Файл: Испытания Дизеля 2 Ч11-13 по Нагрузочной и Виновой Характеристикам.docx

3. Описание экспериментальной установки

Схема экспериментальной установки представлена на рисунке 2 [1]. На схеме позиции, указанные в рамочках …, соответствуют номерам столбцов общего протокола испытаний.

Рисунок 2 – Схема экспериментальной установки

Установка содержит дизель 1, жестко закрепленный на общем фундаменте с гидротормозом 4. В состав установки входят системы, обеспечивающие снабжение дизеля топливом, воздухом, охлаждающей водой и отвод отработавших газов. Для получения информации о режиме работы дизеля и расчета его параметров и показателей экспериментальная установка оснащена контрольно-измерительными приборами и специальными устройствами.

Гидротормоз, представляющий собой потребитель производимой двигателем механической работы, снабжен рычажно-весовым устройством для измерения крутящего момента .3.. Для определения эффективной мощности дизеля наряду с крутящим моментом необходимо знать частоту вращения вала, которая измеряется при помощи тахометра .2..

При работе дизеля топливо с весов 7 топливоподкачивающим насосом 8 подается через фильтр тонкой очистки 22 к топливным насосам высокого давления (ТНВД) 23. ТНВД направляют топливо к форсункам, размещенным в крышках цилиндров дизеля. При проведении эксперимента, измерив секундомером .6. время расходования заданной навески топлива .5., вычисляют расход топлива. Для пополнения топливом емкости на весах служит клапан 24.

Воздух поступает в дизель через входной патрубок 25, расходомерную диафрагму 26 и воздушный ресивер 27, увеличенный объем которого способствует сглаживанию пульсаций давления в воздушном трубопроводе. Чтобы вычислить расход воздуха, при помощи U-образных дифференциальных манометров измеряют перепад давления .15. на расходомерной диафрагме и разрежение .16. перед диафрагмой. С той же целью барометром измеряют атмосферное давление .р₀. и термометром – температуру окружающей среды .17..

Отработавшие газы из выпускного коллектора 28 направляются в газоотводный трубопровод. Температура отработавших газов измеряется термометром .10..

Система охлаждения – двухконтурная. По внутреннему контуру циркуляция пресной воды осуществляется при помощи насоса пресной воды 29, навешенного на двигатель. Температура пресной воды на входе в двигатель измеряется термометром .20., на выходе – термометром .21.. Теплота, полученная пресной водой от двигателя, передается забортной воде в теплообменнике 30 (охладителе пресной воды). Для компенсации температурных изменений объема пресной воды и ее утечек из контура служит расширительный бачок 31. Кроме того, в расширительный бачок отводятся паровоздушные пробки из внутреннего контура.

---

Внешний контур охлаждения обеспечивается забортной водой из магистрали технического водопровода через клапан 32. Забортная вода подается в охладитель пресной воды 30, на входе в который установлен термометр .13., на выходе – термометр .14.. Далее забортная вода поступает в мерный бак .11.. На выходе из мерного бака в сливном трубопроводе установлен кран 33. При обычной работе стенда кран 33 открыт, и забортная вода сливается в канализацию. Во время эксперимента кран 33 закрывают – происходит заполнение мерного бака. Измерив секундомером .12. время заполнения некоторого объема бака по шкале .11., вычисляют расход забортной воды.

Гидротормоз питается водой из магистрали технического водопровода. Подача воды в гидротормоз осуществляется не непосредственно из водопровода, в котором возможны существенные колебания давления воды, а из цистерны постоянного уровня 34. Крутящий момент (нагрузка) на валу дизеля зависит от степени заполнения полости гидротормоза. Степень заполнения определяется соотношением проходных сечений наполнительного клапана 35 и сливного клапана 36. В ходе испытания для изменения нагрузки дизеля достаточно изменять подачу воды клапаном 35.

