Поршневі двигуни внутрішнього згоряння (ДВЗ) - основний тип двигунів; встановлюються на автомобілях і тракторах.

Автомобільні двигуни (АД), виготовлені вітчизняною автомобільною промисловістю, цілком досконалі, в їх конструкції практично використані всі основні досягнення науки і практики, що забезпечують досить високі показники літрової і поршневий потужності, економічності, надійності і довговічності.

Технічні можливості сучасних автомобільних двигунів дозволяють тривалий час, що значно перевищує гарантійні терміни, працювати без істотних змін потужних і економічних показників. Однак на практиці експлуатація автомобільних двигунів нерідко проводиться за зниженими показниками, що викликаються як технічними несправностями, так і невідповідністю основних регулювань систем двигуна оптимальним, рекомендованим підприємствами-виробниками.

У зв'язку з цим технічно грамотний контроль і об'єктивна перевірка якості роботи автомобільних двигунів в процесі експлуатації має першорядне значення в загальному комплексі заходів, спрямованих на підвищення ефективності, економічності, надійності і довговічності автомобільного двигуна.

На сучасному рівні розвитку науки про виробництво і експлуатації автомобілів об'єктивний контроль якості роботи автомобільних двигунів неможливий без глибокого знання основ техніки проведення випробувань.

Вивчення курсу "Автомобільні двигуни" студентами автомобільних спеціальностей передбачає виконання ряду лабораторних робіт з випробування автомобільних двигунів: зняття основних регулювальних, швидкісних і навантажувальних характеристик; визначення складу відпрацьованих газів та теплового балансу автомобільного двигуна з проведенням його індиціювання. Такі роботи дозволяють найбільш повно показати правомірність теоретичних основ курсу та прищепити студентам методичні та практичні навички виконання експериментів.

Цілі лабораторного практикуму:

1. Вивчити види, обсяги, умови і методи стендових випробувань автомобільних двигунів з урахуванням рекомендацій діючих стандартів.

2. Ознайомитися з устаткуванням, вимірювальними засобами і приладами, що застосовуються під час стендових випробувань автомобільних двигунів.

3. Отримати навички самостійно проводити основні типові випробування та обробку результатів випробувань автомобільних двигунів.

4. Навчитися будувати графіки характеристик по кожному виду випробувань і проводити аналіз побудованих характеристик з урахуванням конструктивних, режимних, регулювальних та інших факторів для надання оцінки основних показників роботи автомобільних двигунів (ефективності, економічності, токсичності, довговічності та ін).

Знання теорії двигунів, глибоке вивчення методів різних видів випробувань і вміння аналізувати дані випробувань автомобільних двигунів дозволить майбутнім інженерам в процесі їх практичної роботи застосовувати науково обгрунтовані методи визначення технічного стану автомобільних двигунів, проводити діагностику його вузлів і систем.

Дані методичні вказівки допоможуть студентам полегшити вивчення обладнання стендів для випробування ДВЗ, вимірювальних засобів і приладів, що залучаються для експериментального дослідження сталих режимів роботи автомобільних двигунів.

1. Вимоги до випробувального стенду і вимірювальних засобів.Точність вимірювань

У лабораторних умовах випробування автомобільних двигунів проводяться на спеціальних випробувальних стендах, оснащених необхідними обладнанням та вимірювальними засобами.

Випробувальні стенди повинні забезпечити можливість:

а) зміни режиму роботи автомобільного двигуна від холостого ходу до повного навантаження, і від мінімальної до максимальної частоти обертання колінчастого вала, а також підтримки необхідних швидкісних і навантажувальних режимів протягом необхідного часу;

б) зміни теплового стану автомобільного двигуна в потрібному напрямку і підтримки необхідного теплового стану протягом необхідного часу;

в) здійснення під час роботи автомобільного двигуна необхідних регулювань в відповідності до мети випробувань, наприклад, зміни кута випередження запалювання або складу суміші при випробуваннях двигунів з іскровим запалюванням, або ж кута випередження упорскування при випробуваннях дизельних двигунів та інших регулювань;

г) проведення з необхідною точністю виміру всіх необхідних параметрів, що характеризують стан автомобільного двигуна і його роботу;

д) надійної і безаварійної, роботи двигуна;

е) дистанційного керування роботою автомобільного двигуна ;

