柴油机电涡流测功机试验台的研制论文
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第7卷第10期2007年5月1671—1819(2007)10-2443-03科学技术与工程ScienceTechnologyandEngineeringV01.7No.10May2007@2007Sci.Tech.Engng.某型发动机试车台的设计与研制陈矛李罡杜家和(空军第一航空学院,信阳464000)摘要讨论了某型发动机试车台的设计,分析了试车台的原理、组成及关键技术;系统硬件以PC一7483板为核心,软件采用Windows环境下的CVI语言编制而成;试车台工作稳定可靠,能完全满足该型发动机的试车技术要求,实时判断发动机性能是否正常。
关键词某型发动机试车台研制中图法分类号V216.2;文献标志码:B试车台采用某型发动机为载体,以配套功能板卡对发动机主要技术参数进行实时监控,自动完成测试、数据处理,并动态显示地面试车数据。
具有综合化、自动化程度高、测试精度高、可靠性好等特点。
1某型发动机试车台研制分析1.1试车台测试原理及组成图1所示是某型试车台系统组成简图。
试车台主要由发动机、电涡流测功机、JZⅡ型转矩转速传感器、试车台架、燃油及滑油箱、信号采集系统和控制系统等组成。
发动机安装在试车台架上,试车台架上设有燃油、滑油、控制和测试等接口,发动机经接口与燃油、滑油、控制和测试等系统连接;由计算机控制的燃油供油系统,按控制程序或操作人员指令控制燃油供油量以控制发动机工作状态,并且在起动过程控制起动供油量;滑油系统向发动机提供温度合适的、清洁的、循环使用的滑油;控制装置控制发动机的转速调节器,以满足工作需要;测试系统将传感器传输的信号,经信号采集电路至计算机,经计算机处理由显示装置指示发动机主要工作参数、工作状态等;安全监控系统监控发动机转速、排气温度、振动值等参数变化情况,达到安全限制值时告警、2007年1月413收到第一作者简介:陈矛(1963一),男,河南省西平市人,副教授,硕士研究生,研究方向:航空发动机测试和信号处理。
电涡流测功器式汽油机实验室的总体设计摘要:通过进入我校实验室现场观察,咨询导师,以及查阅一些与实验室规划设计相关的文献后,本文将首先介绍实验室的设计原则,然后从实验室的辅助系统来介绍其总体布局。
着重阐述该发动机实验室的总体设计和试验台架布局以及底座的减振。
关键词:发动机实验室;实验室设计;电涡流测功机1引言内燃机实验室是为满足发动机各项试验要求而设计,是发动机研究、设计及教学过程中重要的组成部分。
本文将以学校实验室设计为模板,通过介绍本校电涡流测功机式汽油机实验室的设计特点来论述实验室的总体设计,使读者能初步了解汽油机实验室设计原理。
文章阐述了本校实验室设计原则,系统介绍实验室总体设计以及实验室台架的设计。
2发动机实验室规划设计2.1实验室的设计原则为保证实验室能达到所规定的要求和性能,其设计原则应如下:(1)发动机与测试设备的布置必须遵守“通用性”、“灵活性”的原则;(2)采取完善可靠的安全、消防和隔声、降噪等环保措施;(3)可以完成不同型号、不同目的、不同项目的发动机台架测试;(4)采用先进技术,实现对试验参数的严格控制,同时也应该使发动机的运行状况尽可能地接近其实际使用条件。
2.2实验室平面结构实验室平面图如图1所示,根据其功能不同,主要分为三大区域。
区域Ⅰ为试验区域,也可称为试验室,占地尺寸为4m×8m,由控制区域1和台架试验区域2组成。
控制区域(也称控制室),控制区域放置有ECK500操作控制台和HD3000测试仪。
在试验区域2(也称台架试验室)中,桑塔纳3000超越者发动机与DW250测功机用联轴器联接,两者被固定在钢铁铸成的安装底座上。
区域Ⅱ为实验室供给区域,这块区域紧靠着实验室一侧墙体,包括两用启动电源3、燃油供给恒温系统4、机油供给恒温系统5,墙壁上装有风扇、液晶显示器、数据收集仪。
墙体上固定有台架电源控制箱、机油恒温控制箱、操作电源。
区域Ⅲ为冷却水塔6,建造在实验室外,露天。
发动机与电涡流测功器试验台架技术参数1.采购设备名称和数量2.系统交货与付款方式发动机电涡流测功器试验台架由一家专业公司进行承包,负责平台的设计、制造、包装运输、安装调试、技术培训、售后服务等,并对质量和交货期负全责。
