Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги из ГПНТБ / Погорелый И.П. Обкатка и испытание тракторных и автомобильных двигателей

.pdf
Скачиваний:
19
Добавлен:
24.10.2023
Размер:
9.57 Mб
Скачать

Рис. 38. Жидкостный регулировочный реостат:

/ — бак; 2 — вал

электродов;

3 —

изолятор

электродов; 4

электрод; 5 — соединительная изоляционная планка; 6 — к о ж у х ;

7 — электропомпа;

в — р у к о я т к а ;

9 — вал привода электродов; 10 — червячная

передача;

11 ~~ автоматический клапан о х л а ж ­

дения; 12 — датчик

автоматического

клапана;

13 — патрубок

выхода воды из

рубашки

о х л а ж д е н и я .

До 1966 г. реостаты изготовляли с ручным приводом

вала электродов, состоящим

из червячной передачи 10

и вала

9 с рукояткой 8.

 

 

кожухом 6, пре­

Бак

реостата закрывается

сетчатым

дохраняющим оператора

от

случайного

прикосновения

к электродам и попадания в бак посторонних предме­

тов,

могущих

вызвать

повреждение.

 

 

 

С 1967 г. в электрическую схему стенда с машиной

АКБ

введен

реостат

с

электрическим

исполнительным

механизмом.

 

 

 

 

 

 

 

Применение

такого

механизма

позволило

устанав­

ливать реостаты на значительном расстоянии

от стен­

дов

и управлять

ими дистанционно

при

помощи

кнопок,

расположенных на пульте, который устанавливают в удобном для оператора месте.

Электролитом для реостата служит 1—3%-ный раст­ вор кальцинированной соды в воде.

Во время работы электрической машины в реостате выделяется тепло. Вследствие погружения электродов сверху тепло выделяется в верхних слоях электролита, а из-за плохой теплопроводности его верхние слои на­ греваются, а нижние остаются холодными.

В зависимости от силы тока, циркулирующего в це­ пи ротора, величины сопротивления реостата, подклю­ ченного к обмотке ротора, продолжительности работы электрической машины, количество тепла, выделяемо­ го в верхних слоях электролита, может быть значитель­

ным. В результате

этого верхние

слои

электролита

за короткое время

могут нагреваться

до

кипения.

Работа с кипящим электролитом вызовет интенсив­ ную убыль электролита из реостата и создаст неустой­

чивую нагрузку электрической машины.

 

Чтобы обеспечить

нормальную работу

электриче­

ской машины и реостата, в его конструкции

предусмот­

рены электропомпа 7

для перемешивания

электролита

и выравнивания его температуры и двойные стенки ба­ ка, через пространство между которыми пропускается охлаждающая вода.

Для поддержания температуры раствора не выше заданной на вводе охлаждающей воды в рубашку бака установлен автоматический клапан 1U с датчиком 12, погруженным в электролит через стенку бака.

Расход топлива при испытании двигателей опреде­ ляют весовым способом при помощи устройства,

101

Рис. 39. Весовое

устройство для

замера

 

расхода

топлива:

 

1 — весы; 2—мерная

 

банка;

3 — трубка; 4—

трехходовой кран;

5 — к р о н ш т е й н ;

6—уравнове­

шивающая

гиря;

7

и 8 — топливопроводы.

состоящего из весов /

(рис.

39),

установленных на крон­

штейне 5, прикрепляемом к стене, банки 2 и трехходо­ вого крана 4. При помощи крана можно подавать топ­ ливо из бака к двигателю, минуя весы, подавать топли­ во к двигателю и одновременно заливать топливо в банку, установленную на весах, подавать топливо из

банки к двигателю.

 

 

Топливо поступает

в

банку и из банки к двигателю

по трубке

3.

3

 

Пульт

управления

(см. рис. 56) стендом первых

выпусков смонтирован на плите вместе с весовым меха­ низмом, на котором, кроме циферблата, собраны

102

Рис. 40. График энергобаланса электростенда с асинхронной машиной:
Л 1 — э н е р г и я , потребляемая стен­ дом из сети при холодной обкат­ ке двигателя или вырабатываемая двигателем при горячей обкатке с нагрузкой; - А2 — энергия, расхо­ д у е м а я стендом на преодоление сопротивления двигателем при хо­ лодной обкатке или ж е отдавае ­ мая в сеть при горячей обкатке двигателя с нагрузкой; А3—энер­ гия, поступающая в реостат и в нем превращающаяся в тепло при работе стенда в обоих р е ж и м а х ; А, —. энергия, р а с х о д у е м а я в элек­
трической машине на трение в подшипниках, на вентиляцию и нагревание машины во время ра­ боты стенда.

