Стенд для испытания двигателей характеристики

Испытание электрических двигателей

Испытания электрических двигателей, как и любых других имеет свои особенности.
База нашего программного обеспечения и контроллера позволяет проводить испытания и контролировать параметры следующих типов электрических двигателей:

  • электродвигатели постоянного и переменного тока
  • шаговые
  • трехфазные, однофазные и т.д.
  • сервоприводы
  • синхронные и асинхронные

Испытательные комплексы позволяют управлять испытанием в автоматическом режиме, собирать и анализировать данные по механическим, электрическим параметрам, определять КПД, формировать различного рода отчеты, и многое другое.

С более подробной информацией и особенностями Вы можете ознакомиться ниже.

В данной теме мы продемонстрируем уровень проработки технических решений по проектам, которые мы реализуем для испытания электрических двигателей на примере реального проекта с подробным входным техническим заданием от заказчика. Надеемся, Вы дочитаете до конца, так как это даст хорошее представление о наших возможностях, поскольку данный проект является одним из наиболее комплексных.

Ниже приведены значимые выдержки из ТЗ на систему комплексного испытания электродвигателей.
Забегая вперед скажем, что в результате было подготовлено комплексное решение, удовлетворяющее всем параметрам ТЗ.
К сожалению мы не можем раскрывать, для какой области предназначен данный стенд, также были немного изменены технические параметры для исключения идентификации конечного пользователя. Надеемся на Ваше понимание.

Интересная особенность проекта

На стенде должны испытываться не только электродвигатели, но и двигатели внутреннего сгорания (ДВС) эквивалентной мощности по параметрам, приведенным ниже.
Здесь важно понимать, что для испытаний электродвигателя и двигателя внутреннего сгорания предъявляются разные требования не только по номенклатуре измеряемых параметров испытываемого объекта, но и по базовому принципу построения станины и монтажных приспособлений под испытания. Для двигателя внутреннего сгорания (ДВС) требуются гораздо более прочные и стойкие к вибрации крепежные детали, нежели для хорошо сбалансированных, слабо вибрирующих электродвигателей.

А теперь перейдем к самому ТЗ.

Назначение стенда испытаний двигателей

Испытательный стенд (ИС) проверки электродвигателей (ЭД) и двигателей внутреннего сгорания (ДВС) мощностью от 0,1 до 20 кВт, далее по тексту устройства, предназначен для определения фактических мощностных и энергетических характеристик устройств.

Технические требования

  • Поставляемое оборудование стенда для испытаний двигателей и его комплектность и функциональные возможности не должны противоречить требованиям представленного Технического задания, которое допускает уточнение и дополнение в процессе проработки оборудования.
  • ИС должен обеспечивать:

— испытание устройств при любом направление вращения вала электро-двигателя (ЭД) и двигателя внутреннего сгорания (ДВС);
— простоту и надёжность эксплуатации;
— электробезопасность рабочего персонала.

Испытания ЭД Основные контролируемые и измеряемые параметры при испытании ЭД :

— Частота вращения выходного вала электро-двигателя, (об/мин) 0…15000
— Крутящий момент на выходном валу испытываемого двигателя, Н·м 3…25
— Мощность на валу объекта испытаний, кВт 0,01…6
— Ток, потребляемый испытываемым двигателем от источника питания, А 0…250
— Измеряемое напряжение питания на входных клеммах частотного привода ЭД 0…100
— Тяга при оснащении выходного вала объекта испытаний воздушным винтом, кг 0…50
— Измеряемая потребляемая мощность от источника питания, кВт 0…20
— КПД объекта испытаний, % 0…100
— Температура конструктивных элементов двигателя на стенде испытаний (четыре датчика измерения температуры), °C
0…450
— Измеряемая температура окружающей стенд воздушной среды при проведении испытаний, °C 0…60
— Измеряемая относительная влажность окружающей стенд воздушной среды в месте проведения испытаний, % 30…95

Основные контролируемые и измеряемые параметры при испытании ДВС:

