Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Стендовые испытания современных автомобильных ДВС, оснащенных комплексными микропроцессорными системами управления. Учебно-методическое пособие для вы
.pdf
Аналогичным образом, как это было выполнено в лабораторной работе №1,
⋅⋅⋅
=
η
перед выполнением стендовых испытаний, определить параметры окружающей
среды в лаборатории. По результатам измерений заполнить табл. 2.3.
Далее определить показания весового механизма тормозного устройства и
перепад давления на дифференциальном манометре расходомера воздуха. Для этого
необходимо выполнить стендовые испытания в соответствии с приведенной
последовательностью:
1) выключить муфту сцепления ДВС;
2) запустить тормозной стенд в режиме холодной обкатки, в соответствии с
инструкцией по эксплуатации и требованиям техники безопасности;
3) убедиться, что стрелка силоизмерительного механизма стенда находится в
положении «0».
4) зафиксировать дроссельную заслонку двигателя в полностью открытом
положении;
5) плавно включить муфту сцепления ДВС;
6) на основании показаний манометра системы смазки ДВС убедиться в наличии
давления масла;
7) занести показания весового механизма измерительного устройства (P
вес
) в
табл. 2.3;
8) занести показания перепада давления на дифференциальном манометре
расходомера воздуха (Δh) в табл. 2.3.
Таблица 2.3
Исходные данные
Параметры окружающей среды Результаты измерений
t o,c PА, кПа φ,%
n, мин-1 P
, кг Δh, мм
вес
1480
Определение величин условных механических потерь в данной лабораторной
работе выполняется для одного значения частоты вращения коленчатого вала
1480 мин-1.
Выполнить требование пункта III (2).
Расчет величин условных механических потерь осуществляется с помощью
зависимостей (2.6-2.12) на основании данных, полученных в ходе выполнения
стендовых испытаний (табл. 2.3).
Крутящий момент сопротивления прокручиванию ДВС определяется
выражением:
Нм, (2.6)
,glPM
Твесk
где l – плечо весового устройства измерительного механизма тормозного устройства
(0,7162 м), рис. 2.1;
η
- КПД трансмиссии стенда (ηт=0,975).
т
21
τ
⋅
9550
⋅
Рисунок 2.1. Схема работы тормозного устройства и силоизмерительного механизма
в двигательном режиме работы стенда (холодная обкатка ДВС)
Условное среднее давление механических потерь определяется выражением:
M
k
p
3
m
⋅=
V
h
(2.7)
Па
,10
Определение условной мощности механических потерь
Условный механический КПД ДВС определяется на основании зависимости
где
N
-
e
рассматриваемой модели двигателя определяется эмпирической зависимостью
(2.10);
при проведении настоящей лабораторной работе
N
где
N
e max
:
nM
кВт
N
k
=
Т
, (2.8)
,
:
e
=
η
m
,
NNN+
Тe
(2.9)
эффективная мощность ДВС при работе с полной нагрузкой, кВт; для
зависимость составлена с учетом приведения мощности к условиям среды
.
432
1
e
k
n
-
максимальная эффективная мощность ДВС, кВт
max
e
n
baN
c
n
n
⋅+⋅+⋅⋅=
n
22
n
⋅+
d
n
⋅+
e
;
n
кВт
,
, (2.10)
n
NNNN
а, b, c, d, e –
⋅⋅=
+⋅⋅
k
-
коэффициент приведения эффективной мощности к нормальным условиям
n
Коэффициенты аппроксимирующей функции эффективной мощности ДВС
a b c d e
-0.0824 1.748 -2.442 3.953 -2.1795
коэффициенты аппроксимирующей функции, значения приведены в
табл
. 2.4;
окружающей среды, определяется зависимостью
2,1
P
0
=
k
n
−
1
−
⋅
PP
ВПA
273
+
t
273
+
t
0
(2.11).
6,0
(2.11)
,
Таблица 2.4
где
P
–
стандартное атмосферное давление
0
t
-
стандартное значение температуры воздуха
0
PВП –
давление водяных паров при испытаниях, кПа, определяется эмпирической
зависимостью
Результаты выполненных расчетов вносят в таблицу
Выполнить требование пункта
В соответствии с методикой, приведенной в приложении В, выполнить расчет
величины объемного
исходных данных величины параметров окружающей среды и величину перепада
давления на дифференциальном манометре расходомера воздуха
Выполнить требование пункта
Выполнить расчет величины коэффициента наполнения цилиндров ДВС в
соответствии с зависимостью
где
Δt –
повышение температуры на впуске, принимается равным
Результаты определения величин условных механических потерь, а также
расхода воздуха и коэффициента наполнения цилиндров необходимо внести в
(2.12);
ВП
QO и
η
V
массового
:
t
=
+
273
III (3).
