
книги из ГПНТБ / Руководство по испытаниям двигателей боевых и транспортных машин
..pdf•и трехвальных |
ГТД — при постоянном |
числе оборотов турбины |
компрессора |
(птк = const) момент, |
развиваемый двигателем, |
с уменьшением числа оборотов ротора тяговой турбины возрастает. Установка регенератора в одновальном газотурбинном дви гателе, помимо уменьшения ge г/э.квт-ч на расчетном режиме работы, обеспечивает незначительное изменение удельного эффек тивного расхода топлива ge в широком диапазоне изменения
числа оборотов.
Из изложенного следует, что конструкция ГТД, степень регенерации ор, температура газов 4 °С и способ регулиро вания будут оказывать существенное влияние на характер кри вых скоростной характеристики. Исходя из этого, на графике скоростной характеристики ГТД необходимо указывать тип
двигателя, наличие регенератора и его |
степень регенерации ор, |
|
температуру газов |
4 °С и число оборотов турбины компрессора |
|
•(в двухвальных и трехвальных ГТД). |
Специальный стенд с га |
|
М а т е р и а л ь н о е |
о б е с п е ч е н и е . |
зотурбинным двигателем, оборудованный тормозным устройством и приборами для измерения числа оборотов ротора тяговой тур бины лт.т, числа оборотов турбины компрессора гат.к, усилия на тормозе, температуры газов на выходе из камеры сгорания, рас хода топлива, расхода воздуха.
Порядок проведения испытаний
— Проверить готовность ГТД и приборов к проведению испытания.
— Запустить двигатель и дать ему возможность поработать на средних оборотах.
— Изменением подачи топлива и усилия на тормозе устано
вить заданную температуру газов |
4 °С и минимальное |
число |
оборотов ротора турбины (в двухвальной турбине— число |
обо |
ротов ротора тяговой турбины). Произвести измерения необхо димых величин.
— Сохраняя за счет регулирования подачи топлива постоян ную температуру газов tz °С, путем изменения нагрузки на тор
мозе увеличить |
число оборотов |
вала |
турбины |
на величину |
Ап об/мин. Произвести измерения |
на новом режиме. |
|||
— Поступая |
аналогично, выполнить |
измерения |
соответствую |
щих величин еще на нескольких режимах с таким расчетом, что
бы в интервале оборотов ротора турбины от минимальных |
лшт |
||||||
до расчетных |
/грасч |
получить 6 —7 точек. |
механику. |
|
|||
— Остановить двигатель и сдать установку |
|
||||||
И з м е р я е м ы е |
в е л и ч и н ы : |
число оборотов |
тормозного |
||||
.устройства «вых. в, число оборотов ротора тяговой турбины |
лт.т, |
||||||
число |
оборотов турбины компрессора пт. к, температура |
газов |
|||||
.перед турбиной |
4 ° С; температура |
газов после |
турбины 4 .Вых°С, |
||||
усилие |
на тормозе |
Рт, расход топлива От, статическое |
давление |
183

воздуха во всасывающей трубе Рх, динамический напор воздуха
во всасывающей трубе |
w2o |
JPB (в нескольких сечениях). |
2 g
Р а с ч е т н ы е в е л и ч и н ы ; скорость воздуха в различных сечениях, расход воздуха, эффективная мощность, крутящий мо мент, часовой и удельный эффективный расходы топлива, коэф фициент избытка воздуха.
Обработка и оформление результатов испытаний
Скорость воздуха в каждом из сечений определяется по урав нению
|
Wx |
2 g {hi — h2) |
м;сек, |
|
|
|
Р в |
|
|
где |
hx и Л2— высота столбов жидкости |
в мм вод. ст.; |
||
|
рв — плотность |
воздуха, определяемая по статическому |
||
|
давлению |
и температуре |
воздуха |
в данном сече |
|
нии. |
|
|
|
|
Секундный расход воздуха находится по формуле |
|||
|
GB----- /чР®СРв кг/сек. |
|
||
ся |
На основе экспериментальных и расчетных данных оформляет |
|||
протокол испытаний |
и строится скоростная |
характеристика |
(рис. 97).
П р и м е ч а н и е : При построении скоростной характеристики значения основных параметров могут выражаться как в абсолютных, так и в относи тельных величинах.
