книги из ГПНТБ / Погорелый И.П. Обкатка и испытание тракторных и автомобильных двигателей
.pdf220/3803
[] [h
Оонатываемь/й
двигатель
г'20/36'Ов
Рис. 55. Электрическая схема обкаточно-тормоз- ного стенда с машиной постоянного тока:
Р — рубильник; П — магнитный |
пускатель; |
Л 0 — нуле |
|||||||||
вой |
провод; БМ — балансирная |
машина |
постоянного |
то |
|||||||
ка; |
АД—МУ |
— у м ф о м е р |
(мотор-генератор); |
АД—MB |
— |
||||||
агрегат |
в о з б у ж д е н и я ; |
й н |
— нагрузочное |
сопротивление; |
|||||||
Яш |
— регулировочное |
сопротивление |
шунта; |
R n — пуско |
|||||||
вое |
|
сопротивление; |
Я р — п л а в к и е |
предохранители; |
|||||||
КП |
и |
КС — кнопки |
управления; |
РТ\ |
и РТг — реле тепло |
||||||
|
вой |
защиты; |
РР — рубильник |
переключения. |
|
двигателей по числу оборотов и крутящему моменту коэффициент рекуперации энергии в стендах ГОСНИТИ составляет 0,6—0,75).
ОБКАТОЧНО-ТОРМОЗНЫЕ ЭЛЕКТРОСТЕНДЫ С АСИНХРОННЫМИ ЭЛЕКТРИЧЕСКИМИ МАШИНАМИ АК
ВГОСНИТИ разработаны обкаточно-тормозные электростенды с асинхронными машинами, различающи мися по мощности, числу оборотов и конструкции, что обусловлено большим разнообразием ремонтируемых и изготовляемых автомобильных и тракторных двигате лей.
Вчисло первых разработок входил стенд с машиной АК мощностью 28 кВт и синхронным числом оборотов
1000 в минуту. Стенду присвоена марка |
СТЭ-28-1000, |
что значит стенд тормозной электрический. |
|
Регулировочный реостат стенда имел |
бак объемом |
300 л с ручным приводом электродов, без охлаждения.
Стенд рассчитан на обкатку |
тракторных |
двигателей |
|
Д-36, Д-54, Д-14, |
Д-20 и предназначался для широкой |
||
эксплуатационной |
проверки |
пригодности |
обкаточно- |
Рис. 56. Общий вид электростенда |
СТЭ-28-1000 с двигателем Д-54: |
|||
/ — реостат; 2 |
— электрическая машина; |
3 — п у л ь т |
управления |
и контрольно- |
измерительных |
приборов; 4 — циферблат |
весового |
механизма; |
5 — с и г н а л ь н а я |
лампа; 6 — манометр; |
7 — дистанционные термометры; 8 — тахометр; 9 — кноп |
ки управления; |
10 — двигатель Д-54; / / — плита; 12 — стойка. |
141
тормозного стенда с асинхронной машиной по принятой принципиальной схеме.
Электрическая схема стенда полностью соответство вала схеме, показанной на рисунке 33.
Пульт 3 (рис. 56) смонтирован на одной плите / / с электрической машиной 2; одновременно о"н является шкафом, закрывающим весовой механизм и выводы про
водов |
от статора |
на клеммную доску. |
|
|
|
||
|
На |
рисунке 57 |
показана характеристика |
работы |
|||
электростенда СТЭ-28-1000 при обкатке |
двигателя |
Д-54 |
|||||
на режиме длительностью 3 ч 35 мин, а на рисунке |
58— |
||||||
при |
работе |
с постоянной нагрузкой 60 |
л. с. в |
течение |
|||
3 ч. В последнем случае электрическая |
машина |
работа |
|||||
ла |
с перегрузкой по моменту на 44%, |
а по мощности |
|||||
на |
38%. |
|
|
|
|
|
|
Из графиков на рисунках 57 и 58 можно сделать |
|||||||
следующие |
выводы: |
|
|
|
1.Момент сопротивления прокручиванию двигателя Д-54 без компрессии больше, чем с компрессией, при мерно на 20% и меньше номинального крутящего мо мента примерно на 30%; по величине и изменению момента сопротивления прокручиванию двигателя при холодной обкатке можно судить о качестве сборки дви
гателей и протекании процесса его приработки.