Q
III (4).
273
∆++
(
P
расхода воздуха используя в качестве
⋅
tt
=100
0
кПа
20ºC;
),0563,0(exp^6973,0 tP
d
hA
);
кПа
2.5.
tRQ
)273(
,
30
⋅⋅⋅
nVP
(2.12)
Δh.
(2.13)
5ºC.
23
табл
. 2.5.
Сравнить полученные значения механического КПД и коэффициента
наполнения с диапазоном их допустимых значений (таблица
Для бензиновых двигателей
ηм=0,75…0,92; ηV= 0.7...0.9.
2.2) и
сделать выводы
Таблица 2.5
Результаты расчета величин механических потерь в ДВС
-1
n, мин
Мк, Нм NТ, кВт pС, Па ηм Q, кг/ч η
V
1480
В соответствии с индивидуальным вариантом задания, выбрать в таблице
приложения Г исходные данные и рассчитать требуемые для заполнения табл
параметры
.
Отчет о выполнении задач лабораторной работы оформить в виде выводов
Знать ответы на контрольные вопросы
.
Контрольные вопросы
1.
Понятие
обуславливающих данную величину
2.
Разъяснить, почему определенные в процессе выполнения лабораторной работы
величины механических потерь называются «условными
3.
Назначение режима холодной обкатки тормозного стенда
4.
Назначение и принцип работы балансирного силоизмерительного механизма
тормозного стенда
5.
Порядок выполнения процедуры определения величин условных механических
«
механический КПД ДВС
.
.
».
Выполнить анализ факторов
».
.
потерь методом прокручивания коленчатого вала двигателя балансирной машиной
6.
Альтернативные методы, применяемые для определения величин механических
потерь в ДВС
7.
Принцип работы применяемого в процессе выполнения лабораторной работы
расходомера воздуха
.
.
.
1
. 2.5
.
,
.
24
Лабораторная работа №3
ХАРАКТЕРИСТИКА ХОЛОСТОГО ХОДА
Цель работы: Экспериментально определить топливную экономичность ДВС при его
работе в режиме холостого хода
Оборудование: стенд для испытаний с необходимыми приборами, автомобильный
двигатель УМЗ
Задачи
:
I.
Подготовка к выполнению работы
1.
2.
II.
Знать
1.
2.
3.
Определение понятий
III.
Уметь
1.
Изобразить структурную схему топливной системы испытуемого ДВС
2.
Изобразить функциональную схему электромеханической форсунки
3.
В процессе работы на лабораторном стенде с помощью диагностического
4.
Выполнить расчет показателей, обуславливающих величины расхода
5.
Выполнить построение характеристики холостого хода ДВС
-4216,
диагностический сканер «Сканматик
Повторить требования по технике безопасности и противопожарным
мероприятиям во время выполнения лабораторной работы
Изучить рекомендованный в настоящем учебно-методическом пособии и
рекомендуемой литературе теоретический и практический материал по
особенностям и последовательности определения характеристики расхода
топлива ДВС при его работе в режиме холостого хода
.
Порядок выполнения процедуры экспериментального определения величин
объемного и массового расходов топлива при работе ДВС в режиме
холостого хода
Особенности конструкции и рабочего процесса топливной системы
испытуемого ДВС
-
характеристика холостого хода ДВС
-
режим холостого хода ДВС
-
режим принудительного холостого хода ДВС
-
часовой расход топлива ДВС
-
качественный состав топливно-воздушной смеси
-
коэффициент избытка воздуха
-
электромеханическая форсунка
-
перепад давления на форсунке
-
производительность форсунки
-
статическая производительность форсунки
-
динамическая производительность форсунки
.
сканера выполнить непосредственное изменение первичных параметров
обуславливающих расход топлива ДВС, оснащенного КМПСУД
топлива ДВС при его работе в режиме холостого хода
.
.
-2».
.
.
.
.
:
;
;
;
;
;
;
;
;
;
;
.
.
.
.
.
.
,
25
Теоретические сведения
Характеристика холостого хода представляет собой зависимость часового
расхода топлива и других параметров от частоты вращения ДВС при его работе без
нагрузки
быть отсоединено от двигателя
(
при выполнении данных исследований нагрузочное устройство должно
).
