§ 5. Пусковые характеристики и характеристики

продолжительности пуска. Расход масла на угар

Пусковые качества дизеля (рис. 203) характеризуются пусковыми характеристиками (для дизеля с пуском электрическим стартером) и характеристиками продолжительности пуска (для дизеля с системой пуска от пускового двигателя).

а — пусковые характеристики: кривые 1, 2, 3 — зависимости т_п= ■=/(«) при различных постоянных температурах окружающего воз духа; б —- характеристика продолжительности пуска.

Пусковые характеристики (рис. 203,а) представляют собой зависи- мости вида x_n=f(fi), где т_п—продолжительность прокручивания колен- чатого вала при пуске, с; п — частота вращения коленчатого вала ди- зеля, об/мин.

Характеристики снимают не менее чем для трех постоянных значе- ний температуры окружающей среды с разницей не менее 5°. Для каж- дой характеристики проводятся пуски не менее чем на четырех часто- тах вращения коленчатого вала двигателя. Допускается использовать средства ускорения пуска, предусмотренные конструкцией дизеля.

Температурное состояние дизеля (воды в головке и блоке цилинд- ров, головок и цилиндров дизелей воздушного охлаждения, вкладышей коренных подшипников и масла в поддоне) до начала испытаний не должно отличаться от температуры окружающего воздуха более чем на 2° С. Продолжительностью пуска считается время прокручивания колен- чатого вала до момента отключения пускового устройства.

Пуск считается нормальным, если он осуществляется не более чем с трех попыток за время не более 20 с каждая с промежутками между ними 1—1,5 мин.

Характеристики продолжительности пуска (рис. 203, б) представля- ют зависимость Tn=f(fosp)- Как и пусковые характеристики, они опре- деляются не менее чем для трех значений температур окружающей сре- ды ^окр с разницей между ними не менее 5° С. Допускается использова- ние средств облегчения пуска, предусмотренных конструкцией дизеля. Требования к тепловому состоянию двигателя перед испытаниями те же, что для пусковых характеристик. На каждом температурном режи- ме пуск дизеля должен достигаться попытками общей продолжитель- ностью не более 5 мин.

Расход масла на угар определяется массой масла, расходуемого в единицу времени и удаляемого из цилиндров вместе с отработавшими газами и продувочным воздухом. Этот показатель характеризует меру конструктивного совершенства цилиндро-поршневой группы и тепло- вого процесса дизеля, а в эксплуатации позволяет оценивать ее со- стояние.

Tn-fdoKfl)

п, об/мин

Рис. 203. Пусковые характеристики н характеристика про- должительности пуска дизеля:

а

Расход масла на угар определяется по убыли масла из картера дизеля (или масляного бака) за время работы 10 ч на номинальном скоростном режиме и мощности, равной 90% номинальной. В картер (масляный бак) дизеля перед испытаниями заливают масло в мак- симально допустимом количестве, установленном заводом-изготови- телем.

Глава 27

СТЕНДЫ И СТЕНДОВЫЕ ИСПЫТАНИЯ

§ 1. Устройство стендов

Стенд для испытаний двигателя состоит из тормозного и измери- тельного устройств, аппаратуры для питания двигателя топливом, его охлаждения, отвода отработавших газов, приспособления для крепле- ния двигателя и органов управления.

Тормозное устройство и детали крепления размещаются на фунда- менте, выполненном в виде чугунной плиты, помещенной на бетонном основании. Плита имеет пазы для анкерных болтов крепления стоек. Испытываемый двигатель укрепляется на суппортах стоек или специ- альной балке. Если двигатель укомплектован агрегатами, предусмотрен- ными для определения эксплуатационной мощности, то его не снимают с трактора, а соединяют с валом тормоза через вал отбора мощности гибкой муфтой. Тормозное устройство и трактор размещаются на плат- форме, снабженной гидравлическими домкратами. Пользуясь домкра- тами, центрируют вал отбора мощности и вал тормоза, соответственно перемещая платформу. В этом случае питание и охлаждение двигателя осуществляются его собственными системами.

Стенд должен обеспечивать достижение устойчивых нагрузок и плавное их регулирование в широком диапазоне частот вращения.

Применяются гидравлические и электрические стенды. Преимуще- ственное распространение получили электрические стенды, которые обеспечивают высокую точность измерения и дают возможность устой- чиво нагрузить испытуемый двигатель в широком диапазоне частот вра- щения, плавно и тонко регулировать нагрузку.

Электрический стенд представляет собой генератор, приводимый испытуемым двигателем. Вырабатываемая генератором электрическая энергия отдается в нагрузочную сеть, которой служит реостат или внеш- няя сеть.

Электрические стенды могут использоваться в качестве обкаточ- ных, работая при этом в режиме электродвигателя.

