1. Виды испытаний и их назначение

Под испытаниями понимается экспериментальное определение количественных и (или) качественных характеристик свойств объекта испытаний (в данном случае ДВС), как результата того или иного воздействия на него. Испытания являются заключительным этапом процесса разработки, расчёта и изготовления (постройки) ДВС, т.е. заключительным этапом технологической цепи.

Испытания являются комплексной оценкой конструкции в целом на предмет её соответствия техническим требованиям и современному уровню развития ДВС. Испытания также используются как средство изучения рабочих процессов ДВС с целью их дальнейшего совершенствования. Без постановки сложных экспериментов невозможно развитие теории ДВС. Испытания ДВС служат для объективной проверки различных предположений и рекомендаций. Основными составляющими любых испытаний являются: постановка вопроса, планирование испытаний и объяснение результатов.

Вид испытаний – классификационная группировка испытаний по определённому признаку.

В зависимости от назначения испытания можно классифицировать следующим образом.

Исследовательские, проводимые с целью изучения определённых характеристик и свойств объекта (двигателя).

Доводочные, проводимые при разработке или модернизации ДВС с целью достижения заданных значений его выходных характеристик или показателей.

Испытания, связанные с вводом ДВС в эксплуатацию (постановкой на производство) и текущим его контролем в процессе производства. К ним относятся испытания: предварительные, приёмочные, аттестационные, ведомственные, предъявительские, квалификационные, приёмо-сдаточные, инспекционные, контрольные, длительные контрольные и сертификационные. В свою очередь приёмочные испытания могут быть ведомственными, межведомственными и государственными.

Исследовательские испытания ДВС. С какими целями проводят исследовательские испытания?

Научные исследования ДВС представляют собой совокупность методологических, теоретических, вычислительных и экспериментальных работ, направленных на совершенствование ДВС. Общей задачей является повышение надёжности ДВС, улучшение их технико-экономических и экологических показателей.

Какие виды характеристик снимаются, как правило, при исследовательских испытаниях?

При проведении исследовательских испытаний решаются следующие задачи:

совершенствование ДВС; разработка новых ДВС; форсирование ДВС; апробация материалов или новых топлив; исследование рабочих процессов; уточнение методов расчёта ДВС; выбор оптимальных вариантов конструкции узлов; оценка тепловых и динамических нагрузок, проектирование и отработка микропроцессорных систем управления (МПСУ), уточнение методов диагностирования ДВС. Результаты научно-исследовательских испытаний позволяют выявить характер процессов, , протекающих в двигателе, установить причины возникающих в нём явлений, уточнить существующие методы расчёта, также могут послужить основой для дальнейших теоретических обощений.

Какие основные положения фиксируются в методиках исследовательских испытаний?

Вместе с тем в методике фиксируются также все те положения, которые отмечены в стандартах, предназначенных для любых видов испытаний ДВС: характеристика объекта, набор ФВ, выбор установки, выбор СИ, порядок проведения испытаний, форма представления результатов, что более подробно рассматривается ниже.

В зависимости от целевого назначения того или иного этапа испытаний выделяют: регулировочные, детонационные, испытания для оценки токсичности и дымности ОГ, испытания на безотказность, пусковые испытания и т.д.

Какие методы позволяют сократить объём и стоимость исследовательских испытаний?

В целях экономии времени и средств при проведении исследовательских испытаний (равно, как и при доводочных испытаниях) часто используются: планирование многофакторных экспериментов, методы моделирования объекта испытаний или его компонентов, испытания на безмоторных установках (БМУ), испытания на одноцилиндровых установках (ОЦУ), испытания на моделирующих стендах.

Испытания на безмоторных установках характерны для исследования отдельных агрегатов ДВС или для исследования отдельных его систем.

По сравнению с испытаниями на многоцилиндровых двигателях отработка рабочего процесса на ОЦУ может быть проведена со значительно меньшими затратами средств и более полно. Основное достоинство ОЦУ также заключается в том, что испытания, проводимые с её использованием, свободны от неопределённости, характерной для многоцилиндрового двигателя и связанной с неравномерностью работы отдельных цилиндров.

Доводочные испытания ДВС. Что такое доводочные испытания ДВС?