交货期:自合同签订之日起3个月;质保期:验收合格后24个月;交货地点:武汉理工大学,湖北省武汉市武昌区和平大道1178号。
付款方式:合同签订后预付合同总金额的30%货款,预验收合格后付合同总金额的40%货款,终验收合格后付合同总金额25%的货款,5%质保金1年无质量问题付清。
3.对供货商的要求(1)应通过国际通行的或区域的质量体系认证,并提供证明文件;(2)在中国国内必须有办事处(或代理机构)及该系统设备专门的售后维修服务人员;从事技术服务人员不少于3人。
(3)设备构成及主要配置名称、数量、技术规格、制造商及详细的分项报价等由投标方在投标文件中列出。
(4)属于供货范围正常运行所必须的部件,即使本技术文件未列出或数量不足,中标方仍需在执行合同时无偿补足。
4.招标方给定条件发动机电涡流测功器试验台架主要用于发动机的外特性、负荷特性试验、万有特性、发动机的油耗、发动机的散热等以及一些非国标的自定义试验、中国和欧洲最新版相关标准进行典型性能与耐久试验等。
台架主要由减震垫、铸铁大底板、电涡流测功器及控制器,安装底座、连接部件、柴油机及可调支座,燃油系统、冷却水系统和试验监控系统等组成。
4.1试验台工作环境:(1)工作温度:-20℃~50℃;(2)工作湿度:≤95% ;(3)实验室电源:交流电,电压220(380)±10%V,频率50±1%Hz;(4)工作电源:蓄电池供电、电压范围6~30V DC。
4.2试验室现有工作条件:(1)实验室现有条件节相关尺寸如下图。
(2)实验室现有一台型号为4120的柴油机,需转移到其他地方腾出空间。
(3)发动机安装所需铸铁大底板上开有梯形槽,可调支座组合,以实现X、Y两个方向可调节,Z方向是用垫片相对来调节,满足对中要求;。
柴油机速度特性实验报告范文实验四、491汽油机速度特性实验一、实验目的及要求1、观察并操作发动机实验台的基本设备,对发动机台架实验有较全面、系统的了解。
2、重点了解发动机扭矩、功率、转速、油耗等参数的测试方法。
3、在教师指导下,自己动手,操作实验设备,记录实验数据,分析处理实验结果,撰写实验报告,按时交实验老师批阅。
二、主要实验仪器设备BJ491EQ1多点电喷汽油机、FST2C控制系统、CW100测功机、油耗仪、HP3748打印机等。
(设备详细说明见相应设备使用说明书)三、实验原理1.汽油机速度特性定义:将汽化器节流阀的开度固定,发动机的有效功率Pe、有效扭矩M、小时耗油量Gf、耗油率ge等性能指标,随发动机转速n变化而变化的关系,称为汽油机的速度特性。
速度特性如果用曲线Pe=fn、M=f(n)、G若节流阀固定在全开位置时,称为标定功率速度特性或全负荷速度特性(亦称外特性)。
如果节流阀固定在全开度的90%、75%、50%、25%时,称为部分负荷速度特性。
本次实验,将节流阀固定在全负荷位置上,完成发动机全负荷速度特性实验。
2.CW100电涡流测功机涡流测功机又称电磁测功机,它是利用涡流损耗的原理来吸收功率的。
由涡流测功机、控制器及测力装置组成的测功装置,可以测取被测发动机输出的扭矩和转速,从而得到输出功率。
计算功率的公式:Pe式中:Pe—功率,kwM—转矩,nmn—转速,r/min计算转速的公式:f=n某z式中:f—脉冲信号频率,HZn—转速,r/minz—齿轮齿数(本测功机为60)计算燃油消耗量的公式:Gf式中:Gf—燃油消耗量,kg/hw—设定的燃油,gt—计测时间,四、实验内容及步骤测试汽油机的速度特性,即汽油机功率、扭矩、油耗等性能参数随发动机转速的变化的趋势和规律。
掌握仪器校正额定功率以及油耗的误差分析;由涡流测功机、控制器及测力装置组成的测功装置,进行功率的测定。
首先了解实验系统组成,测功原理,然后按以下步骤进行实验:1.运行程序TetControl.e某e进入试验登录界面,2.点击“发动机型号”按钮将打开发动机型号管理对话框,选择或注册发动机型号后单击确定按钮,设定后退出。
柴油机电涡流测功机实验台的研制作者:郑学贵来源:《今日财富》2011年第03期【摘要】本文主要总结了柴油机电涡流测功机实验台研制的经验,介绍了实验台设计与建设的要点,对相关实验台研制具有一定的参考价值。
