Комплект оборудования для испытаний полноразмерных дизелей

Лаборатория: «Энерго- и ресурсоэффективные технологии в дизелестроении для бронетанковой техники и инженерных машин»

Схема стенда, иллюстрирующая взаимосвязь элементов, приведена на рисунке 1.

Схема подключения газоаналитического оборудования к системе нагружения и испытываемому дизелю показана на рисунке 2.

Фотография системы нагружения с установленным дизелем и другим оборудованием приведены на рисунке 3.

Система нагружения (1) в варианте комплектации либо гидротормозом DT-2100 (1.1), либо асинхронной машиной DYNAS3 HD 460 (1.2) монтируется на плите (стандартные пазы) в испытательном боксе. Система приводного вала (2) соединяется одним концом с нагружающим устройством (1). Система управления стендом (3) на базе контроллера SPARC состоит из пульта управления, монтируемого в операторском помещении и соединяемого с системой управления и автоматизации испытаний (4), и исполнительных устройств, управляющих тормозным моментом устройства нагружения (1). Привод дросселя (5),  блок измерительных модулей (6), расходомер воздуха (11) монтируются на универсальной монтажной консоли (14) рядом с нагружающим устройством (1) и подключаются к системе управления и автоматизации испытаний (4). К блоку измерительных модулей (6) подключается оборудование для измерения температур (7) и оборудование для измерения давлений (8). Метеостанция (9), модуль измерения расхода топлива с кондиционированием (10), расходомер охлаждающей жидкости (12), устройство регулирования противодавления выхлопных газов (13), модуль измерения напряжения и тока (15), система кондиционирования рабочих сред подключаются к системе управления и автоматизации испытаний (4). Система анализа газов HORIBA MEXA-7170DEGR (17), система измерения выбросов вредных частиц с отработавшими газами HORIBA MDLT-1304TM (18) находятся в операторским помещении и через сэмплер HORIBA BSPU-704RB (19) и подогреваемые линии пробоотбора (20) соединены с выпускной системой испытываемого дизеля, а шинами данных с системой управления и автоматизации испытаний (4). Все сигналы управления, обратной связи и сбора данных передаются через шины, поддерживающие протоколы RS232, CANBUS, TCP/IP.

Всё управление процессом испытаний осуществляется через систему управления и автоматизации испытаний (4).

Принцип работы оборудования:

Принцип работы оборудования – инструментальная оценка параметров функционирования объекта испытаний (дизеля) при работе в стендовых условиях.

Стендовые условия задаются:

• системой нагружения (1);
• системой кондиционирования рабочих сред (16);
• устройством регулирования противодавления выхлопных газов (13);
• системой кондиционирования расходомера топлива (10);
• актюатором привода дросселя (5).
• Оценка параметров дизеля проводится по следующим основным показателям:
• крутящий момент на маховике;
• частота вращения коленчатого вала;
• расход топлива;
• расход воздуха;
• температуры рабочих сред и деталей;
• давления рабочих сред;
• выбросы вредных веществ с отработавшими газами (оксид азота, оксид углерода (II), углеводороды, вредные частицы).

Кроме указанных параметров, оцениваются атмосферные условия (метеостанция (9)). Также имеется возможность подключения других приборов и датчиков, общее количество одновременно измеряемых параметров – до 1500, с дискретизацией – до 1000 Гц.

Единая система управления и автоматизации испытаний (4) в автоматическом или ручном режиме позволяет оператору задавать любые (технически возможные) сочетания стендовых условий и циклограммы их изменения во времени, а также регистрировать и обрабатывать параметры функционирования дизеля.

Методы испытаний и измерений – в соответствии с действующими нормативно-техническими документами и методиками конкретных видов испытаний.

Описание работы оборудования:

Подготовка к испытаниям.

Объект испытаний (дизель) устанавливается на подмоторную раму (в комплект поставки не входит) и соединяется через приводной вал (2) с защитным устройством с системой нагружения (1). Вид тормоза, применяемого при испытаниях, зависит от мощности испытываемого дизеля (гидротормоз DT-2100 (1.1) – для дизелей мощностью 400…1800 кВт, асинхронная машина DYNAS3 HD 460 (1.2) – для дизелей мощностью 90…400 кВт). Система топливоподачи дизеля подсоединяется к топливной системе стенда (в комплект поставки не входит) через расходомер топлива (10). Система воздухоснабжения дизеля подключается к расходомеру воздуха (11) и воздушному тракту системы кондиционирования рабочих сред (16). К топливному насосу высокого давления дизеля подключается актюатор привода дросселя (5). На дизель устанавливаются датчики для измерения температур (7) и давлений (8). Системы охлаждения и смазки дизеля подключаются к соответствующим трактам системы кондиционирования рабочих сред (16). В системе выпуска стенда установлено устройство регулирования противодавления выхлопных газов (13).

Проведение испытаний.

Дизель запускается. С помощью системы управления и автоматизации испытаний (4) задаются требуемые методикой испытаний режим нагружения (или последовательность режимов), цикловая подача топлива, сопротивление выпускной системы, температуры рабочих сред. Производится опрос датчиков, измерительных приборов, газоаналитического оборудования. Данные обрабатываются системой управления и автоматизации испытаний (4) и записываются в памяти. Далее, при необходимости, испытательный цикл повторяется с другими параметрами.

Рисунок 1 – Схема стенда (нумерация элементов, здесь и далее, как в таблице)

Рисунок 2 – Схема подключения газоаналитического оборудования к системе нагружения и испытываемому дизелю

Рисунок 3 – Система нагружения с установленным дизелем и другим оборудованием

1. Назначение. Комплект предназначен для проведения испытаний полноразмерных автотракторных, промышленных м специальных дизелей мощностью от 90 до 1800 кВт по методикам Правил ЕЭК ООН №№ 24, 49, 96, EPA (Tier), Директив ЕС, ГОСТ РФ, а также по нестандартным методикам при выполнении научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ, а также в учебном процессе НИУ ГОУ ВПО «Южно-Уральский государственный университет».

2. Возможности. Комплект  позволяет  проводить испытания полноразмерных автотракторных, промышленных м специальных дизелей мощностью от 90 до 1800 кВт по методикам Правил ЕЭК ООН №№ 24, 49, 96, EPA (Tier), Директив ЕС, ГОСТ РФ, а также по нестандартным методикам при выполнении научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ, а также в учебном процессе НИУ ГОУ ВПО «Южно-Уральский государственный университет».

3. Особенности и преимущества. Комплект позволяет проводить комплексные испытания дизелей мощностью от 90 до 1800 кВт по методикам Правил ЕЭК ООН №№ 24, 49, 96, EPA (Tier), Директив ЕС, ГОСТ РФ.

4. Состав (укрупненно).

Общие сведения

Обозначение: Комплект оборудования для испытаний полноразмерных дизелей
Изготовитель: HORIBA GMBH (Япония – Германия)
Месторасположение: Территория ООО «ЧТЗ-Уралтрак»
Контактная информация: Зав. кафедрой «Колесные и гусеничные машины» Бондарь Владимир Николаевич, Тел.: 8(351) 267-99-27

Основные технические характеристики