Доводочные испытания по ГОСТ 16504 трактуются как исследовательские испытания, проводимые при разработке продукции с целью оценки влияния вносимых в неё изменений для достижения заданных значений показателе её качества. Доводочные испытания проходят все вновь создаваемые ДВС, а также ДВС, подлежащие модернизации.

Какие двигатели и когда подвергаются доводочным испытаниям?

Доводочные испытания планируются разработчиком ДВС и проводятся в соответствии с общим планом опытно-конструкторских работ (ОКР).

Доводочные испытания ДВС в общем случае проводятся как на моторном стенде, так и на реальной машине, для которой предназначен данный двигатель.

Для испытаний используются полноразмерные опытные образцы ДВС со штатной комплектацией. Под опытным образцом понимается ДВС, изготовленный по вновь разработанной рабочей документации и предназначенный для проверки путём испытаний соответствия его заданным техническим требованиям с целью принятия решения о возможности постановки его на производство. На начальном этапе доводочных испытаний в качестве объекта испытаний может использоваться макетный образец, который упрощённое воспроизведение объекта, но при условии сохранения основных конструктивных особенностей реального ДВС.

Цели доводочных испытаний.

Цель таких испытаний заключается в проверке соответствия оценочных показателей ДВС расчётным и при необходимости доведения их до требований, установленных техническим заданием (ТЗ).

В чём принципиальные отличия доводочных испытаний от исследовательских?

Доводочные испытания ДВС в значительной части носят научно-исследовательский характер и сохраняют некоторые черты исследовательских испытаний. Это выражается в большем наборе характеристик и измеряемых ФВ по сравнению с тем, который предусмотрен стандартами для типовых испытаний. Испытания отдельных элементов и узлов ДВС при доводочных испытаниях могут носить исследовательский характер.

Программа и методика испытаний.

Работа на стадии создания серийной конструкции ДВС обычно проводится в группах, основанных на разделении труда и глубокой специализации. Организуются конструкторские, расчётные и испытательные отделы или группы для разработки узлов, деталей или систем. Процесс делится на ряд ступеней, включающих в себя разработку проекта, разработку конструкции, заготовку узлов и деталей, постройку образца (или образцов), испытания на стендах, испытания на объекте применения, разрешение на сборку серийного образца, типовые испытания, внедрение в серию. Особое значение имеют длительные испытания образцов в условиях экстремальных нагрузок для подтверждения надёжности данного ДВС в условиях эксплуатации. Поскольку этот этап проходит на поздней стадии разработки ДВС, то при обнаружении недостатков возникают потери времени на анализ недостатков, изменение конструкции, замену деталей или изготовление новых опытных образцов и на проведение новых длительных испытаний.

При традиционной методике при доводочных испытаниях уточняются или подбираются регулировки систем топливоподачи, зажигания, наддува и т.д. Это в общем случае требует снятия соответствующих регулировочных характеристик по составу смеси, углу опережения зажигания (или впрыскивания), по давлению наддува, по противодавлению на выпуске и по разрежению на впуске (последние два типа регулировочных характеристик также предназначены для ДВС с наддувом). Заключительная оценка показателей двигателя проводится по внешней скоростной и нагрузочным характеристикам. Оцениваются показатели токсичности и дымности ОГ по соответствующим методикам. В процессе доводочных испытаний проверяется действительный характер взаимодействия систем на развёрнутом двигателе.

Вместе с тем остаётся неизменной методика оценки выходных показателей на режимах максимальной мощности и максимального крутящего момента. Определяются также пусковые свойства двигателя, условные механические потери. Особое место занимает оценка надёжности и долговечности двигателя с использованием периодически повторяющихся циклов.

Приёмочные испытания ДВС. Какие ДВС подвергаются этим испытаниям?

Приёмочные испытания – контрольные испытания опытных образцов (или опытной партии), проводимые с целью принятия решения о целесообразности постановки изделия на производство и (или) использования его по назначению, а также возможности реализации. При проведении этих испытаний проводится оценка всех предусмотренных ТЗ характеристик объекта, а также проверяется соответствие опытного образца требованиям ТЗ в условиях, максимально приближенных к условиям его реальной эксплуатации на объекте применения.

