лабораторная. Лабораторная работа 1 (4 часа, всего 16 часов, 4 занятия) устройство и эксплуатация
 Скачать 3.25 Mb.
|
|
Лабораторная работа № 1 (4 часа, всего 16 часов, 4 занятия) УСТРОЙСТВО И ЭКСПЛУАТАЦИЯ СтендА «Моторпал» для испытания Насосов высокого давлениЯ 1.1. Цель и задачи лабораторной работы Цель лабораторной работы. Формирование и закрепление знаний по разделу курса «Испытательные стенды систем питания двигателей». Задачи. Изучить устройство и принцип действия стенда «Моторпал», подключить к нему насос высокого давления, осуществить пуск. Оборудование. Стенд «Моторпал», насос высокого давления, муфта соединительная, опоры, трубопроводы высокого давления, индикатор. 1.2. Устройство и принцип работы узлов и систем стенда «Моторпал» На рис. 1.1 показано наружное оборудование и приборы стенда «Моторпал» для испытания насосов высокого давления и форсунок. На рис. 1.2 обозначено с 4-х сторон оборудование и приборы для управления стендом. К станине 1, отлитой из серого чугуна, прикреплена сварная рама стола 2, снабженная съемными крышками 3. На раму стола помещена чугунная рабочая плита 4, к которой прикреплен корпус (кожух) гидропривода (мотора), из которого выведен привод топливных насосов 5. На корпусе гидропривода установлен поворотный рычаг (плечо) 6, к которому подвижно присоединена рама мензурок 7. На корпусе установлены манометры (17, 20), клапаны запорные (19, 21), штуцера для подключения насоса к системе питания стенда (53, 54, 55, 56, 57, 58), тахометр 95, уловитель распыленного топлива 8, который используется во время регулировки форсунок. Ротор регулируемого насоса имеет постоянную частоту вращения от электродвигателя. Рассмотрим оборудование, расположенное на передней стороне. Станина стенда 1 образует одновременно бак для хранения масла и топлива, снабжена указателями уровня масла 9 и топлива 10. В вырезе правой съемной крышки видна большая мензурка 11, служащая для определения производительности топливоподкачивающих насосов. Для удаления топлива из мензурки 11 имеется сливной кран 12 с ручкой. В середине стенда расположен маховичок 13, который служит для регулирования частоты вращения вала гидромотора. При вращении маховичка по часовой стрелке увеличиваются обороты вала. Под маховиком находится двухходовой кран 14 для переключения подачи топлива. При положении «1» топливо от подкачивающего насоса стенда подводится к штуцеру 55, что позволяет испытывать насос высокого давления без подкачивающего насоса. При положении «2» подкачивающий насос стенда 63 подает топливо в насос высокого давления стенда 64, который в зависимости от положения запорных клапанов 22 и 23 может создавать давление 3 МПа для контроля давления открытия нагнетательных клапанов или 30 МПа для регулировки форсунок.  Рис. 1.1. Общий вид стенда «Моторпал» для испытания и регулирования насосов высокого давления
Рис. 1.2. Вид с 4-х сторон стенда «Моторпал» Ручка управления 15 служит для включения и выключения насоса высокого давления стенда. На панели корпуса гидромотора установлен вакуумметр для оценки разрежения, создаваемого подкачивающим насосом, манометром 17 с регулировочным клапаном подсоса 18 и нагнетания 19 при испытании подкачивающих насосов, манометра 20 с регулировочным клапаном 21 для подвода топлива в головку насоса высокого давления. На боковине кожуха находятся запорные клапаны 22 и 23, при помощи которых включают (выключают) линию низкого давления 3 МПа или высокого – 30 МПа. Кожух привода имеет прорезь, через которую виден вращающийся маховик 24 со шкалой и делением 10. В направляющем шлице расположен подвижный нониус (указатель) 25. На поворотном рычаге 6 находятся две кнопки 26 и 27 для включения и выключения счетчика циклов (ходов плунжера). В поворотной раме 7 расположены стеклянные уловители 28 для приема топлива, в которые входят