книги из ГПНТБ / Руководство по испытаниям двигателей боевых и транспортных машин

В О Е Н Н А Я А К А Д Е М И Я Т Ы Л А И Т Р А Н С П О Р Т А

РУКОВОДСТВО

ПО ИСПЫТАНИЯМ ДВИГАТЕЛЕЙ

БОЕВЫХ И ТРАНСПОРТНЫХ МАШИН

Под редакцией, доцента, кандидата технических наук инженер-полковника БЕЛОВА П. М.

Л е н и н г р а д

1 9 6 7

ВВЕДЕНИЕ

Наряду с резким увеличением производства автотракторных двигателей, в директивах XXIII съезда КПСС по пятилетнему пла­ ну развития народного хозяйства СССР на 1966—1970 годы по­ ставлена задача «Осуществить мероприятия по обеспечению даль­ нейшего улучшения основных удельных показателей (металлоем­ кость, расход топлива, моторесурс) всех новых типов двигателей для транспортных машин, имея в виду превзойти технический уро­ вень лучших зарубежных образцов таких двигателей».*

Решение этой задачи потребует постановки и проведения широ­ ких исследований по изысканию путей улучшения показателей су­ ществующих и вновь проектируемых двигателей, по выявлению их технико-экономических, ремонтных и эксплуатационных возмож­ ностей.

Кроме эксплуатационных испытаний, которые также немысли­ мы без сложной современной измерительной и вспомогательной аппаратуры, в решении указанных вопросов большую роль должны сыграть различные исследования двигателей и других агрегатов м*ашин на стендах. В связи с этим от современных инженеров автотракторной специальности во многих случаях могут потребо­ ваться не только общие представления о методике испытания ма­ шин, но и глубокие знания этой методики и той измерительной и вспомогательной аппаратуры, при помощи которой могут быть осуществлены необходимые исследования.

Исходя из сказанного, при разработке учебного пособия авто­ рами значительное внимание было уделено различным современным, преимущественно электронным приборам, нашедшим широкое применение в исследовательской практике. Кроме того, в пособии дается описание схем и принципа работы некоторых приборов и устройств, разработанных или непосредственно авторами, или при их активном участии. Эти приборы успешно используются в лабора­ ториях кафедры, но' не нашли еще широкого применения при испы­ таниях двигателей.

* Материалы XXIII съезда КПСС. Политиздат, 1966, стр. 241.

Г л а в а I

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ ОБ ИСПЫТАНИЯХ ДВИГАТЕЛЕЙ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ

ВИДЫ И ОБЪЕМ ИСПЫТАНИЙ АВТОТРАКТОРНЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ

Цель и виды испытаний. Испытания имеют целью определение -основных конструктивных, мощностных, экономических показателей, пусковых и динамических качеств двигателей, а также надежности их работы в стендовых условиях.

Целью испытаний может быть также определение возможности использования автотракторных двигателей для работы в стационар­ ных, судовых, тепловозных и других установках.

Разнообразие перечисленных задач обусловливает необходимость в различных видах стендовых испытаний. ГОСТом 491—55 преду­ сматриваются следующие виды испытаний.

Кратковременные контрольные испытания серийных двигателей.

Целью испытаний является проверка соответствия мощностных, экономических и других показателей двигателей стандартам или техническим условиям. Испытания должны заключаться в опреде­ лении мощностных и экономических показателей, степени неравно­ мерности работы регулятора (при его наличии), равномерности работы цилиндров, условного среднего давления механических потерь, часового и условного удельного расходов топлива при мини­ мальном числе оборотов холостого хода.

Длительные контрольные испытания серийных двигателей

имеют задачей проверку качества изготовления и соответствия по­ казателей двигателей стандартам или техническим условиям. В них входит объем работ, предусмотренный кратковременными испытаниями, а также дополнительное определение устойчивости и надежности работы двигателей в стендовых условиях и их пуско­ вых качеств.

Приемочные испытания двигателей новых или модернизирован-

них конструкций имеют целью: выяснение соответствия двигателя проектному заданию; степени совершенства и возможности

7

При проведении испытаний температуры воды и масла под­ держиваются в пределах, указанных заводом-изготовителем. При отсутствии указаний завода температура воды на выходе из двига­

рых вызывает необходимость изменения регулировок двигателя или дооборудование испытательной установки.

Во вспомогательное оборудование входят агрегаты, отсутствие которых не нарушает нормальной работы двигателя.

Показатели работы двигателя, определенные при наличии ос­ новного и вспомогательного оборудования, носят название эксплуа­ тационных и обозначаются дополнительным индексом «э».

Условия проведения научно-исследовательских и учебных испы­ таний определяются целями и задачами исследований и учебными программами.

Порядок проведения испытаний. Кратковременные контрольные испытания проводятся при комплектности двигателя, предусмо­ тренной техническими условиями завода-изготовителя (обычно с учетом мощности, затрачиваемой на привод вспомогательных агрегатов).

