ЛР1 - Регуляторная характеристика дизеля. Лабораторная работа 1 Тема Регуляторная характеристика дизеля Барнаул 2022
 Скачать 325.2 Kb.
|
|
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова» Лабораторная работа №1 Тема Регуляторная характеристика дизеля Барнаул 2022 Цель работы Экспериментально, исследовать влияние изменения нагрузки на коленчатом валу двигателя на основные показатели его работы, при неизменном положении органа управления подачей топлива. На основе полученных данных построить регуляторную характеристику дизеля. Оборудование и оснащение лабораторной работы Испытательный стенд должен иметь оборудование для измерения показателей работы двигателя с необходимой точностью в соответствии с ГОСТ 14846 на испытания двигателей. Например, крутящий момент и расход топлива необходимо измерять с точностью ±1%, частоту вращения коленчатого вала с точностью ±0,5%, температуры охлаждающей жидкости и масла с точностью ±2 С Стенд для типовых испытаний двигателя состоит из следующих основных компонентов (рис. 1): силовая установка с соответствующим типом двигателя нагрузочное устройство (балансирная машина) с индикатором нагрузки штатные контрольно-измерительные приборы данного двигателя тахометр секундомер весы лабораторные. Для снятия характеристик дизельного двигателя используется стенд с двигателем ЯМЗ. Для исследования двигателя с искровым зажиганием используется стенд с двигателями ЗМЗ или ВАЗ. В качестве нагрузочного устройства применяется индуктивный тормоз – асинхронный двигатель с фазным ротором. Нагрузка на коленчатом валу двигателя задается тормозным моментом нагрузочного устройства. Тормозной момент зависит от величины тока в обмотке статора и изменяется с помощью реостата. Нагрузочное устройство стенда закреплено балансирно, те. корпус электродвигателя (статор) может качаться на подшипниках, закрепленных в опорных стойках. При создании нагрузки на коленчатом валу двигателя с помощью данного устройства крутящий момент двигателя передаётся индуктивно на статор, который стремится повернуться в сторону вращения коленчатого вала. Статор связан с индикатором нагрузки − весовым устройством маятникового типа, с помощью которого определяют величину тормозной силы Р на плече l тормоза. Контрольно-измерительные приборы позволяют контролировать режим работы двигателя, температуру охлаждающей жидкости и давление в системе смазки. С помощью тахометра контролируется частота вращения коленчатого вала двигателя. В качестве тахометра используется цифровой прибор типа ТЦ-1 индуктивного типа, снимающий показания с контрольной звёздочки, закреплённой навалу балансирной машины. Измерение расхода топлива производится весовым методом. Для этого используются пружинные (маятниковые) весы. На одну чашу весов установлена емкость с топливом, а на другую укладываются грузы. В процессе снятия характеристики замеряется время расхода контрольной порции топлива (50 граммов. Изменение количества топлива в мерной ёмкости компенсируется увеличением количества грузов на чаше весов либо доливкой топлива в мерную емкость. Краткие теоретические положения Регуляторная характеристика дизеля определяет показатели работы двигателя со всережимным регулятором и принятыми для условий эксплуатации регулировками во всем диапазоне нагрузок от холостого хода до максимального крутящего момента. Регуляторную характеристику следует определять при положении органа управления регулятором частоты вращения, соответствующем полной подаче топлива. Частичные регуляторные характеристики следует определять при положениях органа управления регулятором частоты вращения, соответствующих частичной подаче топлива. Характеристики следует определять путем последовательного увеличения нагрузки от нулевой до полной и затем снижения нагрузки до достижения частоты