2. Мощность электрической машины достаточна как для холодной и горячей обкатки двигателя Д-54 по за данному режиму общей длительностью 3 ч 35 мин, так
идля длительной работы с нагрузкой 60 л. с.
3.Температура обмотки статора и ротора, а также железа статора не превышала 70° С при температуре окружающей среды 20° С, следовательно, перегрев не превышал 50° С. Допустимая величина перегрева для машин типа АК по ГОСТ —70° С. В данном случае
имеется некоторый запас по нагреву, а следовательно, и по тормозной мощности, несмотря на то, что машина работала с большой перегрузкой.
4. Коэффициент рекуперации энергии при работе в режиме генератора составляет около 0,7. Если считать к.п.д. электрической машины равным 0,9, то потеря энергии в реостате составляет 20%.
При обкатке двигателя на электростенде с элект рической машиной постоянного тока (см. рис. 55) ко эффициент рекуперации мог быть 0,73—0,75 (считая к,п.д. каждой электрической машины равным 0,9).
142
|
О 10 Zu 30 |
« |
55 65 75 |
90100ПО 120130M |
155 ПО 185'195 мин |
|
|||||||||||
|
Рис. |
57. |
Характеристика |
работы |
электростенда СТЭ-28-1000 |
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
при |
обкатке |
двигателя |
Д-54: |
|
|
|
|
|
|||
M — момент |
сопротивления |
при |
холодной |
обкатке |
двигателя, |
кгс • м; |
п — чис |
||||||||||
л о |
оборотов |
в |
минуту; Ng |
— мощность двигателя, |
л . |
с ; |
W |
— э н е р г и я , |
or- |
||||||||
д а в а е м а я |
в |
сеть и потребляемая из сети, |
кВт; |
т)р — коэффициент |
рекупера |
||||||||||||
ции |
электроэнергии; |
/ — температура |
нагрева обмотки |
ротора, ' С ; |
2 — |
тем |
|||||||||||
пература |
нагрева |
жидкостного |
реостата, |
" С ; 3 — |
температура |
нагрева ж е л е |
|||||||||||
за |
статора, |
" С ; |
4 — температура нагрева |
обмотки |
статора, |
' С ; 5 — |
темпера |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
тура |
о х л а ж д а ю щ е г о |
воздуха, |
0 С. |
|
|
|
|
|
Рис. 58. Характеристика работы электростенда |
СТЭ-28-1000 в гене |
|||||||||||||
|
|
|
|
раторном режиме с двигателем Д-54: |
|
|
|
|||||||
1р — сила |
тока |
ротора, |
А; / с — сила тока статора, |
А; |
/ н , р — номинальный |
|||||||||
ток |
ротора, А; |
/ н с |
— номинальный ток |
статора, A; |
W c — м о щ н о с т ь , |
отда |
||||||||
ваемая в |
сеть |
через |
статор: Ѵф — фазовое |
напряжение |
|
сети, |
В; / — темпера |
|||||||
тура |
нагрева |
обмотки статора, |
" С ; 2 — температура |
нагрева |
|
ж е л е з а стато |
||||||||
ра, |
° С; 3 — температура |
нагрева |
жидкостного |
реостата, |
' С ; |
4 |
— температура |
|||||||
нагрева |
обмотки |
ротора, |
' С ; 5 |
— температура |
о х л а ж д а ю щ е г о |
воздуха, |
С. |
|||||||
Такой |
результат, учитывая простоту и дешевизну стенда |
с асинхронной машиной, следует признать удовлетво рительным.
5. Раствор в |
реостате |
нагревался |
до температуры |
70° С. При этом |
уровень электролита в |
реостате замет |
|
но снижался в результате |
интенсивного |
испарения. |
144
Чтобы предотвратить это нежелательное явление, по требовалось сделать в баке реостата рубашку охлажде ния с автоматическим клапаном и через нее пропускать воду из водопровода. В результате этого температура раствора поддерживалась не выше 55° Ç.