Л а б о р а т о р н а я работ а № 24
ИССЛЕДОВАНИЕ РАБОЧЕГО ПРОЦЕССА ДВИГАТЕЛЕЙ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ МЕТОДОМ ГАЗОВОГО АНАЛИЗА
Ц е л ь р а б о т ы . 1. Ознакомиться с методикой и аппаратурой для исследования состава отработавших газов в двигателях вну
треннего сгорания. |
влияние числа оборотов |
коленчатого вала |
|
2. Исследовать |
|||
и нагрузки двигателя на процессы смесеобразования |
и сгорания |
||
в автотракторных |
двигателях. |
Стенд с карбюратор |
|
М а т е р и а л ь н о е о б е с п е ч е н и е . 1. |
|||
ным двигателем и балансирным электрическим тормозом. |
|||
2. Газовые анализаторы для непосредственного |
определения |
||
в отработавших газах содержания СОг и СО. |
|
184
/1
-185
Рис. 97. Скоростные характеристики газотурбинных двигателей:
в —одновального с центробежным компрессором без теплообменника; б—двухвального с центробежным компрессором и регенератором.
3. |
Принципиальные |
схемы |
установки |
и |
ее |
отдельных при-! |
|||||||
боров. |
|
|
|
|
1. Исследование состава |
отработавших |
|||||||
О б щ и е у к а з а н и я . |
|||||||||||||
газов |
двигателя выполняется по скоростной и |
нагрузочной |
ха |
||||||||||
рактеристикам. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
2. |
Скоростная характеристика снимается на полном дросселе. |
||||||||||||
Числа |
оборотов |
коленчатого |
вала « = 1000, |
1500, |
2000, |
2500, |
|||||||
3000 об/мин. |
|
характеристика |
снимается |
при |
числе оборо |
||||||||
3. |
Нагрузочная |
||||||||||||
тов |
коленчатого |
вала |
« = |
1800 об/мин. Нагрузки |
на |
тормозе — |
|||||||
100, |
75, 50, 25 |
и |
0% |
нагрузки |
при полном |
дросселе. |
|
|
Порядок проведения испытаний
— Проверить готовность двигателя, установки и приборов.
—Запустить двигатель и прогреть его до нормального теп лового состояния.
—При полном открытии дросселя установить обороты ко
ленчатого вала « = 100 0 об/мин. Последовательно переключая газоанализаторы на различные цилиндры двигателя, определить
содержание |
в |
отработавших |
газах С 02 и СО для |
каждого |
из |
||
цилиндров |
и для |
двигателя |
в целом. Одновременно |
с определе |
|||
нием состава |
отработавших |
газов выполнить |
измерения |
всех |
|||
необходимых величин. |
|
|
|
|
|||
— Изменить |
обороты |
коленчатого вала |
двигателя |
до |
« = 1500 об/мин. После стабилизации режима работы двигателя повторить указанные в предыдущем пункте измерения.
— Поступая аналогичным образом, определить необходимые величины при всех числах оборотов коленчатого вала по скорост ной характеристике.
— Установить |
число |
оборотов коленчатого |
вала |
двигателя |
« = 1800 об/мин. |
После |
стабилизации режима |
работы |
выполнить |
измерения в указанном |
выше объеме. |
|
|
—Последовательно изменяя нагрузку, повторить определение регистрируемых величин для всех режимов по нагрузочной ха рактеристике.
—Перевести двигатель на минимально устойчивые обороты холостого хода и сдать установку механику.
