабораторную

работу (протокол, графики), к выполнению последующей

работы не допускаются.

5.3. Основные расчетные формулы

Эффективный крутящий момент двигателя, Н⋅м:

твесе

9,81РМ l

⋅

(9)

где Р

вес

- усилие на динамометре тормоза, кгc; l

= 0,7162 -

плечо тормоза, м.

Среднее эффективное давление, МПа:

10256,1р

⋅

⋅⋅=

−

(10)

где V

- рабочий объем одного цилиндра двигателя, л; i –

число цилиндров.

Эффективная мощность двигателя, кВт:

9550

nМ

⋅

(11)

Часовой расход топлива, кг/час:

ДG

3,6G

⋅= (12)

где ∆G - масса дозы топлива в г, израсходованного за время

измерения τ, с.

Удельный эффективный расход топлива,

чкВт

⋅

10 ⋅=

g (13)

Условную мощность механических потерь на трение:

9550

nМ

⋅

(14)

Индикаторная мощность на каждом нагрузочном режи-

ме:

мei

NNN += (15)

а механический к.п.д.:

з =

(16)

Индикаторный к.п.д. находят из выражения:

ти

GН

N3600

⋅

(17)

где Н

= 42,5 - низшая теплота сгорания дизельного топлива,

МДж/кг.

В формулы (10), (11), (13), (17) подставляются скор-

ректированные значения величин M

, G

, полученные из

соответствующих графиков.

5.4. Приведение показателей ДВС к

нормальным атмосферным условиям

Показатели двигателя зависят от атмосферных условий

(давления, температуры и влажности воздуха). Так, напри-

мер, при уменьшении температуры и увеличении давления

увеличивается плотность, а следовательно, и масса заряда в

цилиндре, что приводит к повышению мощности двигателя.

Кроме того, атмосферные условия оказывают влияние на

протекание рабочих процессов двигателя.

Для того, чтобы иметь возможность сопоставлять ре-

зультаты испытаний, проведенных в разное время и, следо-

вательно, при разных атмосферных условиях, и для сопос-

тавления результатов испытаний с данными технических

характеристик двигателей, мощностные показатели, а в не-

которых случаях и экономические показатели двигателя,

принято приводить к стандартным условиям.

Согласно ГОСТ 14846-81 при испытаниях двигателей на

режимах полной подачи топлива мощность, крутящий мо-

мент и среднее эффективное давление приводят к следую-

щим стандартным условиям:

- барометрическое давление В

=100 кПа (750 мм рт. ст.);

- температура воздуха Т

=298 К (+25 °С);

- относительная влажность воздуха ϕ=36 % (давление во-

дяных паров 1,2 кПа (9 мм рт. ст.));

- температура дизельного топлива

С) 25( К298Т

++= ;

- плотность дизельного топлива

823,0с

кг/см

При испытании автомобильных дизелей принято также

приводить к стандартным условиям часовой расход топлива,

причем поправка вводится только на изменение температу-

ры окружающего воздуха.

Приведение к стандартным условиям производится с

помощью эмпирического поправочного коэффициента (см.

ниже таблицу 1).

Давление сухого воздуха во время испытаний равно ба-

рометрическому давлению за вычетом парциального давле-

ния водяных паров. При относительной влажности воздуха

50 % и принятых стандартных атмосферных условиях пар-

циальное давление водяных паров составляет около 9 мм

рт. ст., поэтому стандартными считается давление сухого

воздуха выше 20 ºС, а давление воздуха ниже 751 мм рт. ст.,

то полученные при испытаниях показатели двигателя долж-

ны быть увеличены на указанные в табл. 1 величины.

Таблица 1

Изменение мощности, крутящего момента,

среднего эффективного давления, %

Условия

применения

поправок

4-тактные двигатели с

искровым зажиганием

4-тактные дизели

При изменении темпе-

ратуры воздуха на каж-

дые 10 ºС в диапазоне от

10 ºС до 60 ºС

1,8 2,2

При изменении давле-

ния воздуха на каждые

10 мм рт. ст. в диапазо-

не не ниже 600 мм рт.

ст.

1,35 1,35

Если температура воздуха при испытаниях ниже 20 ºС, а

давление воздуха выше 751 мм рт. ст., то полученные дан-

ные должны быть уменьшены на соответствующую величи-

ну.

