Описание

Учебно-лабораторный стенд «Рабочие процессы дизельных двигателей с мотор-генераторной нагружающей установкой» должен обеспечивать возможность выполнения широкого комплекса практических работ и лабораторных работ по изучению конструкции и рабочих процессов одноцилиндрового дизельного двигателя внутреннего сгорания, взаимодействия механизмов и узлов двигателя, а также способствовать формированию первоначальных навыков по диагностированию, техническому обслуживанию и ремонту дизельного двигателя в курсах «Устройство автотракторной техники», «Эксплуатация автотракторной техники», «Конструкция и расчет автотракторной техники». Для высшего, среднего и начального профессионального образования, для учебных заведений по подготовке водителей и специалистов по проектированию, техническому обслуживанию и ремонту автомобилей.
Комплекс должен обеспечивать выполнение следующих лабораторных работ:
1. Изучение особенностей конструкции поршневого двигателя внутреннего сгорания и порядка проведения его технического обслуживания
2. Методы испытаний двигателей внутреннего сгорания
3. Определение давления рабочего тела в цилиндре двигателя
4. Определение характеристики холостого хода двигателя
5. Скоростные характеристики двигателя
6. Нагрузочные характеристики двигателя
7. Определение токсичности отработавших газов двигателя
8. Оценка температуры основных элементов двигателя
9. Определение гидравлического сопротивления элементов впускной и выпускной системы
10. Определение мощности механических потерь поршневого двигателя
Комплекс состоит из напольной силовой рамы с установленными на ней: дизельным двигателем внутреннего сгорания со стартерным пуском; асинхронный электродвигатель с инкрементальным энкодером; частотный преобразователь; электрогенератор; нагрузочный блок, на базе термоэлектрических нагревателей воздушного типа, позволяющий рассеивать не менее 9 кВт тепловой энергии; панель управления дизельным двигателем и электроприводом; модуль сбора и анализа информации. Силовая рама снабжена промышленными поворотными колесами в кол-ве 4-х шт. Два колеса имеют тормозное устройство. В комплект поставки стенда входит стойка ЭВМ и дополнительного оборудования. Стойка представляет собой напольную рамную конструкцию, на которой установлены: ЭВМ (ноутбук); весовой измеритель расхода топлива; газоанализатор. Исследуемый дизельный двигатель жестко закреплен на стальной плите, весом не менее 50 кг. Стальная плита крепится к раме через резиновые подушки. Коленчатый вал исследуемого дизельного двигателя с одной стороны соединен при помощи муфты с валом асинхронного электродвигателя, с другой стороны с валом электрогенератора. Электродвигатель установлен в специальном подвесе, оснащенном тензометрическим датчиком вращающего момента. Электрогенератор установлен в специальном подвесе, оснащенном тензометрическим датчиком вращающего момента.
Лабораторный комплекс может работать в 2-х режимах:
Режим двигателя. В данном режиме электродвигатель приводит во вращение коленчатый вал исследуемого дизельного двигателя, что позволяет определить механические потери в исследуемом дизельном двигателе.
Режим генератора. В данном режиме электрогенератор создает нагрузку на коленчатом валу исследуемого дизельного двигателя, что позволяет определить скоростную и нагрузочную характеристики исследуемого дизельного двигателя. Модуль сбора и анализа информации должен состоять из комплекта датчиков, контроллера и ЭВМ со специальным программным обеспечением.
Комплект датчиков должен состоять из следующих элементов:
Датчик давления газов в камере сгорания;
Датчик массового расхода воздуха;
Датчик температуры воздуха во впускном трубопроводе двигателя;
Датчик разряжения во впускном трубопроводе двигателя;
Датчик температуры отработавших газов;
Датчик давления отработавших газов;
Датчик температуры масла в системе смазки двигателя;
Датчик положения коленчатого вала двигателя;
Датчик вращающего момента на коленчатом валу двигателя;
Электронные весы, для определения массового расхода топлива;
Датчик температуры нагрузочного блока;
Датчик положения топливной рейки.
Информация с датчиков температур, давлений, усилий и положения коленчатого вала обрабатывается управляемыми усилителями. Данные поступают в контроллер, который управляет усилителями и обменивается информацией с компьютером по шине USB 2.0. Контроллер представляет собой аналого-цифровой преобразователь, выполненный на электронной плате, на базе контроллера типа PIC.
