Описание

Назначение.
Учебно-лабораторный стенд предназначен для выполнения практических и лабораторных работ по изучению конструкции и рабочих процессов четырёхцилиндрового дизельного двигателя внутреннего сгорания, взаимодействия механизмов и узлов двигателя, а также для формирования первоначальных навыков диагностирования, технического обслуживания и ремонта дизельного двигателя при изучении дисциплин «Устройство автомобильной техники», «Эксплуатация автомобильной техники», «Конструкция и расчёт автомобильной техники» и «Двигатели внутреннего сгорания» в образовательных организациях высшего, среднего и профессионального образования.
2. Функциональные возможности.
Электросиловое нагружающее устройство реверсивного типа должно обеспечивать работу учебно-лабораторного стенда в следующих режимах:
Режим двигателя — электродвигатель приводит во вращение коленчатый вал исследуемого дизельного двигателя для определения механических потерь;
Режим генератора — электродвигатель создаёт нагрузку на коленчатом валу исследуемого дизельного двигателя для определения скоростной и нагрузочной характеристик.
3. Перечень лабораторных работ.
3.1. Силовые установки и применяемая измерительная аппаратура.
Изучение особенностей конструкции двигателя и нагрузочного устройства;
Изучение методов испытаний двигателей.
3.2. Оценка индикаторных показателей двигателя.
Определение давления рабочего тела в цилиндре двигателя — индицирование двигателя внутреннего сгорания.
3.3. Оценка эффективных показателей двигателя и показателей экономичности.
Определение характеристики холостого хода двигателя;
Определение скоростных характеристик двигателя;
Определение нагрузочных характеристик двигателя;
Определение регулировочных характеристик двигателя.
3.4. Оценка экологических показателей двигателя.
Определение токсичности отработавших газов двигателя.
3.5. Термометрирование двигателя.
Определение температуры деталей двигателя;
Определение температуры смазочного масла;
Определение температуры свежего заряда и отработавших газов.
3.6. Оценка параметров устройств газообмена двигателя.
Определение гидравлического сопротивления элементов выпускной системы.
3.7. Техническое обслуживание двигателя.
Изучение правил и порядка проведения технического обслуживания двигателя.
4. Описание.
Учебно-лабораторный стенд должен представлять собой напольную силовую раму, на которой смонтированы и функционально соединены следующие основные элементы:
Четырёхцилиндровый дизельный двигатель внутреннего сгорания;
Электродвигатель переменного тока;
Преобразователь тока;
Система сбора и анализа информации.
Силовая рама должна быть выполнена из стального металлопроката, иметь защитное порошковое покрытие и шесть промышленных поворотных колёс, два из которых оснащены тормозными устройствами. В комплект поставки должно входить рабочее место в виде стола из древесно-стружечной плиты, на котором размещаются вычислительный комплекс, панель управления, расходомер весового типа с топливным баком и газоанализатор.
Исследуемый дизельный двигатель должен быть закреплён на раме через резиновые подушки. Коленчатый вал двигателя должен быть соединён муфтой с валом электродвигателя. Корпус электродвигателя должен быть закреплён в качающейся опоре, обеспечивающей определение реактивного вращающего момента с помощью тензометрического датчика усилия.
Асинхронный электродвигатель должен работать совместно с частотным преобразователем в режимах двигателя и генератора. Энергия, выработанная дизельным двигателем, должна утилизироваться блоком с принудительной вентиляцией и тормозными резисторами. Отвод тепла за пределы лаборатории должен осуществляться с помощью гофрированного шланга, не входящего в комплект поставки. Корпус блока должен быть выполнен из стального листового металлопроката и иметь защитное порошковое покрытие.
Управление дизельным двигателем и режимами работы электродвигателя должно осуществляться с панели управления. Лицевая панель должна быть выполнена из анодированного алюминия толщиной не менее 2 мм и иметь цветные условные обозначения органов управления, нанесённые методом металлографии. Корпус блока управления должен быть выполнен из стального листового металлопроката и иметь защитное порошковое покрытие. Внутри панели управления должен располагаться контроллер системы сбора и анализа информации.
Система сбора и анализа информации должна включать комплект датчиков, контроллер и вычислительный комплекс со специализированным программным обеспечением.
4.1. Модуль управления питанием и дистанционного контроля.
