
книги из ГПНТБ / Руководство по испытаниям двигателей боевых и транспортных машин
..pdfппртст. |
пм.ртст. |
Рис. 72. Изменение коэффициентов наполнения и избытка воздуха карбюраторного двигателя в зависимости:
а—от числа оборотов; б—от нагрузки; в—от разрежения на впуске, г от противо давления на выпуске.
ш
a} |
S'; |
Рис. 73. Изменение коэффициентов наполнения и избытка воздуха ди зеля в зависимости:
а —от числа оборотов; б -о т нагрузки; в—от разряжения на впуске; г—от противодавления на выпуске.
134
Л а б о р а т о р н а я р а б о т а № 4
ИССЛЕДОВАНИЕ ВПУСКНОГО ТРАКТА КАРБЮРАТОРНОГО ДВИГАТЕЛЯ
Ц е л ь р а б о т ы . Определение картины изменения разрежений по длине впускного трубопровода и исследование влияния на них режимов работы двигателя.
М а т е р и а л ь н о е о б е с п е ч е н и е . 1. Испытательный стенд
скарбюраторным'двигателем.
2.Дифференциальные манометры (пьезометры) для измерения
разрежений во впускном тракте.
Порядок проведения испытаний
— Проверить готовность двигателя, установки и приборов
киспытаниям.
—Запустить двигатель и прогреть его до нормального тепло
вого состояния.
—Установить начальный режим работы п=1500—1700 об/мин на полном дросселе и выполнить необходимые измерения.
—Снизить нагрузку двигателя на 50% при неизменных обо ротах коленчатого вала и произвести измерения соответствующих величин.
—Перевести двигатель на холостой ход при исходном скорост
ном режиме и выполнить заданные измерения.
И з м е р я е м ы е в е л и ч и н ы : число оборотов коленчатого вала, усилие на тормозе, перепад давлений в дроссельной шайбе,
время расхода навески топлива, |
разрежения: |
.перед диффузором |
|
карбюратора АРи |
в горловине |
диффузора |
ДР2, за диффузором |
ДР3, за дросселем |
ДР4, в начале впускного трубопровода ДРъ, |
ъ середине впускного трубопровода ДР6, в конце впускного трубо
провода ДЯ7. |
|
охлаж |
К о н т р о л и р у е м ы е в е л и ч и н ы : температура |
||
дающей воды, давление и температура масла. |
коэффи |
|
Р а с ч е т н ы е |
в е л и ч и н ы : эффективная мощность, |
|
циенты расхода |
и скорости течения воздуха в исследуемых сече |
ниях впускного трубопровода.
Обработка экспериментальных данных
— Коэффициенты расхода для отдельных сечений впускного трубопровода определяются по формуле
|
0 1 _ £ щ / ш V Д Р ш |
dm г |
/~ ^P Ш |
|
G l i ~ ~ Лу ДЯ7 |
dt ) у |
APi ’ |
дще |
G£ — д ей с т в и т е л ь н о е |
к ол и ч еств о в о з д у х а , п р о ш е д ш е е |
|
|
ч е р е з сеч ен и я в п у ск н о го т р у б о п р о в о д а , кг/сек-, |
135
|
|
Gt |
— теоретическое |
количество воздуха, |
прошедшее |
||||||
|
|
|
|
через сечения |
впускного трубопровода, кг/сек-, |
||||||
/ ш = |
|
km— коэффициент |
расхода шайбы; |
|
|
||||||
0,785d^ — площадь сечения шайбы, |
ж2; |
|
|
||||||||
|
|
d m— диаметр шайбы, м\ |
|
|
|
|
|
||||
|
|
АРШ— перепад давлений в шайбе, мм вод. ст.; |
|||||||||
|
|
ДЯг — разрежение |
в |
исследуемом |
сечении |
впускного |
|||||
|
|
|
|
трубопровода, мм вод. ст.; |
|
|
|||||
|
|
dt, ft — диаметр и площадь исследуемого сечения впуск |
|||||||||
|
|
|
|
ного трубопровода, м и м2. |
|
|
|||||
— скорость течения воздуха через сечения впускного тру |
|||||||||||
бопровода находится по формуле |
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
wi*= Ра / 2 g- |
|
АР, |
■V-i |
|
2 Щ |
Mjcen, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Рв |
|
|
где |
g = 9,81 |
м/сек2 — ускорения |
силы тяжести; |
|
|||||||
|
|
ЯоЮ* |
|
273 |
кг/м3 |
удельный вес воз |
|||||
|
|
R T 0 — ! >2 9 3 760 |
|
273 |
|
||||||
|
|
|
|
|
|
духа; |
|
||||
|
|
Ро10* |
|
|
|
|
|
|
|
||
Рв: |
плотность |
воздуха. |
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
Оформление результатов испытаний
Полученные экспериментальные и расчетные данные заносятся
впротокол испытаний, на основании которого строятся графики:
—изменения разрежений во впускном трубопроводе для раз личных нагрузок (рис. 74, б);
—изменения скорости течения воздушного потока во впускном, трубопроводе при различных нагрузках.