тахометр 8, показывающий число оборотов вала элект­ рической машины 2, мано­ метр 6 для контроля давле­ ния масла в системе смазки двигателей, два дистанцион­ ных термометра 7 для крнтроля температуры масла в системе смазки и воды в си­ стеме охлаждения двигате­ ля, сигнальная лампа 5 и кнопки 9 управления.

На электростендах неко­ торых моделей, изготовляе­ мых с 1966 г., кнопки управ­ ления и две сигнальные лампы собраны в отдельном пульте, который по жела­ нию потребителя устанавли­ вают в любом месте (ди­ станционное управление). Контрольные же приборы собраны по-прежнему на пульте, смонтированном на одной плите с электрической машиной.

Для установки обкаты­ ваемого двигателя в комп­ лект стенда входят плиты с четырьмя регулируемыми по высоте стойками.

Энергобаланс электро­ стендов ГО С H ИТ И. При го­

рячей обкатке двигателя, когда асинхронная машина работает в генераторном режиме, энергия, вырабатывае­ мая двигателем, делится на три части: одна часть в

виде электрического тока поступает в сеть,

к которой

подключена

электрическая

машина;

другая

часть по­

ступает

в

регулировочный

реостат,

где

превращается

в тепло, и нагревает электролит; третья

часть расходу­

ется в

электрической машине.

 

 

 

При холодной обкатке двигателей, когда электриче­ ская машина работает в двигательном режиме, элект­ рическая энергия, потребляемая из сети, также делится

103

на три части: одна часть расходуется на преодоление сопротивления обкатываемого двигателя, другая посту­ пает в регулировочный реостат и третья расходуется в электрической машине.

Распределение энергии при обкатке двигателей на электростенде можно представить диаграммой, показан­ ной на рисунке 40.

Количество электрической энергии, потребляемой из сети при холодной обкатке двигателя, определяют по формуле:

 

А

 

ЛМнэд7-хк В т . ч

(29)

где Мх—крутящий

момент

электрической машины при

холодной обкатке двигателя, кгс-м;

«нэд— номинальное

число оборотов

электрической

машины при работе в двигательном режиме;

т)эдк.п.д. электрической машины при работе в

двигательном режиме при данном крутящем

моменте

и соответствующем числе оборотов;

Тх—продолжительность

холодной

обкатки двига­

теля,

ч.

 

 

 

 

Количество

энергии,

вырабатываемой

двигателем при

горячей обкатке с нагрузкой, подсчитывают по фор­ муле:

 

А

, = Мдпдтг

к В т

 

( 3 0 )

 

 

1

974

 

ѵ

'

где iWÄ —крутящий

момент,

развиваемый двигателем,

кгс-м;

 

 

 

 

 

 

П д число

оборотов

двигателя в

минуту;

 

Тт—продолжительность

 

работы

двигателя с

на­

грузкой, ч.

 

 

 

 

Количество

электрической

энергии,

отдаваемой

в

сеть при горячей обкатке двигателя с нагрузкой, опре­

деляют по формуле:

 

 

 

 

 

 

,

Л 2 = 7 ) э г ^ ^ к В т . ч ,

 

 

(31)

где Пнэг

число

номинальных

оборотов

электрической

г)эг

машины при

работе

в генераторном

режиме;

к.п.д.

электрической

машины

при

работе в

 

генераторном режиме при данном крутящем

 

моменте и соответствующем

числе

оборотов;

Тт — продолжительность

работы

двигателя с на­

 

грузкой, ч.

'

 

 

 

 

104

Количество электрической энергии, расходуемой на преодоление трения двигателя при холодной обкатке, находят по формуле:

 

А г ' = м * п * т

х к В т - ч ,

 

(32)

 

2

974

 

 

 

Ѵ '

где пх — число

оборотов

холодной обкатки

двигателя.

В формулах (29—32) величину крутящих моментов

определяют по

указателю

весового механизма

стен­

да, а число оборотов пх

и

п д по

указателю

тахометра

стенда.

