Сучасні досягнення в технології обкатування
Дослідженнями, проведеними професором М.С. Ждановським, встановлено, що якщо потужність механічних втрат в умовах рядової експлуатації тракторів, при нормальному тепловому стані двигунів змінюється в невеликих межах, ефективна потужність працюючого циліндра змінюється пропорційно частоті обертання колінчатого вала.
Метод визначення потужності двигуна по методу М.С. Ждановського полягає в тому, що на прогрітому двигуні виключають із роботи три циліндри і двигун працює тільки на одному циліндрі при повністю включеній подачі палива.
Тахометром виміряються оберти колінчатого вала при роботі на першому, потім на другому, третьому і четвертому циліндрах. Потужність двигуна визначається по аналітичній залежності.
До недоліків описаного методу відноситься порівняно низька точність, обумовлена впливом на результати вимірів процесу згоряння палива у циліндрі, який перевіряється, (робота за перевантаженням).
Відома діагностична установка КИ-4935, яка призначена для визначення показників потужності, запуску двигунів, прокручування трансмісії і двигуна на заданому режимі при проведенні діагностичних операцій тракторів ДТ-75М, Т-40М, МТЗ-80, ЮМЗ-6Л та їхніх модифікацій.
Стенд КИ-8927 ГОСНИТИ призначений для визначення технічного стану колісних тракторів. На стенді визначають гальмові сили коліс і механічні втрати трансмісії, силу тяги, витрати палива і стан паливної апаратури, циліндро поршневої групи, механізму газорозподілу, силової передачі трактора, гідравлічних систем трактора.
Навантажувально-приводна станція стенда з'єднана з передніми барабанами приводного блоку і складається з електромашини АКБ-92- 82 і редуктора НДП-50-1. Електромашина працює в руховому і генераторному режимах з регулюванням швидкості обертання рідинним реостатом. У пульті керування змонтовані пускорегулююча апаратура і два блоки приладів для перевірки електрообладнання тракторів.
Відомий прилад ИМД-2М,призначений для виміру частоти обертання колінчатого вала і потужності двигунів СМД-14, СМД-14А, Д- 65, Д-240, СМД-60. Живлення приладу здійснюється від мережі змінного струму напругою 220В, частотою 50 Гц або від джерела постійного струму (наприклад, акумуляторної батареї) напругою 12 В.
Потужність оцінюється по прискоренню колінчатого вала двигуна, що розганяється з відключеною трансмісією, шляхом різкого збільшення до максимуму подачі палива. Двигун на короткий проміжок часу повністю завантажується моментом від сил інерції і переборює цей момент, тобто розганяється до максимальних обертів холостого ходу тим швидше, чим більший крутний момент.
Більшість розроблених в останній час стендів і пристроїв для обкатування ДВЗ вирішували головним чином задачі, пов’язані із удосконаленням кріплення самого двигуна, передавання крутного моменту та фіксуванням окремих показників і параметрів його роботи.
Однак сучасні вимоги проектування двигунів потребують комплексного вирішення завдань, мета яких полягає у комплексному підході до задач обґрунтованого удосконалення систем обкатування двигунів та приробітки його окремих складових одиниць.
З наведеного аналізу конструктивних рішень обкатування та випробування двигунів видно, що перспективним напрямком є створення умов для отримання більшої інформації, яке можливе за рахунок удосконалення системи зворотного зв’язку. Таким чином, актуальна розробка стенду для обкатування ДВЗ з удосконаленою системою зворотного зв’язку.
Розроблена блок-схема приробітку та обкатування ДВЗ за рахунок використання зворотного зв’язку (рис.1.1) працює у такий спосіб. Двигун 5, що обкатують, встановлюють на основну стійку 2 та закріплюють. На початку обкатки в двигун подають паливо з ємності 7, воду з системи охолодження 8 та мастило. При досягненні певного рівня мастила в системі, датчик рівня 1 вмикає електродвигун 3. Через передавальну муфту 4 електродвигун починає обертати вал двигуна внутрішнього згоряння. Комплект датчиків контролю 6 допомагає регулювати параметри обкатки: змінювати число обертів валу, рівень мастила, води, палива в системі. Пружини - амортизатори 10 допомагають гасити вібрацію при великих обертах.
Основою розробленої схеми обкатування та випробування ДВЗ з використанням зворотного зв’язку є застосування датчиків контролю технічних параметрів роботи двигуна. Сигнал поступає від мембрани чи чутливого елемента датчика до системи контролю. Там він обробляється та створюється новий сигнал, що подається на табло регулятора (при задовільному значенні параметра) або на вимикання системи (при перевищенні певного рівня параметра)
Рис. 1.1 Блок-схема обкатки ДВЗ за рахунок використання зворотного зв’язку: 1 – датчик вимірювання рівня мастила; 2 – основна стійка кріплення обладнання; 3 – електричний двигун; 4 - муфта; 5 – двигун; 6 – комплект датчиків контролю; 7 – паливний бак; 8 - система охолодження ДВЗ; 9 – закріплювальні стійки; 10 – пружини-амортизатори.
Сутність пропонованого способу обкатування ДВЗ полягає в тому, що двигун піддають холодній приробці з наступним рівномірним безперервним ступінчастим навантаженням. Після притирання на холостому ході, встановлюють номінальну частоту обертання колінчастого валу, яку утримують за рахунок регулювання подачі палива. Одночасно відбувається безперервне ступінчасте навантаження двигуна. Навантаження відбувається поступово до рівня досягнення двигуном величини максимальної потужності.
На кожному з етапів відбувається збільшення навантаження та поступова його стабілізація. Тривалість збільшення навантаження обмежується моментом досягнення критичного значення амплітуди імпульсів в акустичній емісії. Стабілізація визначається постійною величиною навантаження, його тривалістю до моменту зниження амплітуди імпульсів акустичної емісії.
Через використання системи зворотного зв’язку досягається не лише технічний результат, який полягає в поліпшенні якості та скороченні приробці окремих деталей та вузлів двигунів, а й створюються умови для підвищення рівня автоматизації процесу випробовування та обкатування ДВЗ.
Перевагами використання розробленої технологічної схеми – є надійність конструкції та простота визначення технічних показників ДВЗ, яка досягається за рахунок зворотного зв’язку. Це також дозволяє проводити випробування двигунів в широкому діапазоні навантаження