И з м е р я е м ы е |
в е л и ч и н ы : |
процентное содержание С 02 |
|
и СО в отработавших газах, усилие на тормозе, число |
оборотов |
||
коленчатого вала, расходы топлива и воздуха. |
|
||
К о н т р о л и р у е м ы е в е л и ч и н ы : температура |
выходя |
||
щей из двигателя воды, давление |
и температура масла. |
|
|
Р а с ч е т н ы е |
в е л и ч и н ы : |
коэффициент избытка |
воздуха |
по |
цилиндрам |
и для двигателя в целом, часовые расходы |
возду |
ха |
и топлива, |
мощность двигателя, процент нагрузки. |
, |
186
Обработка и оформление результатов испытаний
|
При |
отсутствии в отработавших |
газах |
окиси |
углерода (СО) |
||
коэффициент избытка воздуха определяется по уравнению |
|||||||
|
|
0,21 |
/ |
0,79 |
|
|
|
|
|
(0,79 + |
р) ( |
С 0 2 |
|
|
|
где |
С 0 3 — процентное содержание |
углекислого |
газа по объему |
||||
|
|
в сухих продуктах сгорания; |
|
|
|||
|
{3— характеристика топлива. |
|
о |
||||
|
|
|
|
|
|
||
|
|
0,79 |
h |
о |
|
h — 7Г |
|
|
|
с |
8 |
2,37- |
|
||
|
|
|
|
|
|
||
где |
с, h |
и о — соответственно |
содержание углерода, водорода |
||||
|
|
и кислорода в топливе. |
|
|
|||
|
Для |
бензинов: |
|
|
|
|
|
|
|
с ^0 ,8 5 5 ; |
/г^0,145; |
о ^ О . |
|
||
|
Для дизельных топлив |
|
|
|
|
|
|
|
|
с ^0,870; |
h ^0,126; о ^0,004. |
|
|||
|
В случае наличия в отработавших газах окиси углерода (СО) |
уравнение для определения коэффициента избытка |
воздуха при |
|
нимает вид |
|
|
- С - ( С О + СОг) ( - С - + | - ^ 0 , 2 Щ„) |
||
(СО + С 0 2)(о,79М0 + |
0,2Ш„) |
|
где СО и С 0 2 — процентное содержание окиси углерода и угле кислого газа в сухих продуктах сгорания по объему;
М 0 = |
1 |
с |
0,21 |
\2 |
\ ----- — количество |
молей воздуха, теорети- |
|
т- |
ОА I |
необходимое для полного |
|
чески |
|
|
сгорания 1 кг топлива. |
|
, |
ТИн, |
„ |
к = |
— отношение количества молей оста- |
Мсо
точного водорода к количеству мо лей окиси углерода при неполном сгорании топлива; для бензинов k « 0 ,5 .
187
При k = 0,5
j2 - (C°2+ c°) (it + °>14°W)
a== (C02 -f CO) (0,79Mq- 0,140M 0) ‘
На основании расчетных данных и данных непосредственных: измерений оформляется протокол испытаний и строятся графики изменения состава смеси в цилиндрах двигателя и состава отра ботавших газов в зависимости от оборотов коленчатого вала и нагрузки двигателя.
|
|
|
|
ОГЛАВЛЕНИЕ |
|
|
|
|
|
С т р . |
||||
Введение |
..................................................................................................... |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
Ч а с т ь |
I. АППАРАТУРА ДЛЯ ИСПЫТАНИЙ ДВИГАТЕЛЕЙ |
|
||||||||||||
|
|
ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ И МЕТОДИКА |
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
ИХ ПРОВЕДЕНИЯ |
|
|
|
|
|
|
||||
Г л а в а |
I. |
Общие |
сведения |
об |
испытаниях |
двигателей |
|
вну |
7 |
|||||
треннего |
сгорания |
.......................................................................... |
|
|
|
|
|
|
. |
. |
||||
Виды и объем испытаний автотракторных двигателей |
7 |
|||||||||||||
Установки |
для |
и с п ы т а н и й ...................................................... |
|
|
и |
|
|
10 |
|
|||||
Фундамент |
и |
устройства для |
размещения |
закрепления |
11 |
|||||||||
оборудования |
стенда |
................................................................. |
|
|
|
|
|
|
|
|||||
Г л а в а |
II. |
Оборудование |
и |
приборы |
|
для |
поглощения |
|
||||||
и измерения мощности |
д в и г а т е л е й |
................................... |
|
|
|
15 |
15 |
|||||||
Тормозные |
у с т а н о в к и |
........................................................мощности . |
. |
|
. . |
. |
. |
|||||||
Измерение эффективной |
|
28 |
||||||||||||
Измерение числа оборотов коленчатого вала |
. . |
. |
. |
31 |
||||||||||
Электрические динамометры |
» |
. |
. |
. |
|
. . |
» |
» |
39 |
|||||
Г л а в а |
III. |
Измерение расхода жидкостей и газов |
|
. |
44 |
|||||||||
Общие полож ен и я .................................................................................. |
|
|
|
|
|
|
|
|
44 |
|
||||
Измерение скоростей и давлений в потоке |
|
жидких и газооб |