На электростенде СТЭ-28-1000 был также обкатан двигатель КДМ-46 мощностью 90 л. с- и с числом обо ротов 1000 в минуту. Испытание проведено с редукто ром, установленным между валом двигателя и валом электрической машины при коэффициенте редукции 1 : 1,5. Из результатов испытания, показанных на ри сунке 59, следует, что на электростенде можно полно стью загружать двигатель КДМ-46 и при работе стенда на заданном режиме элементы электрической машины перегреваются только к концу трехчасовой работы.
Электростенд СТЭ-28-1000 был испытан в ремонт ных мастерских, имеющих собственную электрическую станцию мощностью 33 кВт.
Проведенные испытания показали следующее:
1. Электрическая машина стенда хорошо и устой чиво работает в режиме генератора параллельно с син хронным генератором станции без каких-либо специаль ных регулирующих устройств.
2.Мощность электростанции оказалась достаточной для работы стенда в двигательном режиме при полной его тормозной мощности.
3.Одновременная работа стенда при пиковой на грузке сети (электросварка) приводит к значительному колебанию стрелки весового механизма. Поэтому ис пытывать двигатели на мощность можно во время обе
денного перерыва или во вторую смену, когда |
нагруз |
ка электростанции главным образом световая |
(равно |
мерная). |
|
4. Стенд можно использовать для создания допол нительной мощности при недостаточной мощности элект
ростанции. |
, |
5. При обкатке можно полностью загружать двига |
|
тели даже в тех случаях, когда |
к сети не присоедине |
ны потребители энергии. Потребителем энергии стенда при этом является агрегат электростанции, генератор
которого работает |
в режиме синхронного двигателя, а |
его первичный двигатель работает как тормоз. |
|
Для расширения диапазона работы стенда при об |
|
катке двигателей |
КДМ-46 и высокооборотных автомо- |
10 И, П. Погорелый |
145 |
О 10 20 30 15 60 80 WO 120 140 160 ПО мин
Рис. 59. Характеристика работы электростенда СТЭ-28-ІО0О при об
катке двигателя |
КДМ-46 по |
заданному режиму с редуктором, име |
||||||||||||
|
|
|
ющим коэффициент редукции 1 : 1,5: |
|
|
|
||||||||
Nе |
— мощность |
двигателя, |
л . е.; |
I с — сила |
тока |
в статоре |
А; / р — сила |
то |
||||||
ка |
в роторе, A; |
Wc— |
мощность, |
о т д а в а е м а я в сеть, |
кВт; |
Ѵсф~ |
фазовое |
на |
||||||
пряжение |
сети. |
В; |
і)р |
— коэффициент |
рекуперации |
энергии; <жел.с — т е м п е |
||||||||
ратура |
ж е л е з а |
|
статора, |
* С ; |
<обм . с - температура обмотки |
статора, |
" С ; |
|||||||
'жид.реост — температура |
жидкостного |
реостата, |
• С ; ' о к р . ср. - |
температура |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
о к р у ж а ю щ е й |
среды . |
|
|
|
|
|
Рис. |
60. |
Продольный |
разрез |
редуктора |
электростенда |
||
|
|
|
СТЭУ-28-1000: |
|
|||
/ — нижний |
вал; |
2 — верхний |
вал; |
3 — б л о к шестерен |
переключения |
||
передач; 4 |
— шестерня п о н и ж а ю щ е й |
передачи; 5 — шестерня повыша |
|||||
ю щ е й |
передачи; |
6 — упругая |
муфта, соединяющая вал редуктора с |
||||
|
|
|
валом электрической |
машины. |
|
бильных двигателей в конструкцию стенда был введен редуктор. Модернизированному стенду присвоена мар ка СТЭУ-28-1000, что значит стенд тормозной элект рический универсальный.
Верхний вал 2 (рис. 60) редуктора предназначен для передачи вращения от,вала двигателя к валу электри ческой машины. Нижний вал 1 служит для понижения и повышения передачи. Прямая передача через верхний вал редуктора предназначена для обкатки тракторных двигателей с числом оборотов от 1100 до 2000 в мину ту. Понижающая передача (если ее рассматривать как отношение числа оборотов обкатываемого двигателя к числу оборотов электрической машины при работе по следней в двигательном режиме) предназначена для об катки двигателей КДМ-46, а повышающая — для обкат ки автомобильных двигателей с числом оборотов до 3000 в минуту.
