книги из ГПНТБ / Лихачев В.С. Испытания тракторов учеб. пособие

4.Угловая скорость и частота вращения вала тормоза при

измерении суммарным счетчиком и секундомером:

где поп — число оборотов вала тормоза за опыт по суммарному счетчику;

Топ — продолжительность опыта в с. 5. Расход топлива в час:

при измерении на весах

GT= 3,6 Go*on кг/ч,

где G0 расход топлива за опыт в г; при измерении объемным способом

3.6Р^о: кг/ч,

Таи

N.мощность двигателя в кВт или л. с.;

7. Расход топлива за цикл

Где (öx и nx угловая скорость и частота вращения вала дви­ гателя при работе вхолостую;

167

номинальная угловая скорость и номинальная частота вращения (при максимальной эффектив­ ной мощности);

влажность 50%. Указанной относительной влажности и темпера­ туре воздуха соответствует парциальное давление водяного пара 9 мм рт. ст., поэтому поправки на барометрическое давление надо вводить от уровня не 760, а 751 мм рт. ст.

На рис. 109 приведен график (см. ГОСТ 14846—69), из которого следует определять поправку на парциальное давление р водя­ ного пара при различной относительной влажности q> и при раз­ личной температуре t воздуха.

Для дизелей с турбонаддувом поправки вводят по догово­ ренности.

При работе в высокогорных условиях регулировка топливного насоса дизеля по подаче и углу опережения впрыска топлива должна быть проведена в соответствие с фактическими условиями работы, и поправку на атмосферное давление в этом случае не

16&

вводят, хотя номинальные показатели работы двигателя могут несколько отличаться от показателей работы на равнине.

В процессе испытаний результаты измерений и подсчетов при каждом опыте заносят в протокол испытаний двигателя (см. прилож., форма 1). Кроме величин, имеющихся в Графах, в про­ токоле должны быть сделаны записи о всех операциях техник ческого обслуживания, ремонта и регулировок, произведенных

впроцессе подготовки двигателя к испытаниям и при испытаниях.

Вконце протокола должны быть подсчитаны статизм регулятора и запас крутящего момента, а также записаны особые замечания.

Удобно иметь постоянный сброшюрованный журнал тормозных испытаний. Результаты измерений исполнители заносят в наблю­ дательный листок.

В протоколе испытаний, как и во всяком первичном до­ кументе, запрещаются какие-либо подчистки и исправления, ошибочную запись следует зачеркнуть и вместо нее записать новую.

Результаты тормозных испытаний по испытуемой группе тракторов для удобства анализа (особенно для анализа устой­ чивости регулировок и стабильности рабочих показателей двига­ теля) оформляют в общую сводную ведомость (см. прилож.,форма 2).

§ 37. СНЯТИЕ ХАРАКТЕРИСТИК ДВИГАТЕЛЯ

Приведенная ниже методика получения характеристик дается только для дизелей, поскольку карбюраторные двигатели на оте­ чественных тракторах не устанавливают.

Снятие регулировочной характеристики по углу опережения подачи топлива

В тракторных двигателях угол опережения подачи топлива, как правило, устанавливает завод-изготовитель. Снятие харак­ теристики по углу опережения подачи топлива в программу типо­ вых испытаний обычно не включается, этот угол только проверяют и при необходимости исправляют. Данную характеристику сни­ мают в процессе исследовательских работ, при этом для измене­ ния угла опережения подачи топлива устанавливают муфту опе­ режения. При снятии характеристики рейку топливного насоса закрепляют в положении начала включения корректора подачи топлива, и испытания ведут, таким образом, при выключенном регуляторе. При этом должна быть обеспечена возможность бы­ строго перевода двигателя на работу с регулятором в случае появ­ ления опасности разноса.

Опыты ведут с последовательным изменением угла опережения впрыска в одну сторону от выбранного крайнего положения, на­ пример от позднего впрыска в сторону раннего. Изменение угла опережения достаточно производить с интервалом 3°. Значитель-

169

НЫх отклонений как в сторону раннего, так и в сторону позднего впрыска делать не следует, в этом нет методической необходи­ мости и это может вредно отразиться на состоянии дви­ гателя.

Характеристику снимают в следующем порядке. При задан­ ном для опыта угле опережения впрыска и при принятой для эксплуатации подаче топлива, соответствующей максимальной мощности двигателя, нагружают тормозом двигатель до касания упора рейки о корректор и в этом положении закрепляют рейку. Теперь, когда двигатель переведен на работу без регулятора, наблюдая по тахометру за изменением частоты вращения и регу­ лируя тормозную нагрузку, устанавливают номинальную частоту вращения двигателя.