45 |
|||||||||||
разных |
сред |
воздуха . . . . . . . |
|
. |
||||||||||
Измерение расхода |
|
49 |
||||||||||||
Измерение расхода топлива |
................................................................. |
|
|
|
|
|
. |
. |
54 |
|||||
Измерение |
расхода |
в о д ы |
..................................... |
|
|
|
|
|
57 |
|||||
Измерение переменных расходов жидкостей и газов |
. |
. |
62 |
|||||||||||
Г л а в а |
IV. |
Измерение |
давлений в |
двигателях |
внутреннего |
|
||||||||
с г о р а н и я ........................................................................................... |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
66 |
|
|||
Общие положения . |
. |
|
. |
|
..................................... 66 |
|||||||||
Приборы |
для |
измерения |
д а в л е н и й |
............................................ |
|
|
|
|
67 |
|
||||
Г л а в а V. И н д и к а т о р ы |
............................................................... |
|
|
|
|
|
|
70 |
70 |
|||||
Общие полож ен и я ........................................................ |
|
|
|
|
|
|
|
|
. |
|||||
Механические |
индикаторы . . . . . . . |
|
70 |
|||||||||||
Электрические и н ди к атор ы |
............................................................... |
|
|
|
|
|
|
71 |
|
|||||
Электропневматические и н д и к а то р ы |
............................................ |
|
|
|
|
78 |
|
|||||||
Г л а в а |
VI. |
Измерение |
температур . |
. |
. |
. |
. |
|
83 |
|||||
Общие положения . |
. |
. |
. |
. |
. |
. |
. |
. |
|
83 |
||||
Жидкостные |
т ер м о м е т р ы |
............................................................... |
|
|
|
|
|
|
83 |
|
||||
Манометрические т е р м о м е т р ы ...................................................... |
|
. . . . |
|
84 |
86 |
|||||||||
Электрические |
термометры . . . |
|
|
. |
189
С тр.
Электронные самопишущие потенциометры и уравновешенные
м |
о с т ы |
............................................................................................ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
93 |
||
Г л а в а |
VII. |
|
Автоматизация |
|
управления, |
вспомогательная |
|||||||||||||
и регистрирующая |
аппаратура |
|
. . . |
. |
|
. |
9 9 |
||||||||||||
Автоматизация |
управления испытательными |
установками |
. |
||||||||||||||||
Вспомогательная |
аппаратура |
|
п р........................................................и б о р ы |
|
|
|
|
107 |
|||||||||||
Специальные |
регистрирующие |
|
|
|
|
|
|||||||||||||
Г л а в а |
VIII. |
Методика |
проведения испытаний |
и |
обработка |
||||||||||||||
их |
|
результатов |
|
. . . |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ИЗ |
|||||
Общие |
методические |
у к а з а н и я ..................................................... |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
Организация |
проведения |
испы таний............................................ |
|
, |
. |
|
« |
|
114 |
||||||||||
Точность |
измерений |
и |
погрешности |
|
|
|
|
|
|||||||||||
Правила |
оформления |
графиков |
характеристик . . . . |
|
|||||||||||||||
Техника |
безопасности |
........................................................................... |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
Ч а с т ь |
II. |
|
ЛАБОРАТОРНЫЕ РАБОТЫ |
|
|
|
||||||||||
Л а б о р а т о р н а я |
р а б о т а |
№ |
1. |
Изучение |
испытатель |
||||||||||||||
ных установок и оборудования лаборатории |
|
двигателя |
|||||||||||||||||
Л а б о р а т о р н а я |
р а б о т а |
№ |
2. |
Подготовка |
|||||||||||||||
и измерительной |
аппаратуры |
к |
испытаниям |
|
процес |
||||||||||||||
Л а б о р а т о р н а я |
р а б о т а |
№ |
|
3. |
Исследование |
||||||||||||||
сов наполнения и смесеобразования четырехтактных дви |
|||||||||||||||||||
гателей |
|
....................................................................................... |
|
р а б о т а |
№ |
4. Исследование впускного |
|||||||||||||
Л а б о р а т о р н а я |
|||||||||||||||||||
тракта карбюраторного |
двигателя . |
. |
|
|
. |
. |
|||||||||||||
Л а б о р а т о р н а я |
р а б о т а |
№ |
5. |
Исследование |