Для длительных контрольных и гарантийных испытаний двига­ тель укомплектовывается вспомогательным оборудованием, а для' приемочных испытаний — как вспомогательным, так и основным.

При научно-исследовательских и учебных испытаниях ком­ плектность двигателей регламентируется соответствующими мето­ диками исследований.

Мощностные и экономические показатели карбюраторных дви­ гателей определяются по скоростной и нагрузочной характеристи­

ствующего полной разгрузке тормоза.

При снятии скоростных характеристик допускается принудитель­ ный обдув впускного трубопровода двигателя с интенсивностью, подбираемой из условий наибольшей мощности при номинальном

числе оборотов.

Нагрузочные характеристики получаются путем ступенчатого увеличения открытия дросселя или подачи топлива от режима хо­ лостого хода до полной нагрузки при данном числе оборотов. ГОСТ рекомендует для нагрузочных характеристик следующие скоростные режимы: п„ и 0,75; 0,5; 0,25 от него.

Регуляторные характеристики снимаются при постоянных поло­ жениях органа управления двигателем путем постепенного увели­

9-

чения внешней нагрузки от холостого хода до наибольшей мощно­ сти. Для автомобильных двигателей рекомендуются исходные ско­ ростные режимы: «Рег « 0,9; 0,75; 0,5; 0,25 от него, а для трак­

торных— «Рег; 0,85 и 0,7 от него.

Механические потери могут определяться:

— методом выключения цилиндров при работе двигателя на

ной двигателя с выключенной подачей топлива в интервале чисел Оборотов ОТ Т1тin до пн.

При научно-исследовательских и учебных испытаниях режимы работы выбираются согласно методикам исследований и проведе­ ния лабораторных работ.

Измерения на каждом из режимов выполняются после дости­ жения устойчивой работы— не менее чем через 1 мин для авто­ мобильных и через 3 мин для тракторных двигателей. Продол­ жительность измерения на каждой опытной точке должна обеспе­ чивать точность результатов до +1% .

Для каждой характеристики необходимо иметь не менее 6— 8 опытных точек, причем в области максимальных и резких изме­ нений значений показателей интервал между точками рекомен­ дуется уменьшать.

УСТАНОВКИ д л я ИСПЫТАНИИ

Место, специально оборудованное для производства испыта­ ний двигателей, называется стендом. Основными элементами стенда являются: фундамент с устройствами для размещения и закрепления оборудования; балансирный тормоз; соединитель­ ный вал с шарнирными или полужесткими муфтами; системы пи­ тания двигателя топливом и воздухом, охлаждения, смазки, за­ жигания и выпуска отработавших газов.

Оборудование стенда (рис. 1) должно обеспечивать длитель­ ную устойчивую работу двигателя на любом из заданных режи­ мов, регулирование работы двигателя в пределах эксплуатацион­ ных режимов, возможность выполнения эксплуатационных регу­ лировок двигателя и вспомогательных агрегатов, легкость техни­ ческого обслуживания и безопасность проведения испытаний.

Кроме того, согласно ГОСТу 491—55 стенд должен быть ос­ нащен приборами для регистрации крутящего момента двигателя, скорости вращения и суммарного числа оборотов коленчатого вала, расходов топлива, воздуха и охлаждающей жидкости, тем­ ператур окружающего воздуха, входящей и выходящей воды, масла в картере, отработавших газов, давлений окружающего воздуха и масла в магистрали, разрежения во впускном трубо­ проводе, углов опережения зажигания или впрыска топлива.

10

Учитывая, что основное оборудование и измерительная аппа­ ратура подробно описываются в дальнейшем в соответствующих разделах «Руководства», рассмотрим лишь основные части стенда.

Рис. 1. Схема стенда:

двигатель; 2—пульт управления; 3—соединительная муфта; 4—комбинированный тормоз; 5—электрический пульт управления; 6—устройство, регулирующее усилие на тормозе; / —дрос­ сельная шайба; 8—тахометр; 9—дифференциальный манометр; 10—прибор для измерения расхода топлива; / / —термометр для измерения температуры выходящей воды; 12—смеситель; 13—кран; 14—подмоторная плита; 15—подмоторная стойка; 16—масляный радиатор; 17—защитный щиток вентилятора; 18—труба, подводящая охлаждающую воду; 19—водомер; 20—термометры для изме­

рения температуры входящей воды.

ФУНДАМЕНТ И УСТРОЙСТВА ДЛЯ РАЗМЕЩЕНИЯ И ЗАКРЕПЛЕНИЯ ОБОРУДОВАНИЯ СТЕНДА

Фундамент служит для поглощения колебаний от работающе­ го двигателя и предотвращения их передачи на соседние стенды и элементы здания. На нем размещается и жестко крепится под­ моторная плита или рама.

Фундамент (рис. 2) представляет собой единый блок из бето­ на или железобетона, который располагается в специальном кот­

11