вращения, составляющей не более 85% частоты вращения при максимальном крутящем моменте. На регуляторной характеристике участок 1 – 2 (рис. 2) соответствуют работе дизеля на регуляторе, а участок 2–3 – его работе по внешней скоростной характеристике. Работа дизеля по регуляторной характеристике (участок 1–2) соответствует примерно работе дизеля по нагрузочной характеристике, те. она происходит при изменении нагрузки от холостого хода до максимально возможной величины и при практически постоянной частоте вращения коленчатого вала. В зависимости от назначения регуляторная характеристика дизеля при построении может быть представлена крутящим моментом, частотой вращения коленчатого вала, часовыми удельным расходами в функции мощности (рис. 2): ; , , , е е T е N f g G M n (1) Рисунок 2. Регуляторная характеристика дизельного двигателя в функции мощности эффективной мощностью, крутящим моментом, часовыми удельным расходами топлива в функции частоты вращения коленчатого вала дизеля рис. 3): Рисунок 3. Регуляторная характеристика дизельного двигателя в функции частоты вращения коленчатого вала ; , , , n f g G M N е T е е (2) эффективной мощностью, частотой вращения коленчатого вала, часовыми удельным расходами топлива в функции крутящего момента двигателя (рис. 4): Рисунок 4. Регуляторная характеристика дизельного двигателя в функции крутящего момента , , , е е T е M f g G N n (3) Регуляторная характеристика дизеля, построенная в функции частоты вращения коленчатого вала, может быть использована для анализа при исследовании работы дизеля на различных скоростных режимах. Для изучения работы дизеля с регулятором весьма удобна регуляторная характеристика, построенная в функции мощности. Эта характеристика в практике испытания тракторных дизелей принята в качестве основной формы регуляторной характеристики. Регуляторная характеристика, построенная в функции крутящего момента, оказывается весьма удобной при изучении показателей работы дизеля на различной нагрузке, особенно при совместном изучении их с тяговыми качествами тракторов, строительных и дорожных машин. В связи с этим такой вид регуляторной характеристики иногда называют тяговой характеристикой дизеля. Методика снятия регуляторной характеристики двигателя Регуляторная характеристика снимается при работе дизеля с регулятором, имеющим заводскую регулировку, или с оптимальной регулировкой, полученной при испытании. При этом производится ряд замеров необходимых показателей с последовательным увеличением нагрузки от холостого хода до максимальной мощности и затем дополучения максимального крутящего момента. При снятии характеристики следует придерживаться следующей последовательности запустить двигатель и дать ему поработать с постоянной частотой вращения коленчатого вала (n = 1000 мин) 3 5 мин плавно увеличивая подачу топлива, установить частоту вращения коленчатого вала на уровне 1300 1500 мин (по заданию руководителя эксперимента) и закрепить рычаг управления подачей топлива в неподвижном состоянии по сигналу руководителя эксперимента замерить время расхода топлива зафиксировать полученное значение времени расхода топлива, текущее значение частоты вращения коленчатого вала и величину нагрузки на коленчатом валу двигателя в постовых бланках увеличить нагрузку на коленчатом валу двигателя повторяя пункты 3 и 4, снять 6 8 точек регуляторной характеристики отключить нагрузку на коленчатом валу двигателя и установить рычаг управления подачей топлива в положение, при котором двигатель устойчиво работает на холостом ходу дать поработать двигателю на режиме холостого хода 3 5 минут и остановить двигатель, отключив подачу топлива поворотом рычага в крайнее положение привести в порядок приборы и принадлежности, использовавшиеся входе лабораторной работы. Обработка экспериментальных данных Формулы