Назовите основные части испытательных стендов двигателей

Устройство автомобилей

Испытания двигателей

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. В 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, т.е. 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.
В 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. В 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 свободно-поршневые 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.

Требования безопасности при испытаниях

Во избежание несчастных случаев при проведении испытаний двигателей самое серьезное внимание должно быть уделено вопросам техники безопасности.
К работе на испытательных стендах допускается специально обученный персонал, прошедший необходимые инструктажи по охране труда и технике безопасности. Работники из числа персонала должны быть обеспечены необходимой спецодеждой и средствами индивидуальной защиты (СИЗ).

Перед началом работы обслуживающий персонал должен проверить надежность крепления стенда к фундаменту и испытываемого двигателя к стенду, оценить техническое состояние стенда и двигателя, убедиться в полной исправности испытательного оборудования, включить систему вентиляции помещения, в котором проводятся испытания, убедиться в достаточности освещения.
В рабочем помещении испытательной станции не должно быть посторонних предметов, затрудняющих свободное перемещение персонала во время работы, а также посторонних лиц.

Испытательная станция (лаборатория) должна быть оборудована в соответствии с санитарно-техническими требованиями, требованиями пожарной безопасности и техники безопасности.
Помещение должно быть оснащено приточно-вытяжной вентиляцией, исключающей загазованность и запыленность воздуха выше нормы. Ртутные измерительные приборы и устройства должны иметь специальную защиту, в т. ч. от проникновения паров ртути в помещение.
Вращающиеся и подвижные части стендов и испытываемых двигателей должны быть ограждены для исключения случайного контакта работников.
Специальные требования предъявляются к уровню шума, противопожарной защите и мерам по предотвращению взрывов.

При проведении испытаний автотракторных двигателей оцениваются мощностные и экономические показатели их работы в различных условиях эксплуатации, как нагрузочных, так и независимых внешних (дорожных, климатических и т. п.) с учетом технологических факторов изготовления (или капитального ремонта), последующей эксплуатации, надежности, долговечности, отзывчивости на регулировочные процессы и т. п.

стенды для испытаний двигателей

Рис. 1. Открытый стенд.

сте́нды для испыта́ний дви́гателей комплексные технические устройства для испытаний полноразмерных двигателей в условиях моделирования заданных скоростей и высот полёта. С. д. и. д. имеют приспособления для закрепления двигателя в заданном положении на раме или динамометрической платформе, которые располагаются в боксе или, в термобарокамере, где имитируются условия проведения испытаний.

В комплект стенда входят следующие системы: подачи воздуха из атмосферы или от компрессорных машин (или подачи окислителя от стендовых или транспортных ёмкостей); подачи топлива или специальных горючих компонентов; подачи масла, воды, гидравлических смесей; отвода отработавших газов непосредственно в атмосферу через выпускные каналы с отбойной стенкой, через холодильник газа и шумоглушитель или в эксгаустерные машины, отсасывающие газы и повышающие их давление до атмосферного. Мощность, развиваемая поршневым двигателем, турбовинтовым двигателем, вертолётным газотурбинным двигателем, измеряется на стенде гидротормозом, тяга воздушно-реактивного двигателя, реактивного двигателя тягоизмерительными системами. Управление технологическим процессом испытания двигателя производится из кабины управления. Для определения основных параметров и характеристик двигателей стенды оснащаются системами для статических измерений температуры, давления, скорости, расхода жидкости и газа, крутящего момента, частоты вращения, механических колебаний.

