Стендовые испытания двигателей внутреннего сгорания

Испытания двигателей проводят для оценки фактических показателей работы двигателей и их сравнения с расчетными показателями, определения качества проведенного ремонта, а также для проверки влияния на показатели работы двигателя тех или иных регулировок.
Как правило, испытания двигателя проводят после их полной обкатки в соответствии с технологическими требованиями.
Анализ результатов испытаний позволяет оценить эффективность конструктивных особенностей и качество изготовления двигателя (при заводских испытаниях новых моделей двигателей), либо дать качественную оценку выполненному ремонту (при испытаниях после капитального или текущего ремонта двигателя).

Виды испытаний двигателей:
Основные виды испытаний двигателей можно классифицировать по признакам, определяющим программу и методы проведения испытаний.

По целевому назначению различают испытания:
• поисковые и исследовательские;
• доводочные;
• приемочные и приемосдаточные (государственные, межведомственные);
• инспекционные (длительные, краткие, периодические, контрольные);
• ресурсные (испытания на надежность и эксплуатационную технологичность);
• сертификационные и другие.

По применяемым средствам и методам испытаний, а также условиям и месту их проведения различают следующие виды испытаний;
• стендовые;
• полигонные;
• дорожные;
• эксплуатационные;
испытания в особых условиях (высокогорных, тропических и т.д.).

Наиболее полный анализ большинства видов испытаний двигателей можно получить использованием методов стендовых испытаний, которые позволяют с большой степенью точности оценить динамические, эксплуатационные и экономические характеристики двигателей внутреннего сгорания, а также влияния на эти характеристики тех или иных факторов (например, регулировок, конструкторских и технологических решений и т. п.).
Стендовые испытания двигателей
Для стендовых испытаний двигателей применяются специальные испытательные стенды, устанавливаемые на мощном бетонном фундаменте с заделанными в него чугунными плитами. Б последнее время получили распространение бесфундаментные стенды, которые проще и удобнее в эксплуатации.

Конструкция испытательного стенда включает:
• устройства для закрепления испытываемого двигателя на стенде (стойки, кронштейны, фланцы, балки и т п.);
• энергетическое устройство для испытания двигателя без его запуска, для первичной оценки качества сборки и крепления двигателя на стенде, а также для холодной обкатки двигателя перед началом испытаний. В качестве энергетического устройства, как правило, используются мощные электродвигатели, но могут применяться и другие машины;
• тормозное устройство для имитации нагрузки двигателя В качестве тормоза наиболее часто используется электродвигатель, который при холодных испытаниях применялся в качестве энергетического средства, либо гидравлические тормозные механизмы;
• устройство для согласования характеристик двигателя и тормоза (в случае с электродвигателем - мощный переменный резистор, в случае с гидротормозом - гидротрансформатор);
• оборудование, обеспечивающее работу систем питания двигателя топливом и отвода отработавших газов, смазочной системы и системы охлаждения двигателя;
• органы управления процессом испытания:
• необходимые контрольно-измерительные приборы и устройства для регистрации и снятия испытываемых параметров
При испытаниях автотракторных двигателей наибольшее применение находят электрические и гидравлические тормоза. Они характеризуются наибольшей устойчивостью, те способностью поддерживать постоянную частоту вращения при кратковременном нарушении равновесия между вращающим моментом двигателя и моментом сопротивления тормоза.



Выбор тормоза производится по максимальной мощности и по максимальной частоте вращения коленчатого вала испытываемого двигателя Соответствие тормоза испытываемому двигателю по мощностным и скоростным возможностям обычно устанавливают путем наложения внешней скоростной характеристики двигателя на внешнюю характеристику тормоза Б случае, если тормоз по своим характеристикам не удовлетворяет необходимым требованиям для согласования с характеристиками испытываемого двигателя, его заменяют на более мощный или применяют промежуточный редуктор

Испытательный стенд должен иметь оборудование для измерения следующих показателей:
вращающего момента двигателя с точностью ±0.5 % от максимальных показаний, на которые рассчитана измерительная система:
частоты вращения коленчатого вала с точностью ±0.5 %;
расхода топлива с точностью ±1 %;
температуры охлаждающей жидкости с точностью ±2 °С;
температуры масла в смазочной системе с точностью ±2 °С:
барометрического давления с точностью ±20 кПа:
угла опережения зажигания или начала подачи топлива с точностью ±1 градус угла поворота коленчатого вала испытываемого двигателя:
давления наддува с точностью 0.05 кПа

Частоту вращения можно измерять приборами двух типов суммарными счетчиками, фиксирующими число оборотов за определенный отрезок времени, и тахометрами, которые дают текущее значение частоты вращения Б зависимости от принципа действия тахометры могут быть центробежными и электрическими.

Расход топлива определяют с помощью устройств показывающих объемный или массовый расход Продолжительность опытов должна быть не менее 30 сек.

Расход воздуха замеряют с помощью специального расходомера (воздухомера) или с помощью устройств, имеющих на впускном тракте измерительную насадку.

Для определения температуры (в зависимости от пределов изменения температуры и расположения точки, температуру которой необходимо замерить) применяют следующие приборы: жидкостные термометры, термометры сопротивления, термопары и термометры манометрического типа

Угол опережения зажигания или начала подачи топлива на стенде определяется с помощью стробоскопического устройства.

Условия стендовых испытаний автомобильных двигателей определяются ГОСТ 14846-81 «Двигатели автомобильные Методы стендовых испытаний» и предусматривают соблюдение следующих требований:

испытываемый двигатель и применяемые эксплуатационные материалы должны соответствовать техническим условиям:
температура окружающего двигатель воздуха в процессе испытаний не должна превышать +40 °С:
показатели двигателя должны определяться при установившемся режиме работы, при котором вращающий момент, частота вращения, температура охлаждающей жидкости и масла за время измерения изменяются не более чем на ±2 %.
Стандарт является государственным и распространяется на автомобильные поршневые и роторно-поршневые двигатели внутреннего сгорания и их модификации. Стандарт не распространяется на свободнопоршневые двигатели.

Стандарт ГОСТ 14846-81 устанавливает объем и методы испытаний для определения:
мощностных и экономических показателей при полных нагрузках (мощности нетто и брутто);
мощностных и экономических показателей при частичных нагрузках:
показателей на холостом ходу:
условных механических потерь:
равномерности работы цилиндров;
безотказности работы:
дымности отработавших газов

Оценка возможностей испытываемого двигателя и его соответствие требованиям, устанавливаемым нормативными документами, осуществляется по динамико-экономическим характеристикам.
При контрольных испытаниях определяют внешнюю скоростную характеристику мощности нетто, нагрузочную характеристику при частоте вращения на уровне максимального вращающего момента, характеристику холостого хода.
При приемочных испытаниях определяют внешние скоростные характеристики мощности нетто и брутто, нагрузочные характеристики не менее чем при трех различных частотах вращения коленчатого вала, характеристику холостого хода, условные и механические потери, равномерность работы цилиндров безотказность работы двигателя.

Ключевые теги: испытания, двигатель, двс