【关键词】柴油机电涡流测功机实验台概述柴油机的动力性指标和经济性指标是评定柴油机质量的主要参数。
为了使柴油机经常处于完好的工作状态,就必须定期地对内燃机的动力性和经济性等性能指标进行检测。
[1]柴油机的各项性能指标的检测一般都是通过测功器来实现的。
因此,结合国家骨干高职院建设和国防科技工业船舶动力装置实训基地的建设,提高学生的实践动手能力和培养(培训)国防科技工业紧缺动力装置技能型人才,我院柴油机装调实训室购置了相关设备,经过精心的设计和建设,研制了柴油机电涡流测功机实验台并投入使用,进一步扩充了柴油机装调实训室的测试功能。
以下主要介绍JW100电涡流测功机实验台的研制与建设。
1 电涡流测功机的结构和工作原理[2]电涡流测功机有盘式和柱式等不同的类型。
图1所示的是盘式电涡流测功机的结构示意图,主要由旋转部分(感应体)、摆动部分(电枢和励磁绕组)组成。
其中感应盘其形状犹如直齿轮,而产生涡流的地方是冷却室壁上。
当给励磁绕组通上直流电以后,那么围绕励磁绕组产生一个闭合磁通。
当感应体被原动机带动旋转时,气隙磁密随感应盘的旋转而发生周期性变化,由此,在冷却室壁的表面及一定深度范围内将产生涡流电势,并产生涡流,该涡流所形成的磁场又与气隙磁场相互作用,就产生了制动转矩。
通过装在冷却室上的传力臂把它所产生的制动转矩传至测力装置上。
从而达到测转矩的目的。
2 实验台架基础的设计与建设柴油机在工作时是一个振动源。
其振动通过地面传向四周,会对实验室内的其它仪器设备造成影响,使其测量不准确,甚至无法正常工作。
特别是在长时间的耐久性试验中,更会对测试人员的生理和心理造成伤害,因此,设计台架基础时必须考虑隔震的问题。
图2采用的方法是地沟隔振,在实验室中挖一方形地沟,在地沟中安装铸铁平台,在铸铁平台上安装有可以前后、左右、高低自由调节的柴油机安装架。
文章编号:1001-2265(2009)03-0089-03收稿日期:2009-02-16;修回日期:2009-02-25作者简介:杨涛(1961 ),男,辽宁大连人,道依茨一汽(大连)柴油机有限公司高级工程师,主要从事数控技术研究等,(E -m ail )yt _dl @si na .com 。
基于德国FEV 公司发动机试验设备的研究和故障分析杨涛1,潘运祺2(1.道依茨一汽(大连)柴油机有限公司,辽宁大连 116021;2.大众一汽发动机(大连)有限公司,辽宁大连 116600)摘要:介绍了德国FEV 公司发动机试验设备的结构和特点,测功机、环境控制系统、试验控制系统、电控控制系统的组成及原理。
研究并分析了排气背压失控和电控发动机不上电等典型故障现象、故障原因及排除方法、维修总结。
对应用发动机试验设备和解决发动机试验设备故障具有指导意义。
关键词:汽车发动机;试验台架;故障分析中图分类号:TH 16;TG 65 文献标识码:AR esearch and Failure Analysis Based on the Engine Testi n g Equip m ent of FEV C o m pany G er m anyYANG Tao 1,PAN Y un qi 2(1.Deutz (D alian)Engine C o .L t d ,D alian Liaoning 116021;2.V ol k sagen FA W Engi n e (Dalian)C o .Ltd ,Dalian Liaoni n g 116600,Chi n a)Abst ract :Introducti o n to t he struct ure and characteristics of engine testing facilit y by FEV co m pany Ger m any ,the components and principles of dyna m om eter ,environ m ent cont rol syste m,test control syst e m and e lectr ic control syste m.R esearch and anal y sis to t he typical failure ,reasons ,m aintenance su mm