форсунки и мензурки 29. На левой стороне стенда находится следующее оборудование. В нижней части стенда имеется пробка 30 для слива масла. Из бокового кожуха выведена ручка управления 31 для изменения направления вращения вала привода насоса. Внутри кожуха гидропривода имеется уловитель распыленного топлива 32 для испытания форсунок. Дно уловителя снабжено сливной трубкой и штуцером 33. Для крепления форсунок предусмотрено специальное устройство, расположенное под крышкой 34. На задней стороне под съемной крышкой 35 в середине станины 1 находится отверстие для подвода электроэнергии. В середине рамы имеется дополнительный маховик 13, который служит для изменения частоты вращения вала насоса. При помощи рычага 36 включается и выключается питание стенда. На приводном валу имеется синхронизатор 37 стробоскопа. В нижней части поворотной рамы располагаются гнезда 38 для крепления форсунок. На правой стороне в нижней части станины 1 имеется пробка 39 для слива из бака топлива. В раме стола расположена распределительная коробка электрооборудования стенда, закрытая крышкой 40 с панелью управления. В левой верхней части панели управления расположен сектор 41 количества циклов. Он может быть установлен на поворотном плече 6. Направо находится штепсельная розетка 42 для стробоскопа. В нижней части расположен включатель нагрева масла 43 и топлива 44. При помощи кнопок 45 и 46 включают и выключают стенд. Кнопки могут быть расположены на передней панели стенда. Включатель 47 подает питание на освещение стенда, 48 – для стробоскопа, 49 – для электромагнитов, при помощи которых открывается и закрывается 3- ходовой золотник при замере объема топлива, подаваемого форсунками. При включении главного выключателя загорается контрольная лампа 50, при включении одного из нагревательных устройств загорается контрольная лампа 51 или 52. На кожухе корпуса гидропривода (или плите) имеются 6 штуцеров для соединения системы питания дизеля со стендом. Налево от привода стенда расположен штуцер 53 для подключения входа подкачивающего насоса при его испытании и штуцер 54 для подключения подкачивающего насоса к мерной емкости 11 при определении его производительности. Штуцер 55 используют при испытании насоса высокого давления без подкачивающего насоса. При этом используется подкачивающий насос 63 стенда при установке клапана 14 в положение «1». Штуцер 57 используют, когда необходима подача топлива от подкачивающего насоса стенда через фильтр. Штуцер 58 требуется при подаче давления до 3 МПа от насоса высокого давления стенда. Наличие давление до 3 МПа в головке насоса необходимо при определении начала подачи топлива. Начало подачи топлива начинается при подъеме нагнетательного клапана. Начало подачи можно определить по сдвигу топлива в прозрачной трубке (моментоскопе). К поворотной раме крепится лампа 59 для освещения напряжением 24 вольта. Управление краном производится при помощи рукоятки. При повороте рукоятки ее нужно потянуть на себя (убрать фиксацию). При сливе топлива из мензурок рукоятку ставят в крайнее положение от себя, при замере топлива – в промежуточное положение. Установив заданное число циклов, например 100, кнопкой «0» (27) делают сброс. Затем включают мерное устройство (счетчик циклов), нажав на кнопку включения 26. При помощи магнита рукоятка переводится в крайнее положение (на себя), соответствующее замеру топлива. После отсчета 100 циклов рукоятка устанавливается в промежуточное положение (в мензурках остается топливо, определенное в момент замера). Остальное топливо сливается. Кнопку включения нельзя нажимать дважды, т.к. это приведет к ошибке в работе прибора. На рис. 1.3 показано устройство гидравлической передачи. Гидропередача имеет регулируемый масляный насос 60, у которого при помощи привода 67 изменяется рабочий объем, например, путем смещения статора у пластинчатого насоса или изменения хода поршеньков у поршневого насоса.  