течения |
||||||||||||||
заряда |
через |
впускной |
клапан |
карбюраторного |
двига |
||||||||||||||
теля . |
|
. |
. |
|
. |
. |
|
. |
|
. |
|
. |
. |
. |
. |
. |
|
||
Л а б о р а т о р н а я |
р а б о т а |
№ |
6. |
Исследование |
влияния |
||||||||||||||
различных |
факторов |
на |
протекание |
рабочего |
процесса |
||||||||||||||
д в и г а т е л е й ................................... |
ра-бот-а |
|
|
|
|
|
. . . . |
|
|||||||||||
Л а б о р а т о р н а я |
№ 7.-Снятие индикаторных |
||||||||||||||||||
диаграмм |
карбюраторных |
двигателей . |
|
. . |
. |
||||||||||||||
Л а б о р а т о р н а я |
р а б о т а |
№ |
8. |
Снятие |
индикаторных |
||||||||||||||
диаграмм |
дизельных |
двигателей |
. . |
, |
|
|
|
|
|||||||||||
Л а б о р а т о р н а я |
р а б о т а |
№ 9. Анализ процессов ра |
|||||||||||||||||
бочего цикла |
двигателей |
по индикаторным |
диаграммам |
||||||||||||||||
Л а б о р а т о р н а я |
р а б о т а |
№ 10. Определение индика |
|||||||||||||||||
торных и эффективных показателей двигателей методами |
|||||||||||||||||||
индицирования и выключения цилиндров . |
|
. |
|
|
|||||||||||||||
Л а б о р а т о р н а я |
р а б о т а |
№ |
11. |
Исследование меха |
|||||||||||||||
нических |
потерь |
в |
двигателях |
внутреннего |
сгорания |
|
|||||||||||||
Л а б о р а т о р н а я |
р а б о т а |
№ |
12. |
Исследование |
тепло |
||||||||||||||
вых |
балансов двигателей |
№....................................................13. Исследование |
влияния |
||||||||||||||||
Л а б о р а т о р н а я |
р а б о т а |
||||||||||||||||||
теплового состояния двигателей на показатели их работы |
|||||||||||||||||||
Л а б о р а т о р н а я |
р а б о т а |
№ 14. Исследование влия |
|||||||||||||||||
ния |
сорта |
топлива |
|
на работу |
|
дизеля |
. |
' . |
|
|
|||||||||
Л а б о р а т о р н а я |
р а б о т а |
№ |
15. |
Подбор |
карбюратора |
||||||||||||||
к |
двигателю . |
|
|
. |
|
. |
|
|
............................................ |
||||||||||
Л а б о р а т о р н а я |
р а б о т а |
№ |
16. Исследование топливной |
||||||||||||||||
аппаратуры дизелей |
.................................................................. |
|
№ 17. Регулировочные харак |
||||||||||||||||
Л а б о р а т о р н а я |
р а б о т а |
||||||||||||||||||
теристики |
карбюраторного |
д в и га те л я ................................... |
|
|
|
|
|
||||||||||||
Л а б о р а т о р н а я |
р а б о т а |
№ 18. Скоростные и нагрузоч |
|||||||||||||||||
ные |
характеристики |
карбюраторных |
двигателей |
|
|
99
103
113
120
123
124
129
129
131
135
136
139
141
145
147
151
154
157
161
164
165
169
170
173
190
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Стр. |
Л а б о р а т о р н а я |
р а б о т а |
№ |
19 |
Скоростные |
и |
|
нагру |
|
|||
зочные |
характеристики д и з е л е й |
...................................................... Регулировочная |
харак |
175- |
|||||||
Л а б о р а т о р н а я |
р а б о т а |
№ |
20. |
178 |
|||||||
теристика дизеля |
по |
углу |
опережения впрыска |
топлива |
|||||||
Л а б о р а т о р н а я |
р а б о т а |
№ |
21. Характеристика |
холо |
179 |
||||||
стого |
х о д |
а ........................................................................................... |
р а б о т а |
№2 2 . |
Регуляторная |
|
характе |
||||
Л а б о р а т о р н а я |
|
|
|||||||||
ристика |
дизеля |
. |
. |
№2 3 . |
Скоростная |
характери |
180 |
||||
Л а б о р а т о р н а я |
р а б о т а |
182 |
|||||||||
стика газотурбинного |
д в и га тел я ..................................................... |
Исследование |
рабочего |
||||||||
Л а б о р а т о р н а я |
р а б о т а |
№2 4 . |
|
||||||||
процесса двигателей внутреннего сгорания методом газо |
184 |
||||||||||
вого анализа |
. . . . |
|
|
|
|
|
|
Редактор К рем еницкий |
В . |
А . |
|
|
||
Технический редактор П от апова 3 . |
Т, |
|
|
Корректор М и х н ева Л . |
А . |
|
Сдано в набор 27.4.67 г. |
|
|
Подписано к печати 9.6.67 г. |
|||
Формат бумаги бОХЭО1/^ |
Объем |
12 |
печ. |
л. |
Зак. |
427 |
Только для внутриведомственной |
продажи (цена 99 |
коп.) |
|
Г -2 0 8 0 9 3 |
Т ип . В А Т Т |