Приведение показателей двигателя, указанных в форму-

лах (9)…(12), к стандартным атмосферным условиям произ-

водится по формулам:

е.о.

= М

⋅А (18)

е.о.

= р

⋅А (19)

е.о.

= N

⋅А (20)

т.о.

= G

⋅С (21)

где N

е.о.

, р

е.о.

, М

е.о.

, G

т.о.

- показатели, приведенные к стан-

дартным атмосферным условиям; N

, р

, М

, G

- показатели

двигателя, при измеренные при испытаниях; А и С - коэф-

фициенты, учитывающие поправки на температуру и давле-

ние, которые удобно подсчитывать по следующим

выражениям:

- для бензиновых двигателей с воспламенением от искры:

А = 1+(t

окр

-20)⋅1,8⋅10

-3

+(751+Р

-В

)⋅1,35⋅10

-3

(22)

- для дизелей:

А = 1+ (t

окр

-20)⋅2,2⋅10

-3

+(751+Р

-В

)⋅1,35⋅10

-3

(23)

С = 1+ (t

окр

-20)⋅1,5⋅10

-3

(24)

где t

- температура окружающего воздуха при испытаниях в

ºС, определяемая с точностью ± 0,5 ºС; Р

- парциальное

давление водяных паров в воздухе в мм рт. ст. во время ис-

пытаний.

Определение удельного расхода топлива, приведенного

к нормальным атмосферным условиям в карбюраторном

двигателе, работающем при полном открытии дроссельной

заслонки, проводятся по формуле:

ео

g ⋅= ,













⋅чкВт

(25)

а в дизеле при предельном положении рейки ТНВД по фор-

муле:

ео

то

g ⋅=













⋅чкВт

(26)

Для определения парциального давления водяных паров

в воздухе необходимо знать абсолютную или относитель-

ную влажность воздуха. Напомним, что

абсолютной влаж-

ностью воздуха

называется вес пара, содержащегося в 1 м

воздуха, а

относительной влажностью воздуха - отношение

содержания водяного пара при данном давлении и темпера-

туре.

С достаточной точностью можно считать, что парциаль-

ное давление водяных паров равно:

100

нn

⋅

(27)

где

- относительная влажность воздуха в %; Р

- парци-

альное давление насыщенного водяного пара в воздухе при

данной температуре.

Если известна относительная влажность и температура

воздуха, то с помощью таблицы 2 и формулы (27) можно

определить парциальное давление водяного пара P

Таблица 2

С 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9

0 4,58 4,95 5,29 5,68 6,10 6,54 7,01 7,51 8,05 8,61

10 9,21 9,84 10,52 11,23 11,98 12,79 13,63 14,53 15,48 16,48

20 17,54 18,65 19,83 21,07 22,38 23,76 25,21 26,74 28,35 30,04

30 31,82 33,69 55,66 37,73 39,90 42,17 44,56 47,07 49,69 52,44

40 55,32 58,34 61,50 64,60 68,26 71,88 75,65 79,60 63,71 88,02

50 92,51 97,18 102,2 112,5 118,0 123,8 129,8 129,8 136,1 142,6

Табличное значение Р

находится на пересечении гори-

зонтальной строки, имеющей в заголовке десятки градусов,

и столбца, соответствующего последней цифре температу-

ры. Например, при температуре 34 ºС в четвертой строке и

пятом столбце находим Р

= 39,90 мм рт. ст.

Влажность воздуха можно определить с помощью пси-

хрометра. Психрометр состоит из двух одинаковых термо-

метров, у одного из которых шарик с жидкостью обернут

легкой тканью, смоченной водой. В результате испарения

жидкости с поверхности ткани и теплообмена между жид-

костью и окружающим воздухом температура, показывае-

мая вторым термометром (смоченным) t

см

будет ниже, чем

температура сухого термометра.

Температура смоченного термометра зависит от условий

движения воздуха около шарика термометра. Поэтому в со-

временных психрометрах, как правило, осуществляется

принудительное движение воздуха около термометра со

скоростью 2 м/сек (психрометры Ассмана).