Рис. 1.3. Устройство гидравлической передачи для изменения частоты вращения вала гидромотора Из бака масло по всасывающему трубопроводу 81 поступает в насос высокого давления 60. Масло под давлением 6–10 МПа поступает в нагнетательный трубопровод 82, затем в распределитель-золотник 83. При помощи механизма 84 с ручкой возможно перемещение золотника и масло может поступать в левый трубопровод 86 или только в правый 87, изменяя направление вращения вала гидромотора 80 и, соответственно, насоса высокого давления. Конструкция гидромотора не отличается от конструкции масляного насоса. Гидромотор – обратимый насос. Для поддержания заданного давления распределитель-золотник 83 имеет перепускной и предохранительный клапаны 85. На некоторых стендах имеется маховик 89 для остановки гидромотора. Трубопроводы 88 служат для слива масла и отвода утечек, которые поступают через зазоры в рабочих камерах насоса и гидромотора. При помощи пробки 79 удаляют воздух из системы. На рис. 1.4 показан насос пластинчатого (шиберного) типа. Он имеет неподвижный статор с радиусом вращения R и вращающийся ротор, который смещен относительно центра статора на величину е эксцентриситета (например, 20 мм). В роторе выполнены прорези, в которых располагаются пластины. При вращении ротора пластины под действием центробежной силы выдвигаются из пазов (прорезей), захватывают масло на линии всасывания. В линии нагнетания объем уменьшается (пластины вынуждены входить в пазы), а давление масла увеличивается. Насос перекачивает жидкость и создает нужное давление, которое зависит от открытия перепускного клапана (например, давление открытия 100 атм. или 10 МПа).  Рис.1.4. Насос пластинчатого (шиберного) типа с постоянным рабочим объемом Объемный теоретический расход насоса пластинчатого типа в м3/с (или см3/с) определяется выражением Q = b ∙ е (2π ∙R – z ∙Δ) ∙ n / 60, (1) где е – эксцентриситет (смещение оси статора относительно оси ротора); R– радиус цилиндрической расточки статора, 10 см; b – ширина пластин (лопаток), 6 см ; Δ – толщина пластин, 0,5 см; z– число пластин, 6; n – число оборотов в минуту ротора насоса, мин-1, (например, 900). Из анализа приведенного выражения следует, что при постоянных параметрах насоса величина Q зависит оте. При е=0 и Q=0. Изменяя величину е (смещая статор) получим регулируемый роторно-пластин- чатый насос. Это позволит в гидроприводе, который состоит из регулируемого насоса и гидромотора изменять частоту вращения вала гидромотора. Вал гидромотора приводит во вращение вал насоса высокого давления. На рис. 1.5 показан регулируемый роторно-пластинчатый насос. Статор смещается при помощи специального механизма (например, винтового как в стенде «Моторпал»).  Рис. 1.5. Регулируемый насос роторно-пластинчатого типа: 1 – механизм перемещения статора 3; 2 – корпус насоса; 3 – ротор с пластинами; 5 – направяющий аппарат статора с пружиной 1.3. Подключение насоса высокого давления его узлов к стенду На рис. 1.6 показана система питания стенда топливом для подключения насоса высокого давления, топливоподкачивающего насоса, форсунок и других видов работ. На стенде МС-104 «Моторпал» чехословацкого производства при испытании топливного насоса с рабочим подкачивающим насосом топливо из бака 1 (см. рис.1.4) через штуцер 56 стенда (шланг подключается к штуцеру 56 и соединяется с входом подкачивающего насоса) засасывается рабочим подкачивающим насосом и нагнетается в штуцер 57, а оттуда в топливный фильтр 65, клапан 21, которым регулируют давление в головке насоса (штуцер 55) . Этот штуцер соединяют шлангом с приемным каналом головки испытуемого насоса. Перепускной клапан головки насоса соединяют со сливным штуцером 90 на рабочем столе стенда, а стендовый топливный насос 63 низкого давления не включают.  