— Частота вращения выходного вала двигателя внутреннего сгорания, (об/мин) 0…15000
Крутящий момент на выходном валу испытываемого двигателя, Н·м 3…25
— Мощность на валу ДВС, кВт 0,01…20
— Расход топлива, потребляемого двигателем, л/ч 0…10 Тяга при оснащении выходного вала объекта испытаний воздушным винтом, кг 0…50
— КПД объекта испытаний, % 0…100
— Измеряемая температура цилиндров и конструктивных элементов испытываемого двигателя (четыре датчика измерения температуры), °C 0…450
— Измеряемая температура конструктивных элементов ДВС (два дистанционных пирометрических датчика измерения температуры), °C 0…600
— Измеряемая температура окружающей среды при проведении испытаний, °C 0…60
— Измеряемая относительная влажность воздуха в месте проведения испытаний, % 30…95

Читайте также:  Датчик температуры двигателя ваз калина

Общие требования к комплексу

В составе оборудования испытательного стенда необходимо обеспечить наличие измерительных элементов и приборов из списка Государственного реестра средств измерений, подлежащих периодической поверке. В комплекте стенда для испытаний двигателей необходимо обеспечить наличие двух комплектов измерительных элементов и приборов для бесперебойной эксплуатации ИС (в случае их ремонта или поверки), а так же основного и резервного ПК. 2.4

Требования к системе управления

  • Система управления испытательным стендом должна иметь возможность испытания изделий как в автоматическом режиме по ранее заложенной программе, так и в ручном — по командам оператора.
  • Система управления ИС должна обеспечивать корректную остановку процесса испытаний при аварии и по команде оператора.
  • Программное обеспечение ИС должно обеспечивать реализацию всех функций, приведенных в настоящем ТЗ.
  • Программное обеспечение изделия должно работать под управлением операционной системы Microsoft Windows 10 Pro 32/64-bit Рус.
  • Сторонние программные средства, используемые в ИС, должны быть лицензированными.
  • Результаты проверок должны сохраняться в памяти ПК стенда испытаний двигателей с возможностью печати на бумажном носителе, (проект формы протокола приведен в виде приложения к настоящему ТЗ с возможностью уточнения и дополнения в процессе проработки проекта.) Окончательная утвержденная форма протоколов результатов испытаний входит в комплект документации ИС.
  • В памяти ПК должны сохраняться результаты всех тестов, а при выводе на печать оператор вручную осуществляет выбор задаваемого перечня параметров, подлежащих контролю, а так же вид представления выходной информации в виде графиков, таблиц (обычных и xls), а также их комбинации по выбору оператора.
  • Обмен данными между ИС и ПК обеспечивается по сети протяженностью до 20 м.

Требования надежности к комплекту оборудования ИС

  • Время непрерывного рабочего цикла испытательного стенда при испытании устройств должно быть не менее 8 ч.
  • Оборудование в составе ИС должно быть устойчиво к воздействию промышленных электромагнитных помех.
  • Срок гарантии на ИС и поставляемое в комплекте оборудование и приборы должен составлять 12 месяцев с момента подписания акта приема передачи ИС.
  • Средняя наработка на отказ должна быть не менее 2-х лет.
  • Полный назначенный срок эксплуатации испытательного стенда должен составлять не менее 20 лет.

Требования эргономики, обитаемости и технической эстетики ИС

  • Внешний вид стенда испытаний двигателей, блоки и конструктивные изделия ИС должны удовлетворять современным требованиям технической эстетики и эргономики.
  • Внешние поверхности не должны иметь острых ребер и углов.
  • Наружные поверхности ИС должны быть окрашены порошковой эмалью стойкой к истиранию, воздействию масел и бензина.

Требования к эксплуатации, удобству технического обслуживания и ремонта ИС

Стенд испытаний двигателей должен быть удобным в эксплуатации, и позволять производить его обслуживание одним человеком, подготовленным в объеме знания руководства оператора по эксплуатации ИС.

Требования к конструкции и компоновке ИС

Испытательный стенд должен иметь блочно-модульное исполнение.
ИС должен иметь возможность подключения к защитному заземлению.
Конструкция составных частей ИС должна обеспечивать возможность простой и быстрой их замены.
ИС должен иметь оптимальные габариты и массу для перемещения через дверные проемы шириной 900 мм.
ИС должен иметь защитный кожух, ограждающий плоскость вращения воздушного винта, исходя из максимального его диаметра 0,75 м;
Функциональные узлы стенда должны иметь конструктивные элементы, предотвращающие их неправильную установку и включение.

Читайте также:  При запуске двигателя слышен запах бензина

Источник

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.
Читайте также:  Лада гранта неравномерно работает двигатель

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.

Источник

Adblock
detector