 

 

 

 

 

 

Число номинальных

оборотов

электрической

маши­

ны Пнад и Янэг и ее к.п.д. в двигательном и генераторном режимах берут из паспорта электрической машины.

Эти формулы дают представление о том, какими ве­ личинами определяется расход и использование элект­ роэнергии, потребляемой из сети при холодной обкатке двигателей, выработка и отдача энергии в сеть при об­ катке двигателей с нагрузкой.

Однако пользоваться формулами довольно сложно. Практически количество электроэнергии, потребляе­ мой из сети и отдаваемой в сеть при обкатке двига­

телей, учитывают при помощи электросчетчика.

При холодной обкатке двигателей счетчик учитывает расход электроэнергии из сети, а при горячей — отдачу электроэнергии в сеть. В первом случае диск счетчика вращается в прямом направлении и показания счетчика будут увеличиваться, а во втором—диск счетчика вра­ щается в обратном направлении и показания счетчика будут убывать.

Практический интерес представляет степень исполь­ зования энергии, потребляемой из сети и вырабаты­ ваемой обкатываемым двигателем.

При холодной обкатке двигателей степень использо­ вания энергии, потребляемой из сети, определяют коэф­ фициентом, величину которого находят по формуле,

полученной путем деления значения формулы

(32) на

значение формулы (29):

 

 

Ъвд=

(33)

 

й н э д

 

Степень использования энергии, вырабатываемой двигателем при горячей обкатке с нагрузкой, опреде-

105

Рис. 41. График зависимости коэффициента использования энергии при работе электрической машины в генераторном режиме тіиэг и коэффициента использования энергии из сети при работе ее в двигательном режиме т)Иэд от числа оборотов:

"нэд ~* номинальные обороты электрической машины в двигательном режиме: "нэг номинальные обороты электрической машины в генераторном ре­ ж и м е .

ляют коэффициентом, величину которого подсчитыва­ ют по формуле,, полученной делением величины фор­ мулы (31) на величину формулы (30):

 

^нэг

^эгИнэг

^34)

где п д — число

оборотов

двигателя при

работе с на­

грузкой.

 

 

 

Коэффициент

т]нэг часто называют

коэффициентом

рекуперации и обозначают т)Р .

Из формул (33) и (34) следует, что коэффициент использования энергии при обкатке двигателей зависит от к.п.д. электрической машины, числа оборотов обка­ тываемого двигателя и номинального числа оборотов электрической машины (рис. 41).

При построении кривых, условно принято, что к.п.д. электрической машины для двигательного и генератор­ ного режимов при номинальном моменте машины равен 0,9 и не зависит от изменения числа оборотов;

106

 

номинальное число оборотов электрической машины

при

работе в

двигательном

режиме принято равным

0,95

пС )

а при

генераторном

режиме—1,05 пс.

 

Как

следует

из формул

и графика^

максимальные

значения

коэффициентов использования

энергии рав­

ны к.п.д. электрической машины при номинальных обо­ ротах;

к.п.д. использования энергии в зависимости

от

чис­

ла оборотов при холодной

обкатке изменяется по зако­

ну прямой, а при горячей

обкатке — по закону

гипер­

болы.

 

 

 

Таким образом, следует,

что самая экономичная

ра­

бота асинхронной машины как при холодной обкатке двигателей, так и при обкатке двигателей с нагрузкой получается при коротком замыкании обмотки ротора.

Поэтому для обкатки двигателя следует выбирать такой стенд, номинальное число оборотов которого не намного превышало бы синхронные обороты электриче­ ской машины стенда. Холодную обкатку двигателей сле­ дует проводить на более высоких оборотах, по возмож­ ности также близких к синхронным.

Количество охлаждающей воды для отвода тепла, выделяемого в реостате, можно подсчитать по формуле:

 

 

В=

Q - gi - g» . к г / ч t

 

 

(35)

 

 

 

h—*i

 

 

 

 

где Q — количество

тепла,

выделяемое

в

реостате,

tx

ккал/ч;

 

 

 

 

 

— температура

охлаждающей воды

на

входе в

 

рубашку реостата,

°С;

 

 

 

t2 — температура охлаждающей воды на выходе из

qx

рубашки реостата,

°С;

 

 

 

— количество

тепла,

уносимое из

реостата

ис­

 

парением электролита, ккал/ч;

 

 

 

<72 —количество тепла, излучаемое в окружающую

 

среду

стенками реостата, ккал/ч.