Л аб орат орная работ а № 5
ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕЧЕНИЯ ЗАРЯДА ЧЕРЕЗ ВПУСКНОЙ КЛАПАН КАРБЮРАТОРНОГО ДВИГАТЕЛЯ
Ц е л ь р а б о т ы . Определение закона движения клапана,, «время—сечения» и средней скорости воздуха в клапане и клапан ном патрубке.
М а т е р и а л ь н о е о б е с п е ч е н и е . 1. Карбюраторный дви гатель со специальным устройством для плавного проворачивания, коленчатого вала.
2. Микрометр со шкалой не менее 10 мм.
136
Рис. 74. Картина изменения резрежений во впускном трубопроводе:
а —схема расположения пьезометров; б—изменение разрежений для различных точек в зависимости от нагрузки.
137"
Порядок выполнения работы
— При закрытом впускном клапане установить и закрепить в специальном кронштейне индикатор таким образом, чтобы отмет
ка |
указателя |
миллиметровой |
шкалы находилась |
на делении |
•с цифрой 9. |
|
вал двигателя, через каждые 10° |
||
его |
— Поворачивая коленчатый |
|||
поворота, |
начиная с момента трогания стрелки |
индикатора |
с места и до начала ее движения в обратном направлении, изме рять высоту подъема клапана.
Для измерений и записи результатов назначаются исполнители:
—к механизму поворота коленчатого вала;
—к микрометрическому индикатору;
—к классной доске.
Обработка и оформление результатов испытаний
По полученным данным строится график зависимости высоты
подъема |
клапана |
от углов |
поворота коленчатого |
вала (рис. 75). |
||||||
|
|
|
|
Построение |
графика вы |
|||||
|
|
|
|
полняется на |
миллиметро |
|||||
|
|
|
|
вой |
бумаге |
формата |
700 X |
|||
|
|
|
|
X 500 мм. |
Рекомендуемые |
|||||
|
|
|
|
масштабы: по оси абсцисс— |
||||||
|
|
|
|
в 1 см — 5° поворота колен |
||||||
|
|
|
|
чатого вала; |
по |
оси |
орди |
|||
|
|
|
|
нат — в |
1 |
|
см — 0,5 |
мм |
||
|
|
|
|
подъема |
клапана. |
Так |
как |
|||
|
|
|
|
график |
придется |
графиче |
||||
|
|
|
|
ски |
дифференцировать, ось |
|||||
|
|
|
|
абсцисс проводится на рас |
||||||
|
|
|
|
стоянии 150 мм от нижнего, |
||||||
|
|
|
o' " п к в |
а ось ординат — на расстоя |
||||||
|
|
|
нии |
не |
менее |
60 |
мм от ле- |
|||
Рис. 75. |
Путь клапана в зависимости от |
вого |
обреза |
|
листа. Вслед- |
|||||
угла |
поворота |
коленчатого |
вала. |
ствие симметрии |
кулачков |
|||||
|
|
|
|
распределительного |
вала, |
построение графика может выполняться только до момента макси
мального открытия |
клапана. |
|
|
По графику определяется «время—сечения» клапана. С этой |
|||
целью находится площадь, заключенная |
между осью |
абсцисс |
|
и кривой подъема клапана, F см2. Затем, для клапана с углом фа |
|||
ски, равным 45°, « в р е м я — с е ч е н и я » |
рассчитывается |
по урав |
|
нению |
|
|
|
t |
|
|
|
:dt = |
0,7Q7itdBF ~ - = 2,22dBF-^~ см2сек, |
|
|
I / - |
ТЬц |
tty. |
|
1 3 8
где dB— диаметр горловины клапана; |
|
||||
«„ — номинальное |
число оборотов двигателя, об1мищ |
||||
[х — масштабный |
коэффициент (для рекомендованных мас |
||||
штабов р = |
4,16-10“2). |
|
|
||
По полученным значениям „время — сечение" находят и оце |
|||||
нивают средние скорости заряда: |
|
|
|||
а) в горловине клапана |
|
|
|
||
w l ----- — |
|
м/сек; |
WK = |
wlriv м/сек; |
|
|
| |
fdti |
|
|
|
|
о |
|
|
|
|
б) в сечениях впускного трубопровода |
|||||
Т |
Ун |
м/сек; |
w f = |
wj-qv м/сек, |
|
Wi — |
ю 8/ А 1' |
||||
|
|
|
|
где wт — теоретическая, wR действительная скорость течения воздуха;
i —число цилиндров двигателя;
а0 |
|
|
гк = -о------ |
время открытия клапана, сек; |
|
0/2н |
|
|
|
а° — продолжительность |
открытия клапана в градусах |
|
угла поворота коленчатого вала; |
|
|
f t — исследуемое сечение |
впускного трубопровода, см2. |
Лабораторная работа Ms 6
ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ РАЗЛИЧНЫХ ФАКТОРОВ НА ПРОТЕКАНИЕ РАБОЧЕГО ПРОЦЕССА ДВИГАТЕЛЕЙ
Ц е л ь р а б о т ы . 1. Ознакомиться с оборудованием и прибо рами для исследования эксплуатационных режимов работы дви гателей.