Рассматриваемые характеристики определяют в диапазоне частот вращения от
минимально устойчивой холостого хода до величины
принудительным воспламенением и до
n
для дизельных двигателей
max
В качестве начальной точки характеристики холостого хода принимают
а) для двигателей с принудительным зажиганием
закрытой дроссельной заслонке
б) для дизельных ДВС
-
при положении органа управления топливоподачей
;
которое обеспечивает наименьшую устойчивую частоту вращения
0.6n
для двигателей с
max
.
–
точку, полученную при
.
:
Увеличение частоты вращения бензинового ДВС достигается путем открытия
дроссельной заслонки. С увеличением частоты вращения часовые расходы топлива
и воздуха
Q,
как правило, возрастают
.
G
В современных автомобильных ДВС, оснащенных КМПСУД, минимальная
частота вращения поддерживается автоматически, в соответствии с настройкой
программного обеспечения, вне зависимости от отбора мощности вспомогательными
системами (управления, кондиционирования, освещения и т.д
.).
Величиной расхода топлива в режиме минимальной частоты вращения на
холостом ходу обуславливается, в частности, экологическая и экономическая
эффективность применения ДВС на автотранспортном средстве
.
Примеры построения характеристики холостого хода приведен в
приложении З
ДВС УМЗ
[9].
-4216 (
Евро
-3),
оснащен топливной системой распределенного
фазированного впрыска бензина во впускной коллектор (внешнее смесеобразование
через электромеханические форсунки, которая позволяет более точно (например, по
отношению к аналогичным системам, отвечающим классу Евро
-2)
поддерживать
заданный качественный состав топливно-воздушной смеси при различных режимах
работы двигателя
.
Это обеспечивается за счёт работы форсунок при переменном перепаде
давления и организацией их управления с программным учётом этой разности
Автоматический регулятор давления, применяемый в топливной рампе
(
преимущественно для более ранних двигателей рассматриваемой модели
экологического класса Евро
форсунке, отсутствует
-2)
для поддержания постоянной разности давлений на
–
вместо него в модуле топливного насоса установлен
редуктор, который обеспечивает постоянную величину давления в системе
для рассматриваемой модели ДВС
).
При этом исключается необходимость настройки
(3,8
-
бар
регулятора давления, а также влияние его инерционности на качественный состав
смеси при изменении нагрузки на двигатель. Вместо датчика массового расхода
воздуха
сенсор
(
ДМРВ) применяется датчик температуры и абсолютного давления
).
При данном конструктивном решении контроллер КМПСУД выполняет
(TMAP
,
)
.
26
непосредственное измерение величины разрежения в ресивере впускной системы
определяет соответствующий перепад давления на топливной форсунке и вносит
соответствующую поправку в длительность управляющего импульса
Рисунок
3.1.
Структурная схема топливной системы ДВС УМЗ
Порядок выполнения работы
.
-4216
,
Задание №
Выполнить требование пунктов задач
Задание №
Выполнить требование пункта
экспериментальных исследований при определении величин расходов топлива при
работе ДВС в режиме холостого хода
Выполнить требование пункта
топливной системы испытуемого ДВС; классифицировать двигатель по типу
топливной системы; раскрыть преимущества процесса смесеобразования методом
распыления (впрыск) перед пульверизационным способом (карбюратор
Выполнить требование пункта
выполнении лабораторной работы необходимый материал в письменном виде
II (1) –
.
II (2) –
II (3) –
1
I (1,2)
2
знать порядок выполнения и объем
изучить особенности рабочего процесса
).
изложить в индивидуальном отчете о
27
.
Задание №
3
Выполнить требование пункта
Выполнить требование пункта
III (1,2).
III (3).
Аналогичным образом, как это было выполнено в лабораторных работах №1 и
№
2,
перед выполнением стендовых испытаний, определить параметры окружающей
среды в лаборатории. По результатам измерений заполнить табл
. 3.1.
Определение рассматриваемых параметров работы двигателя в режиме
холостого хода выполняется экспериментально в соответствии со следующей
последовательностью действий
1)
подключить диагностический сканер
разъему КМПСУД, имеющему интерфейс
2)
выключить муфту сцепления
3)
запустить ДВС при соблюдении требований техники безопасности
4) на
основании показаний манометра системы смазки ДВС убедиться в
наличии давления масла
5)
плавно включить муфту сцепления ДВС
6)
убедиться, что дроссельная заслонка двигателя находится в полностью
закрытом положении
7)
прогреть ДВС до рабочей температуры
:
«
Сканматик
-2» к
диагностическому
OBD II;
;
;
;
;
;
(85-90
о
С
).