При достижении устойчивой работы двигателя на заданном режиме начинают опыт— измеряют нагрузку, частоту вращения, расход топлива, продолжительность опыта, температуры воды в радиаторе, масла в картере, отработавших газов и окружаю­ щего воздуха. Наблюдают также за дымностью выпуска и харак­ тером работы двигателя.

Произведя опыт необходимое число раз и убедившись в на­ дежности его результатов, переходят на режим следующего опыта при новом угле опережения впрыска в описанном выше порядке. Результат испытаний оформляют графиком (см. рис. 1).

Снятие регулировочной характеристики по расходу топлива

Убедившись в нормальной работе двигателя, топливного на­ соса и форсунок, нагружают двигатель при работе с регулятором до момента начала включения корректора подачи топлива и в этом положении закрепляют рейку топливного насоса (выключают регулятор). Затем проводят два-три пробных опыта при номиналь­ ной частоте вращения и при различном ограничении хода рейки. Это необходимо для последующего назначения режимов опыта.

Испытания начинают с расхода топлива, равного 50—60% расхода при номинальной мощности двигателя, увеличивая для каждого последующего опыта подачу топлива до выявления мак­ симальной мощности или до предела, ограничивающего допусти­ мую форсировку двигателя по условиям перегрева и т. п., но во всяком случае — до появления дымного выпуска.

Увеличение подачи на заданную для опыта величину произ­ водят, исходя из результатов пробных опытов, закреплением рейки в новом положении, например, отворачивая на некоторую величину ограничитель хода рейки или подкладывая калиброван­ ные плитки в конструктивно удобном месте.

Образец графика и способ выбора оптимальной регулировки показаны на рис. 2 и 3.

170

Снятие внешней (скоростной) характеристики

Внешнюю характеристику двигателя (см. рис. 5) снимают также при работе двигателя без регулятора, при этом положение рейки топливного насоса соответствует моменту включения кор­ ректора подачи топлива. Опережение подачи топлива во время опыта остается неизменным, принятым для эксплуатации (завод­ ская или оптимальная регулировка).

Во время снятия внешней характеристики первый опыт про­ водят при наибольшей нагрузке двигателей, при которой он ра­ ботает устойчиво с возможно меньшей частотой вращения. Этот опыт необходим для последующего выявления максимума кривой крутящего момента. Для установления режима опыта, выключив регулятор, нагружают двигатель до тех пор, пока его работа ста­ нет неустойчивой. Затем, увеличив нагрузку до минимальной устойчивой угловой скорости, уравновешивают весы тормоза и в дальнейшем в течение опыта сохраняют постоянной нагрузку по указателю весов. Частоту вращения при подборе режима опыта и угла опережения замеряют тахометром.

Второй опыт проводят при максимальном крутящем моменте. Для этого, регулируя тормозом нагрузку и следя по тахометру за частотой вращения вала двигателя, подбирают наибольший крутящий момент и при этой нагрузке проводят опыт.

Следующие опыты проводят при последовательном снижении нагрузки для каждого нового опыта. При этом, закончив опыт на заданном режиме, несколько разгружают двигатель с тем, чтобы частота вращения его вала повысилась до величины, заданной для следующего опыта (например, на 100 об/мин), и после дости­ жения устойчивого режима работы двигателя при новой нагрузке проводят новый опыт и т. д. Опыты с повышением частоты враще­ ния продолжают до выявления максимума кривой мощности или до ограничения дальнейшего повышения частоты вращения по другому признаку (например, по условиям механической проч­ ности).

Для снятия характеристики предела дымления или характе­ ристики предельных мощностей при каждой заданной частоте вращения проводят несколько опытов. При этом для каждого последующего опыта расход топлива увеличивают до получения дымного выпуска или далее до получения наибольшей мощности, после чего дальнейшее увеличение подачи топлива приводит к сни­ жению мощности двигателя. Таким образом, получается семейство скоростных характеристик при различном расходе топлива.

Для анализа работы корректора подачи топлива дизеля ха­ рактеристику предела дымления снимают при неизменном при­ нятом для номинального эксплуатационного режима опережении подачи топлива. Подбор оптимального для каждой частоты вра­ щения вала опережения подачи топлива производят только при исследовательских работах, не имеющих целью совместный анализ

171

внешних и регуляторных характеристик, но требующих по­ вышенной точности определения оптимальных регулировок для каждого скоростного режима.