Рис. 1.6. Система питания стенда топливом Самый простой вариант подключения насоса к системе питания стенда следующий. Шланг, идущий из топливного бака 1 (штуцер 56 или 53), соединяют с входом в подкачивающий насос. Подводящий шланг определяют продувкой, при которой слышны характерные звуки воздуха, выходящего из топлива, «бульканье». Выход из подкачивающего насоса соединяют шлангом с входом в насос высокого давления. Перепускной клапан головки насоса соединяют шлангом со сливным штуцером 90 на рабочем столе стенда. Цикл подачи топлива в насос высокого давления следующий. Топливный бак, вход в подкачивающий насос низкого давления, вход в головку насоса, выход топлива под избыточным давлением 0,2 – 0,3 МПа из насоса высокого давления через перепускной клапан, слив лишнего топлива обратно в бак. При испытании топливного насоса со стендовым подкачивающим насосом топливо из бака насосом 63 подается через кран 14, установленный в «положение 1», в два последовательно соединенных топливных фильтра 65, а оттуда через клапан 21, штуцер 55 – в головку насоса; штуцер 57 при этом закрывают. В случае измерения угла начала подачи топлива и давления открытия нагнетательных клапанов штуцера 55 и 57 соединяют гибким шлангом и включают стендовый насос 64 высокого давления. Стендовый подкачивающий насос 63 засасывает топливо из бака и подает через кран 14, установленный в «положение 2», в топливный фильтр 65, а оттуда в насос 64 высокого давления. Насос 64 нагнетает топливо в гидравлический аккумулятор 66, из которого топливо через распределительную коробку 93 (клапан 22 открыт, а 23 закрыт) попадает в штуцер 58 и приемный канал головки испытуемого насоса. Этот канал соединяют со штуцером 58 (перепускной клапан головки насоса предварительно заглушают). Из головки насоса топливо по трубкам высокого давления поступает в перепускные вентили стеновых форсунок и сливается в бак. Количество топлива, подаваемого в головку испытуемого насоса, регулируют рейкой стендового насоса 4. Распределительная коробка 93 снабжена предохранительным клапаном, отрегулированным на давление 3 МПа (30 атм). Подкачивающий насос испытывают, не снимая с насоса высокого давления. Для этого приемную полость подкачивающего насоса присоединяют к штуцеру 53, а нагнетательную полость – к штуцеру 54. Топливо засасывается через клапан 18 и подается через клапан 19 в мерный цилиндр 11. При замере максимального разрежения клапан 18 закрывают, величину разрежения показывает вакуумметр. Противодавление регулируют клапаном 19, величину давления показывает манометр, присоединенный к линии подачи топлива. При испытании подкачивающего насоса топливный насос высокого давления присоединяют к магистрали подачи топлива. На рис. 1.7 показана схема для измерения расхода топлива, подаваемого форсункой. По трубопроводу высокого давления 2 топливо подводится к форсунке 1, которая при помощи гнезда соединяется с устройством для измерения расхода топлива. При помощи прозрачного уловителя 3 (гаситель пены) можно судить о начале и конце подачи топлива при помощи стробоскопа, входящего в комплектацию стенда. В положении a, б, в показаны схемы слива топлива из мерной мензурки 6, замер цикловой подачи и установка «0» на мерной емкости. При помощи трехходового золотника 4 приводится слив топлива в емкость 5, замер подачи топлива в мензурку 6. Положение трехходового золотника 4 меняется вручную (слив) и автоматически при помощи электромагнитного клапана (замер). ВНИМАНИЕ! Для устранения травматизма нельзя держать руку у ручки электромагнитного клапана в случае автоматического замера топлива.  