Наибольшее распространение получили открытые стенды, на которых производится имитация окружающих условий, близких к атмосферным. Испытательные стенды (рис. 1) изолированы от других помещений и имеют всасывающую часть с шумоглушителем 1, рабочую часть 2, в которой устанавливаются двигатель и испытательное оборудование, выпускную часть 3 с шумоглушителем. Двигатель 1 (рис. 2) устанавливается на стойки и закрепляется в силовых узлах корпусов. Стойки жёстко связаны с динамометрической платформой 2, которая выполняется в виде сварной рамы и опирается или подвешивается на пластины (шарниры) 3. Другие концы пластин крепятся к раме 5 или к подвижным термокомпенсационным опорам. Упругие пластины воспринимают вес платформы, двигателя, вспомогательных устройств и выдерживают боковые усилия. Силоизмерительное устройство 4 уравновешивает и измеряет тягу и состоит из рычажного редуктора, весовой головки, датчика усилий (виброчастотного, тензорезисторного или гидравлического), показывающего устройства.

На рис. 3 приведена схема стенда с гидротормозом. Двигатель 2 с подмоторными стойками укрепляется на станине 6, и его свободная турбина 3 или вал соединяется с гидротормозом 5 (у турбовинтового двигателя при гидротормозных испытаниях гидротормоз соединяется непосредственно с компрессором). Валы устанавливаются соосно с высокой точностью и соединяются при помощи муфты 4. Воздух к двигателю поступает через лемнискатный насадок 1.

Тип С. д. и. д. определяется в зависимости от метода моделирования скорости и высоты полёта. Так, кроме рассмотренных испытательных стендов используются стенды с камерой разрежения, на которых обеспечиваются испытания двигателей при давлениях на срезе реактивного сопла ниже атмосферного; стенды с наддувом и подогревом воздуха, где двигатели испытываются при заданных температуре и давлении воздуха; высотно-скоростные стенды с присоединённым воздухопроводом или с аэродинамическим соплом, на которых испытываются двигатели с охлаждением или подогревом воздуха до заданной температуры, при различном давлении воздуха на входе, а также при различных давлениях газа на срезе реактивного сопла, в том числе и на неустановившихся режимах работы, и с изменением углов атаки. Для таких стендов необходимы уникальные системы охлаждения и подогрева воздуха, компрессорные станции и эксгаустерные машины, запорные и регулирующие органы, разнообразные электрическое оборудование и гидравлические устройства, объединённые в комплекс высотной станции.

Рис. 2. Рабочая часть стенда с двигателем.

Рис. 3. Схема стенда с гидротормозом.

Энциклопедия «Авиация». — М.: Большая Российская Энциклопедия . Свищёв Г. Г. . 1998 .

Смотреть что такое «стенды для испытаний двигателей» в других словарях:

Стенды для испытаний двигателей — комплексные технические устройства для испытаний полноразмерных двигателей в условиях моделирования заданных скоростей и высот полёта. С. д. и. д. имеют приспособления для закрепления двигателя в заданном положении на раме или динамометрической… … Энциклопедия техники

стенды для испытаний двигателей — Рис. 1. Открытый стенд. стенды для испытаний двигателей комплексные технические устройства для испытаний полноразмерных двигателей в условиях моделирования заданных скоростей и высот полёта. С. д. и. д. имеют приспособления для закрепления … Энциклопедия «Авиация»

ВСУ-10 — ВСУ 10 вспомогательный газотурбинный двигатель со свободной турбиной, вращающей приводной компрессор и генератор переменного тока через редуктор мультипликатор. Примененяется на отечественных аэробусах Ил 86 и Ил 96 разработки КБ… … Википедия

Як-141 — Як 141 … Википедия

Ту-4 — (сер. № 2805103), построенный на Куйбышевском авиазаводе в 1952 году единственный сохранившийся Ту 4 в России. Музей ВВС, Монино. Тип тяжёлый бомбардировщ … Википедия

акустическая усталость — Рис. 1. Характеристики колебаний и напряжённо деформированного состояния для панелей обшивки летательного аппарата. акустическая усталость усталость элементов авиационных конструкций, возникающая при воздействии на летательный аппарат… … Энциклопедия «Авиация»

Н-1 — («Носитель 1») Транспортировка ракетно космического ком … Википедия