2. Изучить влияние нагрузки, оборотов коленчатого вала, углов опережения зажигания, состава смеси на рабочий процесс двигателя.
М а т е р и а л ь н о е о б е с п е ч е н и е . 1. Стенд с карбюратор ным двигателем и балансирным электрическим тормозом.
2. Пьезоэлектрические и емкостные индикаторы с катодными
имагнитно-электрическими осциллографами.
3.Принципиальные схемы стенда и имеющихся на нем спе циальных приборов.
139
Методика и порядок проведения работы
Работа состоит из двух частей.
В первой части преподаватель знакомит слушателей с установ кой в целом и с имеющимися отдельными наиболее важными при борами и оборудованием: индикаторами, расходомерами, электрон ным потенциометром, динамометром, осциллографами, дистанци онным управлением дроссельной заслонкой, системой регулирова ния нагрузки, автоматом регулирования температуры воды в си стеме охлаждения, отметчиками и т. д. Принцип работы и вклю чение отдельных приборов и устройств поясняются непосредствен но на материальной части и по простейшим принципиальным схемам.
Во второй части по индикаторным диаграммам изучается влия ние на протекание рабочего процесса числа оборотов коленчатого вала, нагрузки двигателя, состава смеси, углов опережения зажи гания, а также равномерность работы цилиндров двигателя.
Управление установкой и изменение режимов работы двигателя выполняются преподавателем и лаборантами. Слушатели в период испытаний находятся за рабочими столами, наблюдают за индика торными диаграммами на экранах катодных осциллографов и зано
сят необходимые заметки |
по наблюдаемым кривым |
и |
режимам |
|||
работы двигателя в рабочие тетради. |
1. |
При |
исследовании |
|||
Р е ж и м ы |
р а б о т ы |
д в и г а т е л я : |
||||
влияния числа |
оборотов |
коленчатого |
вала: |
открытие |
дросселя |
25—30°/о (по углу поворота его оси), число оборотов коленчатого
вала — « = |
1500; |
2500; |
3500 об/мин. |
|
|
|
|
|
||||
2. При исследовании влияния нагрузки: число оборотов колен |
||||||||||||
чатого вала п = 2000 |
об/мин, |
нагрузка — 0 ; 0,5 |
N e и N e. |
|||||||||
3. При исследовании влияния состава смеси: |
число |
оборотов |
||||||||||
коленчатого вала |
« = |
2000 об/мин, нагрузка |
— 0,75Ne и N e, |
|||||||||
смесь — предельно |
обедненная, |
наивыгоднейшая |
и |
предельно |
||||||||
обогащенная. |
|
|
|
|
углов |
опережения |
зажигания: |
|||||
4. |
При исследовании влияния |
|||||||||||
число |
оборотов « = |
2000 об/мин, |
нагрузка ~ 0,75N e, |
опережение |
||||||||
зажигания — раннее, |
наивыгоднейшее и очень позднее. |
|
||||||||||
5. При исследовании равномерности работы цилиндров: число |
||||||||||||
оборотов |
коленчатого |
вала |
«= 1500, |
2500 |
и |
3500 |
об/мин, |
при нагрузке N e\ затем нагрузка 0,25N e, 0,5Лу, и 0,75N e при числе оборотов коленчатого вала « = 2 0 0 0 об/мин.