Рис. 1.7. Схема измерения цикловой подачи топлива В современных стендах (рис. 1.8) цикловую подачу измеряют не объемным способом (при помощи мензурок), а с использованием экрана (монитора), который фиксирует подачу топлива при помощи специального электронного устройства (рис. 1.9). Оборудование стенда позволяет проводить диагностику и регулировку насосов высокого давления и форсунок с механическим и электронным управлением.  Рис. 1.8. Стенд EPS -815 для диагностики и регулировки топливной аппаратуры  Рис. 1.9. Электронная схема замера подачи топлива: 1 – магистраль обратного слива топлива в бак; 2 – шестеренный подкачивающий насос с определенным рабочим объёмом; 3 – светодиод; 4 – фотоэлемент; 5 – окно светодиода; 6 – перемещающийся поршень; 7 – блок управления; 8 – электродвигатель привода насоса; 9 – счетчик импульсов; 10 – персональный компьютер; 11 – стендовая форсунка 1.4. Порядок выполнения работы 1.4.1. Последовательность включения стенда После изучения техники безопасности и устройства стенда «Моторпал» студенты выполняют следующие работы: 1. Маховиком 13 (см. рис. 1.2) вращают против часовой стрелки до упора, при котором подача насоса стенда 60 (см. рис. 1.3) будет равна нулю. 2. Подключают электрическое питание к стенду рукояткой 36 (см. рис. 1.2) и включают стенд при помощи кнопки 45 (выключают кнопкой 46). Кнопки управления могут быть расположены около маховичка 13. 3. Маховиком 13 (вращая по часовой стрелке) устанавливают частоту вращения 300 мин-1, контролируя тахометром 95. 4. Кнопкой 46 выключают стенд, а рукояткой 36 выключают питание. Стенд должен быть заземлен. 1.4.2. Методика подключения насоса высокого давления к стенду «Моторпал» На рис. 1.10 показан общий вид насоса высокого давления с двухрежимным регулятором и подкачивающим насосом низкого давления поршневого типа.  Рис. 1.10. Общий вид насоса высокого давления 1. Для соединения насоса высокого давления с приводом стенда необходимы специальная муфта с отверстиями и опоры для насоса (подставки). 2. Закрепляют специальными болтами опоры к стенду (у станины стенда есть пазы типа хвоста ласточки), а на опоры устанавливают насос, закрепив его специальным зажимным устройством. 3. Насос при помощи муфты соединяют с приводом стенда, при помощи индикатора проверяют биение муфты насоса (не более 0,1 мм) и окончательно закрепляют насос зажимным устройством. 4. Шланг, идущий из топливного бака 1 (штуцер 56 или 53 см. рис. 1.6), соединяют с входом в подкачивающий насос. Выход из подкачивающего насоса соединяют шлангом с входом в насос высокого давления. Перепускной клапан головки насоса соединяют шлангом со сливным штуцером 90, расположенным на рабочем столе стенда. Схема подачи топлива в насос высокого давления следующая. Топливный бак, вход в подкачивающий насос низкого давления, вход в головку насоса, выход топлива под избыточным давлением 0,2 − 0,3 МПа из насоса высокого давления через перепускной клапан, слив лишнего топлива обратно в бак 1. 5. При помощи ручного подкачивающего насоса удаляют воздух из головки насоса. В процессе прокачки из прозрачного шланга, соединяющего штуцер перепускного клапана насоса с баком стенда 1 (см. рис. 1.6), должно поступать топливо без воздушных пузырьков. 6. Выходные штуцера насоса, при помощи трубопроводов высокого давления, соединяют с форсунками стенда. 7. Запускают стенд, устанавливают частоту вращения, например, для режима пуска 100 мин-1 включают счетчик циклов кнопкой 27 (например, 100) и в мензурки стенда за 100 циклов поступает топливо из форсунок. Например, для насоса двигателя КамАЗ-740 поступило 20 см3 за 100 циклов (20 000 мм3), или 200 мм3 за один цикл. 8. Сбавляют до нуля частоту вращения стенда маховиком 13, кнопкой 46 выключают стенд, а рукояткой 36 выключают питание. Содержание отчета (для очного обучения) Название и цель лабораторной работы. Дать краткое описание устройства стенда и принципа его работы. Вычертить простейшую схему присоединения насоса высокого давления к стенду. 