---

2. Методика проведения испытаний

2.1 Нагрузочная характеристика двигателя

Под нагрузочной характеристикой двигателя понимается зависимость эффективной мощности и других показателей и параметров от нагрузки (среднего эффективного давления или крутящего момента) при постоянной частоте вращения двигателя. Испытания проводятся при частоте вращения равной 1500 мин^-1. Снятие характеристик происходит после прогрева двигателя и определяется следующей последовательностью: устанавливается режим 25% нагрузки при n = 1500 мин^-1 одновременным и согласованным изменением подачи топлива и расхода воды через тормоз. При достижении установившегося состояния производят два замера всех параметров с интервалом 5-10 минут. Затем, изменяя подачу топлива и нагрузку тормоза, устанавливают следующий режим по нагрузке, обеспечивая постоянство оборотов, и производят два замера с интервалом 5-10 мин. Данные испытания проводят до достижения двигателем последнего нагрузочного режима.

Таблица 2 – Режимы нагрузочной характеристики двигателя 2Ч11/13

Нагрузочная характеристика
№	n, мин–1	Рт, кГс	Nе , %
1	1500	3,4	25
2	1500	6,8	50
3	1500	10,2	75
4	1500	13,6	100

2. Винтовая характеристика двигателя

Под винтовой характеристикой понимают следующую зависимость между эффективной мощностью и числом оборотов:

---

N_e = c  n³,

где c – постоянный для установки коэффициент, «3» – значение показателя степени, принимаемое для водоизмещающих судов.

Номинальный режим двигателя N_e = 18,0 кВт при n = 1500 мин^-1, что соответствует нагрузке на шкале тормоза 13,6 кгс, тогда долевые режимы для испытаний двигателя по винтовой характеристике представлены в таблице 2.

Таблица 3 – Режимы винтовой характеристики двигателя 2Ч11/13

Винтовая характеристика
№	n, мин–1	Рт, кГс	Nе , %
1	1500	13,6	100
2	1360	10,2	80
3	1200	8,6	50
4	940	5,4	20

2. Результаты испытаний и их расчетной обработки

1. П ротокол испытаний и результат его расчетной обработки

Рисунок 3 – Протокол испытания двигателя 2Ч11/13

Таблица 4 – Результаты обработки протокола

2. Исходные данные расчета

ПАРАМЕТРЫ ДИЗЕЛЯ И СТЕНДА

Диаметр цилиндра, м D = 0,11 Ход поршня, м S = 0,13 Число цилиндров = 2 Коэффициент тактности z (для двухтактного дизеля z =1, для четырехтактного z =0,5) z =0,5 Постоянная гидротормоза, кВт/кгс∙мин–1 Kт = 0,000901 Постоянная расходомерной диафрагмы Kд = 8,5 Примечание. Постоянные Kт и Kд могут быть уточнены лабораторией ДВС.

КОНСТАНТЫ

Теплота сгорания топлива, кДж/кг Qн = 42300 Газовая постоянная воздуха, Дж/(кг∙К) Rв = 287 Плотность охлаждающей воды, кг/дм3 w = 1,0 Массовая теплоемкость воды, кДж/(кг∙К) cw = 4,19 Средняя массовая теплоемкость отработавших газов, кДж/(кг∙К) cг = 1,09

ИЗМЕРЯЕМЫЕ ВЕЛИЧИНЫ

2*. Частота вращения коленчатого вала, мин–1 n Показание гидротормоза, ед Pт Масса топлива, расходуемого в период измерения о , кг Gт Время расходования Gт кг топлива, с т Противодавление выпуску, мм Н2О hг Температура выпускных газов, ºС tг Объем забортной охлаждающей воды, расходуемой за время w, дм3 Vw

---

Время расходования Vw дм3 забортной воды, с w Температура забортной воды на входе в охладитель пресной воды, ºС tw1 Температура забортной воды на выходе из охладителя Пресной воды, ºС tw2 Перепад на давления на расходомерной диафрагме, мм Н2О h Разрежение перед расходомерной диафрагмой, мм Н2О h Температура окружающей среды, ºС t0 Давление окружающей среды (барометрическое давление), мм рт. ст. p0

Примечание. * Цифрами указаны номера столбцов общего протокола испытания.

---