ary and counter m easures of exhaust pressure f a ilure and e lectr ic fail u re .This plays an i n struc tional role to the testing fac ility and counter m easures t o t he equip m e nt failure .K ey w ords :engine ;test bench ;fail u re analysis0 引言面对当前竞争激烈的发动机行业形势,产品质量的优劣对于各公司的效益和生存起着决定性的作用,因此我们公司在道依茨项目建立之初便决定对生产的发动机要进行百分之百的试验。
柴油机电涡流测功机实验台的研制
郑学贵
(渤海船舶职业学院动力工程系, 辽宁葫芦岛125000)
摘要: 本文主要总结了柴油机电涡流测功机实验台研制的经验,介绍了实验台设计与建设的要点,对相关实验台研制具有一定的参考价值。
Abstract: In this paper, The experience which eddy current dynamometer laboratory furniture of diesel constructs is summarized, and the key points of laboratory furniture design and construction are introduced.It indicates that the design point and method are valuable to development of relevant laboratory furniture
关键词:柴油机; 电涡流测功机; 实验台
Key words: diesel; eddy current dynamometer ; laboratory furniture
中图分类号: U467 . 522文献标识码: B
0 概述
柴油机的动力性指标和经济性指标是评定柴油机质量的主要参数。
为了使柴油机经常处于完好的工作状态,就必须定期地对内燃机的动力性和经济性等性能指标进行检测。
[1]柴油机的各项性能指标的检测一般都是通过测功器来实现的。
因此,结合国家骨干高职院建设和国防科技工业船舶动力装置实训基地的建设,提高学生的实践动手能力和培养(培训)国防科技工业紧缺动力装置技能型人才,柴油机装调实训室购置了1台JW100电涡流测功机,1台JZ-1型转矩转速传感器,一台CI-300型扭矩测试仪,一台TI-1型扭矩转速功率测试仪。
经过精心的设计和建设,研制了柴油机电涡流测功机实验台并投入使用,进一步扩充了柴油机装调实训室的测试功能。
以下主要介绍该实验系统的相关理论、实验台架基础的设计与建设、冷却系统设计与施工、实验台轴系对中、相关测试仪器的连接和使用、实验室的管理等问题。
1 电涡流测功机的结构和工作原理
电涡流测功机有盘式和柱式等不同的类型。
图1所示的是盘式电涡流测功机的结构示意图,主要由旋转部分( 感应体) 、摆动部分( 电枢和励磁绕组)组成。
其中感应盘其形状犹如直齿轮,而产生涡流的地方是冷却室壁上。
当给励磁绕组通上直流电以后, 那么围绕励磁绕组产生一个闭合磁通。
当感应体被原动机带动旋转时, 气隙磁密随感应盘的旋转而发生周期性变化, 由此,在冷却室壁的表面及一定深度范围内将产生涡流电势, 并产生涡流, 该涡流所形成的磁场又与气隙磁场相互作用, 就产生了制动转矩。
通过装在冷却室上的传力臂把它所产生的制动转矩传至测力装置上。
从而达到测转矩的目的。
2 实验台架基础的设计与建设
柴油机在工作时是一个振动
源。
其振动通过地面传向四周,会
对实验室内的其它仪器设备造成影
响,使其测量不准确,甚至无法正常
工作。
特别是在长时间的耐久性试
验中,更会对测试人员的生理和心
理造成伤害,因此,设计台架基础
时必须考虑隔震的问题。
图2采用
的方法是地沟隔振,在实验室中挖
一方形地沟,在地沟中安装铸铁平
台,
在铸铁平台上安装有可以前后、
左右、高低自由调节的柴油机安装架。
平台和安装架约有 1吨重 , 台架基础的重量较大, 其自振频率就