4. Укажите последовательность удаления воздуха из головки насоса высокого давления. Опишите методику включения стенда, подключения насоса к стенду и работу стенда для режима проверки пусковой подачи. Выводы по работе. Примечание. Для студентов дистанционной формы обучения отчет по данной работе сводится к ответу на контрольные вопросы. В отчете вначале записывается вопрос, а затем ответ, используя рисунки, схемы, формулы. Отчет отправлять в письменном виде в РДФ по выполненной лабораторной работе на сайт Макушев Ю.П. или (это крайний вариант) электронную почту makushev321@ mail.ru. Сайт СибАДИ. СибАДИ орг. 23 учебный портал. Учебный портал ФГБОУ ВО «СибАДИ». Сайт Макушев Ю.П. Контрольные вопросы задания (для студентов дистанционной формы обучения) Назначение стенда «Моторпал»? Общее устройство стенда. Принцип действия гидропривода стенда? Устройство и принцип действия регулируемого роторно-пластинчатого насоса. По фомуле (1) и приведенным данным насоса пластинчатого типа определите объемный теоретический расход в см3/с. Каким образом изменяется частота вращения выходного вала стенда «Моторпал». Поясните самый простой вариант подключения насоса высокого давления, у которого имеется свой покачивающий насос, к системе питания стенда. Что называют цикловой подачей топлива и как она определяется на стенде? В мензурку стенда за 100 циклов поступило из форсунки топливо в объеме 25 см3 (25 000 мм3). Определите цикловую подачу топлива за один впрыск. Общие пояснения по изучению и выполнению ответов лекционного курса (8 лекций), лабораторных занятий (4 занятия по 4 часа), практических занятий (их 8 по 2 часа) по дисциплине «Введение в специальность и основы энергетики». В процессе изучения дисциплины «Введение в специальность и основы энергетики» для лучшего усвоения материала студент дистанционной формы обучения технических специальностей должен выполнить отчеты, изучив и ответив на контрольные вопросы по всем лекциям, лабораторным и практическим работам. После изучения первой лекции (их будет 8) студент обязан ответить в письменном виде на контрольные вопросы и решить задания. Ответы на вопросы по лекциям отправлять на мой сайт Макушев Ю.П. При правильных ответах на контрольные вопросы (не менее 70 баллов) лекция считается зачтенной. При получении более 80 баллов за все лекции студент может получить оценку 4 или 5. Ответы на вопрос должны быть полными, содержать необходимые схемы, рисунки, таблицы, формулы и составляться по материалам данного конспекта лекций, но и по дополнительным современным источникам. При оформлении отчетов по лабораторным и практическим работам в начале ответа на вопрос полностью без изменения записывается сам вопрос. Ответы можно оформлять при помощи компьютерных программ и с соблюдением требований ЕСКД в PDF. Часы занятий (у вас понедельник четная неделя (знаменатель) 2 пары лабораторные (с 10 часов) и 1 пара практика с 13,45). Занятия проводятся пока дистанционно. В субботу лекция четвертая пара в 13,45 часа, нечетная неделя (числитель). Лекция 1 раз в 2 недели. Студент обязан к каждому занятию по расписанию изучить лекцию 1 и все остальные (курс лекций прилагается) и попытаться ответить на контрольные вопросы. Я обращаю ваше внимание на главных разделах лекции, поясняю их. Затем мы подробно изучаем контрольные вопросы и задания. Я буду на связи (перед началом занятия и во время занятий) с вами по телефону 8 913 602 96 82 и по скайпу makushev321. Такие же требования по изучению и оформления отчетов по лабораторным и практическим работам (ответы на контрольные вопросы и задания). Ответы в письменном виде по каждой лекции и выполненную лабораторную и практическую работу студент отправляет на сайт Макушев Ю.П. или (это крайний вариант) электронную почту makushev321@ mail.ru 1.Сайт СибАДИ. СибАДИ орг. 23 учебный портал. 2.Учебный портал ФГБОУ ВО «СибАДИ». 3.Сайт Макушев Ю.П. |