Какие испытания ДВС предшествуют приёмочным? Каким требованиям должен удовлетворять ДВС перед этими испытаниями?

Предварительные испытания – контрольные испытания, проводимые с целью предварительной оценки опытных образцов (или партии) продукции на предмет их соответствия требованиям технического задания (ТЗ), а также для определения возможности их предъявления на приёмочные испытания.

Каким процедурам и в каком объёме подвергают ДВС до и после этих испытаний?

Перед началом испытаний двигатель разбирают, проводят микрометраж основных деталей, собирают и обкатывают в течении 10 часов. Определяют габариты двигателя, его вес, емкостные объёмы системы охлаждения и смазки. После испытаний составляют отчёт о соответствия двигателя проектному заданию, современность и совершенство его конструкции и надёжность.

Какие основные группы (3) показателей определяются при проведении данных испытаний?

1. Определение рабочих показателей двигателя по характеристикам (ВСХ, НХ, характеристика ПХХ и ХХ), РХ для дизеля. 2. Определение условных мех потерь и равномерности работы цилиндров (прокрутка, выключение цилиндров). 3. Испытания на безотказность и долговечность. Безотказность – это на циклах 3-4 часа каждый (пуск, прогрев, ХХ, полная нагрузка, ХХ с остановкой). Длительность цикла зависит от типа двигателя, рабочего объёма и предназначении. 300-400 час ДсИЗ, 450-500 Дизель.

В каком случае двигатель считается не выдержавшим испытаний?

Выход агрегата для замены которого требуется снятие головки или поддона, поломок, аварийных заеданий. Необходимость замены деталей (т.к. невозможна эксплуатация). Снижение мощности и увеличение расхода на 5% по сравнению с заданным. Повышенный расход масла. Низкое давление масла

Как отражается выход из строя в процессе испытаний внешних агрегатов на оценку кондиционности ДВС?

Двигатель снимают с испытаний

Серийные испытания ДВС. Какие ДВС подвергаются этим испытаниям и когда они проводятся?

Проводят в условиях массового производства. Серия – это группа однотипных ДВС, одинаковых по сроку службы и обладающих полной взаимозаменяемостью.

Виды серийных испытаний (3), их назначение, содержание, периодичность, комплектация ДВС

1. Приёмо-сдаточные проходят все серийные ДВС. Двигатели устанавливают на стенды, обкатывают по установленной программе. Если обнаруживаются неисправности, то его отправляют на устранение неисправностей, а затем повторно испытывают. 2. Контрольные (кратковременные) их цель соответствие технико-экономических показателей их утверждённым техническим условиям. При испытании определяют мощностные и нагрузочные показатели путём снятия ВСХ и НХ. Длительно-контрольные: цель проверка качества изготовления двигателей + соответствие их показателям техническим условиям. Определяют устойчивость работы ДВС, токсичность, надёжность. Двигатель, не прошел контрольные испытания если оценочные показатели утверждённой технической характеристике или в процессе работы обнаружены дефекты.

В каких случаях проводится тот или иной вид испытаний? Какие основные группы показателей определяются при проведении того или иного вида данных испытаний? В каком случае двигатель считается не выдержавшим испытаний? Как отражается выход из строя в процессе испытаний внешних агрегатов на оценку кондиционности ДВС?

Испытания, проводимые в процессе выпуска ДВС, называются серийными.

Согласно ГОСТ Р 15.201 используется понятие категории испытаний, под которой понимается вид испытаний, характеризуемый организационным признаком их проведения и принятия решений по результатам оценки объекта в целом. К ним относятся предварительные и приёмочные испытания.

В зависимости от места проведения испытаний различают: стендовые, лабораторные, натурные, модельные, эксплуатационные и т.д.

В зависимости от длительности испытаний: сокращённые, ускоренные.

По характеру испытаний их можно разделить на две группы:

научно-исследовательские и типовые. Научно-исследовательский характер типичен для исследовательских и доводочных испытаний. Типовые испытания выполняются по процедурам, строго регламентированным стандартами и (или) ведомственными правилами. Такой характер испытаний типичен частично для доводочных испытаний, но в наибольшей степени для испытаний, связанных с постановкой ДВС на производство и его сопровождения в процессе производства.