Снятие регуляторной характеристики

Регуляторную характеристику снимают во время работы дви­ гателя с включенным регулятором при заводской регулировке или при оптимальной регулировке, принятой в процессе испыта­ ний. Контрольную регуляторную характеристику снимают при фактически имеющейся регулировке.

Процесс снятия характеристики заключается в проведении ряда опытов с последовательным увеличением нагрузки двига­ теля от холостого хода до максимальной мощности, а затем —• до получения максимального крутящего момента. Такой порядок работы объясняется тем, что при ведении опытов по возрастающим нагрузкам двигателя не требуется его длительного предваритель­ ного прогрева до режима, соответствующего наибольшим нагруз­ кам. Кроме того, при переходе от одного опыта к другому про­ грев двигателя до нового устойчивого температурного режима с возрастанием нагрузки происходит быстрее, чем его охлажде­ ние по мере уменьшения нагрузки. В ряде случаев удобнее опре­ делять максимальную мощность, подходя к ней от малых нагрузок.

В области работы двигателя с регулятором в промежутке от холостого хода до максимальной (номинальной) мощности снимают три-четыре точки, равномерно расположенные на кривой (через равные интервалы по нагрузке или по частоте вращения). В обла­ сти максимума мощности двигателя опыты проводят с меньшими интервалами, чтобы более четко выявить максимум: при этом сни­ мают одну-две точки до максимума, одну точку на максимуме и одну-две точки после максимума мощности. Ориентиром для выявления максимума мощности двигателя служит начало вклю­ чения корректора подачи топлива. В области’’работы двигателя с перегрузкой снимают не менее двух точек. Затем, увеличивая нагрузку на тормозе, выявляют максимум крутящего момента и снимают одну точку при максимальном моменте и по одной точке по обе стороны от этого значения.

В области больших перегрузок двигатель работает со значи­ тельной механической и тепловой нагрузками, и поэтому про­ должительность опыта и"повторение измерений на этих режи­ мах необходимо по возможности сокращать.

При снятии регуляторной характеристики опыты проводят

вследующем порядке. Нагрузив двигатель до заданного режима по указателю весов или по тахометру, поддерживают эту нагрузку постоянной до окончания опытов на данном режиме. Выдержав двигатель на указанной нагрузке в течение времени, необходимого для подготовки опыта, проводят нужные измерения. Убедившись

ввозможности перехода на следующий режим, устанавливают

172

ГЛАВА VII

МЕТОДИКА ЛАБОРАТОРНО-ПОЛЕВЫХ ИСПЫТАНИЙ ТРАКТОРОВ

§ 38. УСЛОВИЯ ТЯГОВЫХ ИСПЫТАНИЙ

Участок для динамометрирования должен быть горизонталь­ ным, с ровным микрорельефом. Считают, что уклон на участке динамометрирования допустим не более 0,1%. Однако практи­ чески трудно подобрать столь горизонтальное поле, и тяговые испытания при условии повторения опытов с ездками «туда» и «обратно» обычно производят на полях с уклонами до 0,5%, что соответствует синусу угла 17'. Подъем более 0,5% заметен на глаз, подъем менее 0,5 % (т. е. 0,5 м на 100 м) практически неза­ метен. Разность между тяговым усилием при опытах с ездками «туда» и «обратно» вследствие изменения сопротивления качению трактора уже при подъеме 0,5% составляет, например, для трак­ тора Т-100 около 1200 Н (120 кгс), а для трактора Т-40 — около 200 Н (20 кгс), что даже для тяговых усилий при максимальной мощности на различных пределах составляет 1,5—5,0%. В то же время вследствие нелинейности характеристик трактора и двига­ теля, особенно в области высоких нагрузок, средние показатели работы трактора за опыт при движении «туда» и «обратно» не совпа­ дают с показателями на горизонтальном участке. Это искажение заметно возрастает с увеличением уклона пути. Поэтому к выбору участка для динамометрирования следует относиться с особым вниманием.

С целью охвата основного диапазона почвенных фонов, тяго­ вые характеристики снимают на полях трех видов: залежи, стерне и мягкой культивированной почве.

Для сокращения объема работ при государственных испыта­ ниях ГОСТ 7057—54 на методы испытаний предусмотрены испы­ тания на двух почвенных фонах: стерне и почве, подготовленной под посев. В связи с требованиями сравнения показателей экспор­ тируемых отечественных тракторов с результатами испытаний зарубежных тракторов, проводимых на бетонных треках, преду­ сматривается также испытание колесных тракторов на бетонных

174

дорожках. При испытаниях гусеничных тракторов вместо бетона используют твердую сухую грунтовую дорогу.