для расчёта и единицы измерения параметров используются в соответствии с ГОСТ 14846 и ГОСТ 18509 на испытания двигателей. Крутящий момент двигателя Ме, Нм, рассчитывают по формуле , вес l P М е (4) где Рвес показание измерительного устройства тормоза, Н l плечо весового устройства тормозам (для используемых в данной работе стендов l = 0,7162 м. Эффективная мощность двигателя е, кВт, рассчитывается по формуле е, (5) где n частота вращения коленчатого вала, мин -1. Определение часового расхода жидкого топлива GT, кг/ч, проводят по приборам, непосредственно показывающим расход, или по формуле (для весового способа измерения G G T 6 , 3 , (3) где G – масса контрольной порции топлива, г (обычно G = 50 г τ – время расхода контрольной порции топлива, с. Удельный расход топлива е, г/(кВт·ч), рассчитывается по формуле 3 10 e T e N G g , (4) где Ne мощность, определенная при испытаниях, кВт. Значения параметров из постовых бланков и результаты последующих расчётов заносятся в протокол. По полученным значениям строят регуляторную характеристику графики зависимостей основных параметров работы двигателя в функции частоты вращения коленчатого вала, крутящего момента или эффективной мощности (по заданию руководителя эксперимента ; , , , е е T N f g G Mе n (5) ; , , , n f g G M N е T е е (6) , , , е е T е M f g G N n (7) Кафедра Автомобили и автомобильное хозяйство АлтГТУ Протокол №1 Двигатель Д – 240 Характеристика регуляторная Вид испытания контрольное Топливо дизельное Л № Замера Частота вращения n, мин -1 Масса контр. порции топлива G, г Время расхода контр. порции топлива τ, с Крутящий момент М е , Нм Мощность е, кВт Часовой расход топлива т кг/ч Удельн. расход топлива е, г/(кВт·ч) 1 1900 50 41 0 0 4,39 - 2 1880 50 36 6,67 18,87 5 265 3 1860 50 27,6 11,12 31,11 6,52 209,62 4 1840 50 22,5 13,34 36,93 8 216,6 5 1820 50 17 16,67 45,67 10,59 231,87 6 1800 50 15,5 19,45 52,69 11,61 220,4 7 1780 50 15,5 19,73 52,85 11,61 219,73 8 1760 50 15,5 20,01 53 11,61 219,14 9 1700 50 15,5 20,56 52,6 11,61 220,75 10 1600 50 16 21,12 50,85 11,25 221,24 11 1500 50 16,8 21,67 48,93 10,71 218,98 12 1400 50 17,5 22,23 46,84 10,29 219,61 13 1300 50 18,5 22,79 44,58 9,73 218,26 Рисунок 5. Регуляторная характеристика дизеля Вывод Входе выполнения работы мною экспериментально исследовано влияние изменения нагрузки на коленчатом валу двигателя на основные показатели его работы, при неизменном положении органа управления подачей топлива. На основе полученных данных построена регуляторная характеристику дизеля. На изменение крутящего момента, часового и удельного расходов топлива на различных скоростных и нагрузочных режимах работы двигателя влияют следующие факторы КПД трансмиссии передаточное число КПП; величина внешней нагрузки число оборотов коленчатого вала двигателя значение регулировочных параметров систем и механизмов двигателя и т.д. Список литературы 1. Двигатели внутреннего сгорания В 3 кн. Кн. 1. Теория рабочих процессов Учебник для вузов В.Н. Луканин, КА. Морозов, АС. Хачиян и др Под ред. В.Н. Луканина. − е изд, перераб. и доп Москва Высш. школа, 2005. – 400 сил. ГОСТ 14846-81. Двигатели автомобильные. Методы стендовых испытаний. 3. ГОСТ 18509-88. Дизели тракторные и комбайновые. Методы стендовых испытаний. 4. Автомобильные двигатели / Под ред. МС. Ховаха. – Москва : Машиностроение, 1977. – 591 с. 5. Двигатели внутреннего сгорания Конструирование и расчет на прочность поршневых и комбинированных двигателей / Под ред. АС. Орлина, МГ. Круглова. – 4 изд, перераб. и доп. – Москва Машиностроение, 1984. – 384 с. 6. Железко Б.Е. и др. Расчет и конструирование автомобильных и тракторных двигателей (дипломное проектирование. Минск Высшая школа, 1987. – 247 с. 7. Райков И.Я. Испытания двигателей внутреннего сгорания. − Москва : Высш. шк, 1975.−320 с. |