小,这样就远离了柴油机的工作频
率,在柴油机工作时就不会有共振的危险。
图2 柴油机电涡流测功机实验台系统图
图 1 盘式电涡流测功机结构 1.摆动进水管;2.水压监测器;3.转子轴;4.测速齿盘;
5.摆动体支架;
6.轴承座;
7.转子盘;
8.外环;
9.励磁线圈;
10.涡流环;11.摆动排水管;12.主轴轴承;13轴承端盖
14.联轴节;15.底座;16.扭矩传感器;17.温度传感器;
18转速传感器;19.测力臂架
3冷却系统设计与施工
测试时需对测功机、发动机冷却水、发动机润滑油进行冷却。
从节约使用费用的角度考虑,采用循环水来冷却。
在实验室中建有水塔,冷却水从水塔经加压水泵,分成两路,一路进测功机,另一路进柴油机。
冷却水经过测功机和柴油机后返回到水塔。
测功机对冷却水的水压有一定要求,水道上设计安装了水压传感器,水压不足时会自动报警并卸载。
测功机的排水应顺畅,排水的阻力应尽量小,因此测功机出水口比进水口的直径大很多。
进入发动机冷却水, 通过膨胀水箱进入水冷却器中进行的。
冷却系统的设计与施工是柴油机电涡流测功机实验台的重点, 必须高度重视, 本实验室冷却系统管道设计合理,施工较规范。
4 实验台轴系对中
此系统柴油机、传感器、电涡流测功机通过轴系连接起来,为此我们按照图纸和现场测量,设计了柴油机输出端的靠背轮和传感器与电涡流测功机连接的法兰,按照设计图纸利用车床加工了两个部件,两个部件都是通过键与轴连接的。
为了避免在传感器弹性轴上产生径向力,安装时必须使柴油机、传感器、电涡流测功机三者之间具有较好的同轴度。
如存在径向力,则会降低测量精度,使弹性轴损坏。
此实验台在安装时,为确保同轴度达到要求,先把柴油机一端脱开,预装电涡流测功机,通过框式水平尺和百分表检查,通过铜垫片的调整,保证电涡流测功和传感器两者的同轴度,然后连接柴油机,通过使用塞尺、百分表的检查,调节柴油机安装架保证其与前两者的同轴度。
安装完后启动传感器小电机,转动联轴器360度,观察测量仪扭矩数值变化,调到最佳状态,数字变化率小于满量程的0.2%。
此结果说明三者的安装同轴度较好。
5 吸收功率控制
电涡流测功机吸收功率的大小, 也即测功机向动力传动装置施加载荷的大小, 可以方便地通过改变励磁电流来进行控制。
图3所示为采用与电涡流测功机配套的测控仪进行吸收功率控制的原理图。
用专用信号电缆将电涡流测功机和测控仪连接起来,给测控仪仪表电源和励磁电源通上220V 的交流电,然后通过调节测控仪面板上的电位器旋钮, 就可以按要求改变励磁电流, 从而改变电涡流测功机吸收的功率了。
图中的水压报警的作用是, 当冷却水的水压低于一定的数值时, 控制仪表的报警触点动作, 切断电涡流测功机的励磁电路, 实现对电涡流测功机的保护。
图 3 电涡流测功机吸收功率控制
6 实验室的管理
柴油机电涡流测功机系统比较复杂,是高精设备,因此日常的维护和管理非常重要。
应该执行以下一些措施:
(1) 必须要有专职人员管理和操作设备;
(2) 内燃机电涡流测功机实验室必须防火, 严禁吸烟;
(3) 在对柴油机进行测试时,特别是柴油机高速运转时,侧面不要站人;
(4) 定期检查重要的紧固螺栓和联轴器;
(5) 循环水要定期更换,必要时还要对水质进行处理;
(6)测试时,必须按操作规程进行,如有事故苗头,必须停机,待故障排除后方能继续进行。
7 结束语
本实验台设计合理、建设规范、测试设备可靠、自动化程度高、安全性好,能开出柴油机的相关实验。
不足之处是系统不能对数据进行实时处理,测量参数也不够多。
如能采用计算机实时采集和处理数据,并进行曲线拟合和打印输出就较好了,这正是今后完善该实验室的方向。
参考文献:
[1]刘永长.内燃机原理 [M].武汉: 华中科技大学出版社, 2005.
[2]章森.汽车结构系统展示实验室建设[J]. 实验技术与管理,2004,21 (1): 137-140.
[3]杨敬源, 宋玉杰.电涡流测功机及其作为能量吸收装置的应用[J].机械工程师,2008
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[4]徐云, 李朝晖.内燃机电涡流测功机实验室的设计与建设[J].实验技术与管理,2006(11):143-146.。