В качестве почвы средней плотности следует принимать лу­ щеную стерню озимой пшеницы после очистки поля от соломы, как наиболее характерное для этого вида плотности.

Наиболее типичным полем с малой плотностью почвы является поле, подготовленное под посев. Тяговые испытания принято проводить через 2—3 дня после культивации, когда почва не­ сколько осядет, но не позднее, чем через 10 дней, иначе почва значительно уплотнится. После уплотнения почвы дождями необ­ ходимо участок прокультивировать.

Как показал опыт, для обеспечения хорошего и устойчивого сцепления шины с бетоном бетонную дорожку перед испытаниями следует очищать от пыли, смывая ее водой, с последующим пол­ ным просыханием.

Характеризуя состояние поля, кроме определения его вида, следует указать предшествующую культуру и предшествующую обработку в предыдущем и текущем году, а также имеющийся растительный покров, так как это в значительной мере определяет плотность почвы и сопротивление ее горизонтальному сдвигу. Весьма существенным в этом отношении является также тип почвы, характеризуемый ее механическим составом и содержа­ нием в ней гумуса. Поэтому в характеристике поля должны быть указаны упомянутые показатели.

Испытания следует проводить при оптимальной влажности почвы, когда рабочие органы сельскохозяйственных орудий за­ липают незначительно и временное сопротивление почти постоянно. Наиболее благоприятна для работы машин влажность 17— 18%.

почвозацепов трактора. Пробы берут 1 раз в день, обычно — в се­ редине рабочего дня, так как опыт показывает, что на глубине более 3 см в течение одного дня влажность изменяется незначи­ тельно.

Банки для взятия проб почвы делают из дюралюминия. Обычно банка имеет высоту 40 мм, диаметр 35 мм, толщину стенок 1 мм и массу не более 20 г. Каждая банка с крышкой должна быть взвешена и занумерована. При взятии проб в журнал заносят дату, место и глубину взятия пробы, номер банки. Для доставки в лабораторию банки укладывают в ящик с двойными стенками,

175

пространство между которыми заполнено теплоизоляционным материалом. В таком термосе в помещении или в тени пробы сохра­ няют влажность несколько часов.

Доставленные в лабораторию пробы немедленно взвешивают, после чего время их сушки может не регламентироваться. Пробы сушат при температуре 105° С в сушильном шкафу до достижения постоянного веса. В процессе сушки пробу периодически взвеши­ вают (первый раз через 3—4 ч, затем через каждый час) на техни­ ческих весах с точностью до 0,1 г.

Плотность почвы на различной глубине определяют плотно­ мером. Существует несколько конструкций регистрирующих почвенных плотномеров. Работа их основана на регистрации уси­ лия вдавливания в почву штока с коническим или шаровым на­ конечником, размеры которого установлены стандартом: угол заострения наконечника должен быть 22° 30', площадь сечения наконечника для плотных почв 1 см2. Для мягких почв приме­ няется конический или шаровой наконечник сечением 2 или 2,8 см2.

Плотность р почвы определяют по формуле

где h — средняя ордината диаграммы, записанной плотномером для рассматриваемого слоя почвы в см;

g — масштаб пружины в Н/см (или в кгс/см);

/— площадь поперечного сечения наконечника штока плот­ номера в см2.

При определении плотности почвы производят не менее 15 измерений равномерно по площади опытной делянки. При обра­ ботке диаграмм определяют среднюю ординату для слоев 0—5, 5— 10 и 10— 15 см.

При работе с плотномером следует обращать внимание на правильность записи диаграммы. Наличие горизонтальной линии в начале диаграммы, совпадающей с осью абсцисс, означает, что пружина имеет предварительную затяжку, либо обладает излишне высокой жесткостью, или имеется свободный ход у штока плот­ номера до соприкосновения его с почвой. Если имеется горизон­ таль в конце диаграммы, которая проходит по верхней границе бланка, то жесткость пружины мала; пружина в этом случае сжи­ мается полностью до достижения заданной глубины наконечни­ ком штока плотномера.

Перед началом записи диаграммы плотности на каждом бланке проводят нулевую ординату (сжимая пружину стоящего на твер­ дом полу и прижатого к нему плотномера) и нулевую абсциссу (проворачивая барабан поднятого в воздух плотномера).

В настоящее время не существует каких-либо аналитических или экспериментальных способов оценки влияния влажности, плотности и типа почвы на сцепные качества тракторов с различ­ ными типами движителей, а следовательно, и способов приведения

176