Программное обеспечение должно предоставлять возможность сохранения мгновенных показателей и результатов испытаний двигателя в файл носителя информации для последующей обработки. На монитор ЭВМ выводятся показатели и результаты испытаний дизельного двигателя. Питание стенда осуществляется с использованием автоматических выключателей. Стенд должен иметь возможность подключения к контуру защитного заземления лаборатории. Рама стенда и панель управления стенда имеют защитное порошковое покрытие. Лицевая часть панели управления должна быть изготовлена из листового алюминия толщиной 2,5 мм с нанесенными обозначениями с помощью металлографии.
Состав. Учебно-лабораторный стенд «Рабочие процессы дизельных двигателей с мотор-генераторной нагружающей установкой» в соответствии с описанием, паспорт, руководство по эксплуатации лабораторной установки и проведению лабораторных работ.

Технические характеристики стенда:
Характеристики исследуемого дизельного двигателя
Номинальная мощность исследуемого двигателя, не менее, кВт 6
Максимальная мощность исследуемого двигателя, не менее, кВт 6,6
Рабочий объем, см3 474
Максимальная частота вращения коленчатого вала, мин–1 3600
Система пуска двигателя электростартерная, с использованием аккумуляторной батареи.
Система питания дизеля топливом система топливоподачи насосного типа, с использованием плунжерного ТНВД с механическим приводом от коленчатого вала, форсунки с гидравлическим управлением.
Система охлаждения дизеля Воздушная. Принудительного типа от крыльчатки маховика.
Система смазки дизеля комбинированная – с принудительной циркуляцией смазочного масла и разбрызгиванием. Рабочая жидкость в системе смазки – моторное масло SAE 10W/30, API СС и выше. Привод маслонасоса – от коленчатого вала дизеля.
Характеристики асинхронного электродвигателя
Номинальная мощность, не менее, кВт 2,2
Номинальная частота вращения, не менее, об/мин 1000
Номинальное напряжение, В 380
Характеристики электрогенератора
Напряжение, В 220
Номинальная сила тока, не менее, А 21,7
Максимальная мощность, не менее, кВт 5,5
Датчики, включенные в конструкцию стенда
Датчик давления газов в камере сгорания измерение давления 20 МПа при рабочей температуре датчика 250 С.
Датчик температуры смазочного масла измерение температуры, не менее 140 С при рабочем давлении смазочного масла, не менее 0,6 МПа
Датчик массового расхода воздуха расход воздуха, не менее 1 м3/мин
Датчик давления во впускном трубопроводе разряжение, не менее 0,01 МПа при рабочей температуре газа, не менее 100 С
Датчик температуры во впускном трубопроводе измерение температуры, не менее 100 С при разряжении не более, 0,1МПа
Датчик давления в выпускном трубопроводе давление, не более 0,1 МПа при рабочей температуре газа 400 С
Датчик температуры в выпускном трубопроводе температура газа, не менее 1250 С при давлении, не более 0,25 МПа
Датчик вращающего момента электродвигателя тензометрический датчик
Датчик вращающего момента электрогенератора тензометрический датчик
Датчик температуры гидравлического масла предельное значение измерения, не менее 100 С
Оптический измеритель температуры деталей двигателя оптический измеритель температуры, дистанционное измерение температуры деталей двигателя 300 С.
Датчик оборотов коленчатого вала, на основе инкрементального энкодера рабочее напряжение 5В DC. Диапазон измеряемой частоты вращения 0-5000 об/мин
Газоанализатор наличие
ЭВМ Параметры и тип ЭВМ:
тип ЭВМ – ноутбук;
диагональ экрана не менее 15,6”;
оперативная память не менее 2048 Мб;
жесткий диск не менее 128 Гб;
манипулятор типа «мышь»;
Операционная система Microsoft Windows
Электропитание стенда
Напряжение питания стенда, В 220
Род тока, частота, Гц Переменный, 50
Потребляемая мощность, не более, кВт 3
Габаритные размеры стенда, мм, не более 2800х1100х700
Масса стенда, кг., не более 600