 

 

 

Температуру

электролита

в реостате следует

под­

держивать возможно ниже с тем, чтобы убыль его в результате испарения была небольшой.

Нормальной можно считать температуру электроли­ та в реостате около 50° С. На поддержание такой тем­ пературы и рассчитан автоматический клапан в систе­ ме охлаждения реостата.

107

Испытаниями реостатов конструкции ГОСНИТИ ус­ тановлено, что температура выходящей из рубашки ох­ лаждающей воды примерно на 10° С ниже температуры электролита.

Если пренебречь количеством тепла, уносимым из реостата испаряющимся электролитом и излучением, и принять температуру воды на входе в охлаждающую рубашку реостата, равной 10°С (частный случай), то тогда количество воды, необходимое для охлаждения реостата, составит:

В= - 5 — кг/ч .

Количество тепла, выделяемое в реостате при рабо­ те электрической машины в генераторном режиме, мож­

но определить и по

формуле:

 

 

 

 

 

 

Q = ^ 8 6 0 ( 0 , 9 - * j p )

ккал/ч,

(36)

где

Р — нагрузочный

момент,

кгс-м;

 

 

 

п — число

оборотов

электрической

машины

в ми­

 

 

нуту;

 

 

 

 

 

 

 

 

т]р

к.п.д.

рекуперации (определяемый по

графику

 

 

рисунка

41).

 

 

 

 

 

П р и м е р 4.

Электростенд с электрической машиной АКБ-92-4

(мощность

100 кВт, п с =

1500

об/мин)

работает

с нагрузочным мо­

ментом 70 кгс-м

при 3000 об/мин.

Требуется

определить

часовое

количество тепла, выделяемого в реостате.

 

 

Пользуясь формулой

(36) и рисунком 41, находим:

 

 

Рп

 

 

70-3000

 

 

 

 

Q = —

- 8 6 0 ( 0 , 9 — т | р ) = — — — - 860(0,9 - 0,45)«88000 ккал/ч.

Расход воды

для охлаждения

реостата составит:

 

 

 

В=

О

=

88 000

 

 

 

 

 

30

« 2 9 0 0 кг/ч.

 

 

 

 

 

t 2 - t 1

 

 

 

 

 

Обкаточно-тормозная характеристика электростен­

дов.

Типовая

 

обкаточно-тормозная

характеристика

электростенда с асинхронной машиной показана на ри­ сунке 42.

Характеристика состоит из двух частей.

Первая (обкаточная) часть— характеристика при ра­ боте машины в двигательном режиме, определяющая пригодность стенда для холодной обкатки двигателей.

108

 

Рис. 42.

Обкаточно-тормозная

характеристика:

 

^ нк ~

нормальный

крутящий

момент; M н т

— нормальный тормозной

момент;

М м э д — максимальный

крутящий

момент; А І Н Э Д — номинальный

крутящий

момент;

M м э г — максимальный

тормозной момент;

М н э г

 

 

I

номинальный

тормозной

момент.

 

Вторая

(тормозная) часть — характеристика

при ра­

боте машины в генераторном режиме, которой оценива­ ется пригодность стенда для обкатки двигателей с на­ грузкой и испытания их на полную мощность.

Границей этих двух составляющих частей харак­

теристики

является

синхронное число

 

оборотов ма­

шины.

 

 

 

 

 

 

 

 

Применение стенда для холодной обкатки ограни­

чивается

контуром

012'—6,

а для горячей — конту­

ром 6—3'—45,

т. е. до величины 2 п с .

распространить и

Тормозное действие

стенда можно

далее двойного

синхронного

числа оборотов. Границей

в этом отношении является прочность машины.

Заштрихованная площадь представляет собой об­

ласть, действия

нормальной характеристики.

В этой области стенд можно использовать неогра­

ниченно долго.

Область

характеристики,

находящаяся

в контурах 0—/—2—6

и 6—3—4—5 вне

заштрихован­

ной площади, называется

перегрузочной.

 

Следует иметь в виду, что при удалении от заштри­

хованной

площади

продолжительность

безостановочной

работы стенда уменьшается. Максимальной перегрузоч­ ной характеристикой, определяемой точками, лежащи-

109

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