Затем, при работе ДВС на установившемся режиме, необходимо, с помощью
диагностического сканера, определить требуемые параметры КМПСУД: расчетное
значение часового объемного расхода топлива
импульса форсунки
температуру охлаждающей жидкости
τ
,
абсолютное давление в ресивере системы впуска
упр
tож .
диагностического сканера, приведен на рис
G’;
длительность управляющего
PAP,
Пример данных, полученных с помощью
. 3.2.
Результаты измерений для каждой из рассматриваемых частот вращения
вносятся в таблицу
3.1.
Таблица 3.1
Исходные данные
Параметры
окружающей среды
t ,oC PА,
кПа
φ,% n, мин-1 G’ л/
Результаты измерений
τ
,
упр
ч
мс
PАР, мм.рт.ст. tож, oС
Выполнить требование пункта задач
III (4).
Расчет величин, обуславливающих показатели расхода топлива двигателя в
режиме холостого хода, осуществляется с помощью зависимостей
основании данных, полученных в ходе выполнения стендовых испытаний (табл
(3.1-3.4) на
. 3.1).
28
Величина массового расхода топлива определяется на основании зависимости
(
)
−⋅−
=
γρρ
⋅
⋅
100
3−
кг/ч, (3.1)
,10
GG
где
ρТ –
плотность топлива в рампе, кг/м
GV –
где
экспериментально и равняются соответственно
где
объемный часовой расход топлива, определяется зависимостью
ρ1 –
плотность топлива при известной температуре
tТ –
γ –
температура топлива в рампе
охлаждающей жидкости
tож);
температурная поправка плотности
Для применяемого в исследовании бензина параметры
=
G
V
Aц –
цикловая подача топлива в ДВС (суммарная подача форсунок за рабочий
цикл ДВС
τ –
тактность двигателя
),
определяется зависимостью
.
⋅⋅=
ρ
ТV
3
,
определяется зависимостью
,11tt
ТТ
t1;
(
принимается равной температуре
;
3
м
, t1=15oС, γ=1,0526.
12 nA
: ρ1=735,5 кг/
ц
, л/ч, (3.3)
τ
⋅
(3.4);
ρ1, t1, γ
(3.2);
(3.3).
определены
(3.2)
:
Рисунок
3.2.
Интерфейс программного обеспечения мультимарочного сканера
29
3
−
где
nц –
количество цилиндров в ДВС
Qa –
объемная производительность топливной форсунки, мл/с
;
Для электромеханической бензиновой форсунки
испытуемого ДВС, величина
Q
может быть определена на основании
a
τ
мл/
цикл
,10
QnA ⋅⋅⋅=
aупрцц
«Siemens deka»
, (3.4)
.
мод
. 6365
соответствующей характеристики, которая может быть получена как приближенным
исследовательским методом
форсунки
зависимости
) –
приложение Д, так и более точным
–
приложение Е
Результаты данной лабораторной работы заносятся в таблицу
(на
.
основании изучения механических свойств
- на
основании экспериментальной
3.2.
Таблица 3.2
Характеристика расхода топлива на холостом ходу
n, мин-1 G, кг/ч
G
л/ч
V,
В соответствии с индивидуальным вариантом задания, выбрать в табл
приложения Ж исходные данные и рассчитать требуемые для заполнения табл
параметры
.
Выполнить требование пункта задач
III (5).
Выполнить построение
. 1
. 3.2
теоретической характеристики холостого хода ДВС. Результаты расчета внести в
табл
. 3.3.
Таблица 3.3
Результаты расчета параметров характеристики холостого хода
n, мин-1 G, кг/ч η
V
Q, кг/ч
800
…
2500
Величина массового расхода топлива для каждого значения частоты вращения
при работе ДВС в режиме холостого хода определяется в соответствии с
эмпирической зависимостью
GG
min
где
G
–
Vmin
объемный расход топлива при работе двигателя с минимальной
устойчивой частотой вращения
G
=2л/ч;
Vmin
nN –
номинальная частота вращения испытуемого ДВС, мин
:
3
ρ
−
ТV
⋅⋅⋅⋅=
n
n
(800
2
-1
мин
n
−⋅+
n
NN
) в
режиме холостого хода
-1
(3.5)
,0668,0022,4886,610
.
Величина массового расхода воздуха для каждого значения частоты вращения
определяется в соответствии с зависимостью
:
,
30
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]