П р и м е ч а н и е . По всем пунктам, |
кроме 5, индикаторные диаграммы |
|
демонстрируются с 4-го цилиндра. |
По пункту 5 пьезоэлектрический индикатор |
|
переключается на каждом режиме |
с 4-го |
цилиндра на 2-й и обратно. |
Оформление результатов исследования
Наблюдаемые в процессе испытаний на экранах осциллогра фов кривые слушателями аккуратно вычерчиваются на листе
140
миллиметровой бумаги в виде отдельных кадров, снабжаются со ответствующими пояснительными надписями и оформляются от четным бланком по образцу, показанному на рис. 76.
Позднее |
Наидыгоднейшее |
Раннее |
Рис. 76. Пример оформления результатов испытаний.
Лабораторная работа № 7
СНЯТИЕ ИНДИКАТОРНЫХ ДИАГРАММ КАРБЮРАТОРНЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ
Ц е л ь р а б о т ы . 1. Изучить правила работы с пьезоэлектри ческими индикаторами и магнитоэлектрическими осциллографа ми, ознакомиться с методикой индицирования.
2 . Снять индикаторные диаграммы с двигателя при различных скоростных и нагрузочных режимах.
■ 3. Освоить методику подготовки экспериментальных материа лов к последующей обработке.
М а т е р и а л ь н о е о б е с п е |
ч е н и е : 1. Стенд с карбюратор |
ным двигателем и балансирным |
электрическим тормозом. |
2.Пьезоэлектрический индикатор с магнитоэлектрическим -осциллографом Н-102.
3.Фотопленка шириной 36 мм, длиной 1,6 м.
4.Фотобумага 240X180 мм и фотореактивы.
5.Фотоувеличитель.
141
|
Подготовка установки к испытаниям |
|
||
П о д г о т о в к а у с и л и т е л я . |
Вход |
усилителя |
соединяется |
|
коаксиальным |
кабелем с датчиком |
на |
двигателе. |
К клеммам |
«компенсация» |
подключается сухая |
батарея напряжением 1.6 в, |
а клеммы «шлейф» соединяются с одним из гнезд осциллографа. Усилитель включается в сеть. После прогрева по вольтметру про веряется напряжение стабилизаторов и при необходимости дово
дится в первом стабилизаторе до 180 в, |
а во |
втором — до |
2 2 0 |
в. |
Ручкой «компенсация» стрелка прибора |
при |
положении |
пере |
|
ключателя «прибор» устанавливается на нуль. |
|
|
|
|
П о д г о т о в к а о с ц и л л о г р а ф а . |
Расходная кассета |
за |
ряжается пленкой таким образом, чтобы один конец ее выступал из корпуса на 10—12 см. Этот конец пленки обрезается и нуме руется (рис. 77, б).
Перед началом испытаний заряженная расходная и свободная приемная кассеты помещаются в специальные гнезда осциллогра фа, при этом выступающий из расходной кассеты конец пленки пропускается в приемную кассету через механизм подачи.
В первое гнездо для гальванометров устанавливается отмет чик времени, а в остальные — необходимое количество гальвано метров соответствующей чувствительности. Гнезда с гальвано метрами соединяются с усилителями и отметчиками в.м.т. и за жигания. Затем осциллограф включается в сеть. Напряжение накала источника света устанавливается 6 в. Задается необходи мая скорость подачи пленки (500 мм/сек) и включается электро двигатель. При помощи специальных рукояток лучи вибраторов устанавливаются по экрану в исходные положения с таким расче том, чтобы кривые регистрируемых ими процессов полностьюукладывались на пленку. Указатель запаса пленки ставится соот ветственно длине пленки в зарядной кассете.
П о д г о т о в к а д в и г а т е л я . Двигатель |
запускается |
и про |
|
гревается до температуры выходящей воды |
/ = 80'°С обычным |
||
порядком. |
|
|
|
О б щ и е у к а з а н и я по |
п р о в е д е н и ю |
р а б о т ы . |
В про |
цессе испытания двигателя: 1. |
Записываются осциллографом инди |
каторные диаграммы, отметки положения поршня индицируемогоцилиндра в в.м.т., углы опережения зажигания, отметки времени.
2. Измеряются: усилие на тормозе, время |
расхода |
навески |
|||
топлива, время расхода 1 |
м3 воздуха. |
|
|
||
Режимы испытаний: |
|
|
|
|
|
а) п =1500, 2000, |
2500, |
3000, 3500, 4000 |
об/'мин при полном |
||
открытии дроссельной |
заслонки; |
|
|
|
|
б) 100%, 75%, 50°/0, 25% и 0°/0 |
нагрузки |
при числе |
оборотов, |
||
коленчатого вала двигателя п = 2 0 0 0 |
об1мин. |
|
|
142