Коэффициент редукции на понижающей передаче ра вен 0,705, а на повышающей —1,56.
Режимы обкатки двигателей по числу оборотов при использовании редуктора приведены в таблице 17.
10* |
147 |
|
|
|
|
Т а б л и ц а It |
|
|
|
Диапазон изменения числа оборотов |
|||
|
|
обкатываемых двигателей в минуту |
|||
Передача |
|
|
|
|
|
|
при |
холодной |
обкатке |
при юрячей |
обкатке |
|
(двигательный |
режим) |
(генераторный |
режим) |
|
Прямая (верхний вал) |
400-950 |
1100-2000 |
|||
Понижающая |
(нижний вал) |
200—700 |
800-1300 |
||
Повышающая |
(нижний вал) |
600—1450 |
1600—3000 |
||
Поочередное |
применение |
200-1450 |
800—3000 |
передач (нижний вал)
При пользовании нижним валом редуктора следует иметь в виду, что при горячей обкатке автомобильных двигателей на понижающей передаче, предназначенной для обкатки двигателей КДМ-46, электрическая машина будет работать с повышенным числом оборотов в 1,56 ра за по сравнению с числом оборотов обкатываемого дви гателя, а это приведет к аварии электрической машины из-за больших центробежных сил ротора.
Использование редуктора на электростенде СТЭУ-28-1000 потребовало применения реверсивного магнитного пускателя, чтобы согласовать направление вращения коленчатых валов обкатываемых двигателей с направлением вращения вала электрической машины, не пересоединяя силовые провода двух фаз.
Тахогенератор электрического тахометра на стенде СТЭУ-28-1000, так же как и на стенде СТЭ-28-1000, приводится в действие от вала электрической машины. Поэтому с переменой направления вращения вала элек трической машины нужно менять местами два прово да, идущие от тахогенератора к указателю. Для этого необходимо применить переключающий тумблер. Так как тахометр показывает число оборотов вала электри ческой машины, то величину мощности обкатываемого двигателя подсчитывают по фактическим показаниям ве сового механизма и тахометра.
Для определения действительных оборотов вала об катываемого двигателя нужно, число оборотов вала электрической машины, определяемое по указанию та хометра, умножать или делить на передаточные числа редуктора в зависимости от того, на какой передаче работал стенд.
148
Ȥ 600
I 1*00 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
200 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
?5 |
О |
200 ' |
600 |
WOO |
1Ш |
1800 |
2200 |
2600 |
3000 |
|
|
||||||||||
|
|
Число oöopomoS коленчатого |
Sana двигателе |
S минуту |
||||||
Рис. |
61. Номограмма |
для определения |
числа |
оборотов вала |
||||||
обкатываемых |
двигателей |
на электростенде |
СТЭУ-28-1000: |
|||||||
/ — тракторный |
двигатель КДМ-46; |
2 — автомобильный |
двигатель. |
|||||||
Чтобы |
избавиться |
от |
расчетов, |
на корпусе |
редукто |
|||||
ра прикреплена |
номограмма, |
на |
которой |
|
линия / |
|||||
(рис. |
61) |
предназначена |
для |
тракторных |
двигателей |
|||||
КДМ-46, |
а линия 2— для |
автомобильных двигателей. |
Зная число оборотов вала электрической машины (определяют по электротахометру), можно по номо грамме определить число оборотов обкатываемого дви гателя.
Ручку для переключения передач в редукторе уста навливают в три положения: нулевое положение—для обкатки двигателей через верхний вал; положение А (левое положение ручки) — для обкатки двигателей КДМ-46; положение Б (правое положение ручки) — для обкатки автомобильных двигателей.
На рисунке 62 приведена тормозная характеристика электростенда СТЭУ-28-1000. На ней точками отмече ны номинальные значения мощности двигателей неко торых марок, которые можно длительно обкатывать на этом стенде.
Большинство двигателей можно обкатывать на пря мой передаче редуктора. На понижающей передаче ре дуктора продолжительно можно испытывать двигатели Д-54, Д-40, Д-28 и Д-14. Двигатель КДМ-46 на пони-
140