Модуль управления питанием и дистанционного контроля предназначен для безопасного использования стенда, предотвращения несанкционированного включения и контроля электрических нагрузок. Он обеспечивает ручное и дистанционное управление каналами питания, измерение параметров потребления и отображение данных на сенсорном дисплее. Передача команд между блоками осуществляется по защищённому беспроводному каналу. Предусмотрены не менее четырёх независимо управляемых групп устройств с питанием 220 В, суммарная допустимая мощность — не менее 4000 Вт, интерфейс USB 2.0 и автономная работа блока удалённого управления не менее 48 часов.
4.2. Комплект датчиков.
Датчик давления газов в камере сгорания — 1 шт.;
Датчик массового расхода воздуха — 1 шт.;
Датчик температуры воздуха во впускном трубопроводе двигателя — 1 шт.;
Датчик температуры отработавших газов — 1 шт.;
Датчик давления отработавших газов — 1 шт.;
Датчик температуры масла в системе смазки двигателя — 1 шт.;
Датчик положения топливной рейки — 1 шт.;
Датчик положения коленчатого вала двигателя — 1 шт.;
Датчик вращающего момента на коленчатом валу двигателя — 1 шт.;
Газоанализатор — 1 шт.;
Оптический измеритель температуры — пирометр — 1 шт.;
Электронные весы для определения массового расхода топлива — 1 шт.
Информация с датчиков температуры, давления, усилия и положения коленчатого вала должна обрабатываться управляемыми усилителями и поступать в контроллер. Контроллер должен управлять усилителями и обмениваться информацией с вычислительным комплексом по интерфейсу USB 2.0. Программное обеспечение должно обеспечивать сохранение текущих показателей и результатов испытаний двигателя в файл на носителе информации для последующей обработки и вывод показателей и результатов испытаний на экран вычислительного комплекса. Индикаторная диаграмма должна строиться в зависимости от угла поворота коленчатого вала в пределах одного цикла — 720°. Количество измерений давления — не менее одного на один градус поворота коленчатого вала.
Питание должно осуществляться с использованием автоматических выключателей. Учебно-лабораторный стенд должен иметь возможность подключения к контуру защитного заземления лаборатории. Рама учебно-лабораторного стенда и панель управления должны иметь защитное порошковое покрытие.
5. Технические характеристики.
5.1. Характеристики исследуемого дизельного двигателя.
Напряжение питания элементов системы управления — не более 12 В;
Род тока — постоянный;
Источники тока — аккумуляторная батарея и штатный электрогенератор;
Направление вращения коленчатого вала — правое, если смотреть с носка коленчатого вала;
Система смазки — комбинированная, под давлением и разбрызгиванием;
Система охлаждения — жидкостная, закрытая, с принудительной циркуляцией;
Система вентиляции картера — принудительная, с откачиванием через маслоотделитель;
Количество цилиндров — не более 4; расположение — рядное;
Диаметр цилиндров — не менее 94 мм;
Ход поршня — не менее 100 мм;
Рабочий объём цилиндров — не менее 2,8 л;
Степень сжатия — не более 16,5;
Максимальная мощность — не менее 88,3 кВт при частоте вращения 3200 об/мин.
5.2. Характеристики рабочего места и вычислительного комплекса.
Габаритные размеры рабочего места (Д × Ш × В) — не менее 1200 × 600 × 750 мм;
Исполнение вычислительного комплекса — переносное;
Диагональ экрана — не менее 15,6 дюйма;
Операционная система;
Предустановленное специализированное программное обеспечение.
5.3. Характеристики электродвигателя переменного тока.
Номинальная мощность — не менее 30 кВт;
Номинальная частота вращения — не менее 3000 об/мин;
Номинальное напряжение — не более 380 В.
5.4. Измерительные средства.
В состав измерительных средств входят датчики давления и температуры, расхода воздуха и топлива, усилия и частоты вращения, оптический измеритель температуры, газоанализатор и штатные датчики исследуемого двигателя.
5.5. Эксплуатационные характеристики.
Номинальное напряжение питания — 380 В;
Род тока — трёхфазный переменный;
Номинальная частота тока питания — 50 Гц;
Потребляемая мощность — не менее 30 кВт;
Габаритные размеры учебно-лабораторного стенда (Д × Ш × В) — не менее 4500 × 1600 × 2000 мм;
Масса учебно-лабораторного стенда — не менее 1400 кг.
6. Состав.
Учебно-лабораторный стенд «Рабочие процессы четырёхцилиндрового дизельного двигателя с мотор-генераторной нагружающей установкой» — 1 шт.;
Методическое обеспечение — 1 комплект;
Паспорт — 1 шт.