Электрические стенды бывают постоянного тока, синхронные и асинхронные переменного тока. Наиболее распространены машины пос- тоянного тока, как наиболее универсальные и простые. Их достоинст- во — возможность работать в широком диапазоне частот вращения как в режиме генератора при торможении испытуемого двигателя, так и в ре- жиме двигателя при пуске, обкатке двигателя внутреннего сгорания. Промышленность выпускает стенды с балансирными машинами посто- янного тока следующих основных типоразмеров: МПБ 24,5/22 мощ- ностью 25 кВт, МПБ 28/26 50 кВт, МПБ 32,7/28 100 кВт и МПБ 42,3/30 200 кВт. Буквы МПБ обозначают «машина постоянного тока балансир- ная», цифры показывают крутящий момент в режиме двигателя и тор- мозной момент в режиме генератора. Мощность дается в режиме гене- ратора. Машины допускают работу при частоте вращения до 4500 об/мин. Машина называется балансирной потому, что она измеряет кру- тящий момент двигателя по принципу балансирного подвешивания кор- пуса тормоза, создающего момент на валу испытуемого двигателя.

Корпус 2 (рис. 204) подвешен в станине 4 на подшипниках 3 и опи- рается через призму 5 на весовой механизм 1. Мощность (кВт) опреде- ляется по формуле

N_e = pirn) 10~³, (68)

где р — усилие, показанное весовым механизмом, Н; / — плечо тормоза, обычно его длина 1 м; tj — коэффициент полезного действия промежуточной передачи между дви- гателем и тормозом; п — частота вращения вала тормоза.

Рис. 204. Схема балансириого стенда:

I — весовой механизм; 2 — корпус тор- моза; 3 — шариковый подшипник: 4 — станина тормоза; 5 — призма весового механизма; I — плечо тормоза.

S ^e макс f 0

Л/л макс

Рис. 205. Характеристика тормозов: 1 — электрического; 2 — гидравлического.

a

N_T Ив

Тормозные качества тормоза оцениваются его характеристикой. Ха- рактеристика тормоза (рис. 205) представляет зависимость погашаемой им механической энергии N_r испытуемого двигателя от изменения час- тоты вращения п_т вала стенда. Она позволяет определить пригодность стенда для испытания данного двигателя. Кривые 1, 2, заключенные между точками а—в, соответствуют наибольшему возбуждению элект- рического тормоза (/) или наибольшему заполнению гидравлического тормоза водой (2). Кривая aef лежит ниже кривых ав и соответствует частичному значению тормозной мощности гидравлического или элект- рического тормоза соответственно при неполном заполнении водой или возбуждении.

Характеристика электрического тормоза определяется уравнением параболы

(69)

где а — коэффициент, соответствующий работе тормоза при полной нагрузке.

Характеристика гидравлического тормоза представляет собой урав- нение кубической параболы

(70)

На графике линия вс характеризует максимальное значение тор- мозной мощности Mr. _Макс по условиям прочности или допустимого нагре- ва тормоза. Линия ей ограничивает тормозные мощности предельно до- пустимой частотой вращения по условиям прочности.

Линия ad определяет затраты мощности на холостой ход тормоза Nt.X-

Контур авей характеризует возможность тормоза поглотить мощ- ность испытуемого двигателя. Если стенд пригоден для испытания дан- ного двигателя, необходимо, чтобы его характеристика с контуром hklm полностью вписывалась в характеристику тормоза. При этом точка к будет соответствовать минимальной нагрузке на холостом ходу тормоза.

Измерительные устройства и приборы. Установка для измерения расхода топлива — это обычно резервуар, установленный на весах оп- ределенной точности, из которого топливо поступает в двигатель. Ее включение производится автоматически.

Для измерения мгновенной частоты вращения служат тахомет- р ы. Наибольшее применение получили центробежные приставные и электрические тахометры. Центробежные приставные тахометры по- зволяют делать измерения в широких пределах (ГОСТ 13082—71); элек- трические тахометры удобны, а их точность выше, чем у центробежных. Они позволяют делать замеры частоты вращения дистанционно, присо- единять несколько указателей.

Для измерения времени опыта применяются секундомеры точ- ностью до 0,2 с.

Для измерения температуры окружающего воздуха, масла в карте- ре, воды в системе охлаждения, горючей смеси во впускном трубопрово- де (карбюраторные двигатели), отработавших газов, используют термо- метры расширения (ртутные, спиртовые), манометрические и электри- ческие термометры и термоэлектрические пирометры.

Для определения дымности отработавших газов применяются ды- момеры, измеряющие оптическую плотность отработавших газов мето- дом просвечивания, и сажемеры, измеряющие концентрацию сажи ме- тодом фильтрования.

Для определения токсичности отработавших газов (окиси углерода и углеводородов) служат газоанализаторы.