Обладнання та вимірювальні засоби випробувальних стендів вибираються в залежності від виду випробувань. Для проведення типових випробувань автомобільних двигунів, обсяги яких визначаються стандартами, випробувальний стенд повинен мати такі вимірювальні засоби та обладнання:

а) пристрій для установки і закріплення двигуна;

б) гальмівну установку;

в) пристрій для з'єднання двигуна з гальмом;

г) пристрій, що забезпечує охолодження двигуна;

д) пристрій для відведення відпрацьованих газів за межі приміщення, де знаходиться стенд;

е) пристрій для живлення двигуна паливом і повітрям;

ж) органи управління двигуном;

з) пульт для управління двигуном та проведення вимірювань;

і) пристрій для вимірювання крутного моменту двигуна;

к) прилад для вимірювання витрати палива і повітря;

л) прилади для вимірювання частоти обертання колінчастого вала двигуна і часу;

м) прилади для вимірювання температури повітря , що всмоктується двигуном, а у двигунів повітряного охолодження - також для вимірювання температури повітря перед входом в систему охолодження і на виході з неї, охолоджуючої рідини (у двигунів з водяним охолодженням), відпрацьованих газів, палива (у дизелів), газів (у газових двигунів);

н) прилади для вимірювання тиску навколишнього повітря, оливи в магістралі системи змащення двигуна, тиску в паливній системі (у дизелів), повітря після нагнітача у двигунів з наддувом, а також прилади для вимірювання розріджень і тисків у впускний і випускний системах двигуна;

о) прилад для вимірювання кута випередження запалювання у двигунів з іскровим запалюванням з кута випередження упорскування палива у дизелів;

п) прилад для вимірювання відносної вологості навколишнього повітря.

Для проведення спеціальних випробувань стенди обладнюються пристроями і приладами, наприклад приладами для газового аналізу, індиціювання двигунів, вимірювання витрати охолоджуючої масла, шумності, вібрацій і т.п.

До вимірювальних засобів, що встановлюються на випробувальні стенди, пред'являються такі вимоги:

а) забезпечувати задану точність вимірювання всіх необхідних параметрів; стабільність свідчень в реальних умовах випробувань при наявності зовнішніх збурюючих факторів (вібрації, коливань напруги в електричній мережі лабораторії, зміни температури навколишнього середовища тощо); необхідна швидкодія при одночасному виключення можливості появи перешкод протіканню досліджуваних процесів або спотворення вимірюваних параметрів;

б) мати малі габарити, просту і зручну. конструкцію для спостережень, регулювань і обслуговування. Всі вимірювальні засоби застосовувані при випробуваннях АД, повинні періодично перевірятися або тарований відповідно до існуючих положень про контроль вимірювальних приладів.

Від правильного вибору вимірювальних засобів залежить порівнянність отримуваних результатів та їх достовірність. Вибір-вимірювальних засобів необхідно пов'язувати з вимогами точності вимірювань і характером проведених випробувань.

При типових випробуваннях параметри повинні вимірюватися з такою точністю; не менше:

Крутний момент АД …………………………………………………0,5%

Частота обертання колінчастого вала …..…………………………..0,5%

від номінальної частоти обертання

Сумарне число обертів…………………………………………….....1,0 %

Витрата палива, визначається способом:

ваговим ………………………………………………......... 0, 5%

об'ємним …………………………………………............... 1,0 %

Температура,.°С:

повітря …………………………………………… .............. 2,0

відпрацьованих газів ............................................................. 20 0

води ...........................................................................................1.0

газів (у газових двигунів) …………………………………...1.0

Тиск:

повітря…………………………………………… 1.0 мм.рт.ст.

масла ........………………………………………………1кгс/см²

відпрацьованих газів……………………………………….3.0%

в паливній системі у дизелів………………………………3,0%

розрідження………………………………………………..1.0%.

Кут випередження запалювання або вприскування

палива……………………………………………. .............1.0%.

кута повороту колінчастого валу

Витрата кратерних газів……………………………………………3.0%

Відносна вологість навколишнього повітря………………………2.0%

Зазначені величини включають неточність вимірювальних приладів і похибки відліку.

Показання вимірювальних засобів та достовірність результатів випробувань в значній мірі залежать від точності підтримці заданого режиму випробувань.