По разности показаний сухого и смоченного термометра

с помощью таблицы, или специальных графиков, прилагае-

мых к прибору, можно определить относительную влаж-

ность воздуха. При отсутствии таких графиков величину

парциального давления водяного пара в воздухе можно оп-

ределить с достаточной точностью по психометрической

формуле:

оcмсухнп

В)t(tкРР

⋅

−

⋅

−

(28)

где Р

- парциальное давление насыщенного водяного пар

при температуре, показываемой смоченным термометром

(определяется по табл. 2); t

сух

- температура сухого термо-

метра; t

см

- температура смоченного термометра; В

- баро-

метрическое давления в мм рт. ст.; К - постоянный коэффи-

циент психрометра (для аспирационного психрометра типа

Ассмана к = 0,000662).

По ГОСТ 14846-81 точность определения относительной

влажности воздуха при испытаниях двигателей должна со-

ставлять

±2 %.

Вопросы для самопроверки:

1. Каково назначение испытаний ДВС?

2. Перечислите виды испытаний ДВС?

3. Какова комплектация двигателя при контрольных

испытаниях?

4. Какие параметры ДВС измеряются при стендовых

испытаниях по ГОСТ 14846-81?

5. Что такое характеристика холостого хода ДВС?

6. Что такое характеристика внутренних (механиче-

ских) потерь ДВС?

7. Что такое многопараметровая характеристика ДВС?

8. Что такое регуляторная характеристика ДВС?

9. Как классифицируются тормозного устройства стен-

дов?

10. Каков принцип работы лопастного гидротормоза?

11. Каков принцип работы дискового гидротормоза?

12. Каков принцип работы электрического тормоза?

13. Как осуществляется выбор типа тормозного устрой-

ства и его мощности?

14. Каковы особенности системы охлаждения испыта-

тельного стенда?

15. Каков принцип работы квадрантного динамометра?

16. Как измеряется температура и давление при стендо-

вых испытаниях ДВС?

17. Как измеряется расход воздуха при стендовых испы-

таниях ДВС?

18. Как измеряется расход топлива при стендовых испы-

таниях ДВС?

19. Каков принцип работы электропневматического ин-

дикатора?

20. Каков принцип работы пьезокварцевого индикатора?

21. Каково устройство пульта управления стендом КИ-

5274 и принцип его работы?

6. Лабораторная работа 1

ИССЛЕДОВАНИЕ НАГРУЗОЧНОЙ

ХАРАКТЕРИСТИКИ ДИЗЕЛЯ КАМАЗ-740

Цель работы:

1. Исследовать закономерность изменения мощности дви-

гателя по мере увеличения цикловой подачи топлива.

2. Исследовать зависимость изменения расходов топлива и

других параметров от нагрузки.

3. Определить минимальное значение удельного расхода

топлива и точку начала дымления.

Методика снятия нагрузочной характеристики

После прогрева двигателя одновременным плавным ре-

гулированием подачи топлива, перемещением рейки ТНВД

и регулировкой тормоза выводят двигатель на максимальное

значение крутящего момента при выбранном скоростном

режиме. Полученный режим работы будет соответствовать

максимальной мощности двигателя при заданной частоте

вращения. Через некоторое время, достаточное для стабили-

зации теплового состояния и скоростного режима двигателя,

после корректировки частоты вращения, производят заме-

ры:

1) температуры охлаждающей жидкости (воды),

°С;

2) температуры масла t

, °С;

3) давления масла р

, МПа;

4) усилия на весах тормоза Р

вес

, кгс;

5) времени

τ расхода заданной дозы топлива ∆G

, с;

6) температуры воздуха t

, °С.

Далее переходят к следующему режиму, уменьшая

цикловую подачу топлива перемещением рейки топливно-

го насоса и одновременно поддерживая регулировкой тор-

моза прежнюю заданную частоту вращения. После стаби-

лизации теплового состояния и скоростного режима произ-

водят необходимые замеры. Так, последовательно умень-

шая цикловую подачу топлива и сохраняя постоянным за-

данную частоту вращения коленчатого вала двигателя, по-

лучают 6…8 точек характеристики. В области нагрузки от

emax

до 0,6⋅N

emax

замеры следуют производить более часто,

т.е. при небольшом интервале изменения мощности, с це-

лью более точного выявления зоны минимального удель-

ного расхода топлива. Минимальные нагрузки обычно ог-

раничиваются 15…20 % мощности на данном скоростном

режиме.

Для более полного и наглядного анализа полученных ре-

зультатов необходимо определять по нагрузочной характе-