发动机试验台设备结构描述
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试验台的组成系统及基本结构JS30型铁路油压减振器综合性能试验台系统组成试验台的系统基本包括构架、传动系统、控制系统和测试系统等4个部分。
构架构架为刚性框架结构,设计强度能承受最大力为30kN,构架的刚度大于l MN/mm。
试验台的垂向、横向安装距离和结构能满足各种连接形式的油压减振器安装要求,安装方式快捷、方便,正常安装后与被试件连接部分无间隙,垂向安装座调整距离为100—600mm,横向安装座调整距离为100—1 200mm。
传动系统JS30型铁路油压减振器综合性能试验台的传动系统如图2所示。
它由电机、皮带传动系统、蜗杆与蜗轮变速系统、曲柄连杆与滑杆机构组成。
该系统是试验台总体系统中的主体部分,其目的是将电机的旋转运动转换为驱动减振器动作的直线运动。
运动形式转换的过程是通过曲柄、连杆机构进行,图1中的曲柄连同连杆的一端作圆周运动,连杆另一端连接滑杆,滑杆在支座和直线轴承的约束下带动减振器作直线往复运动,当连杆的长度远远大于曲柄的偏心距时,滑块遍于筒谐运动:最(f)*霞xsinwt。
式中:S,一滑杆行程;置一曲柄的偏心距;∞一电机旋转角频率。
js30型铁路油压减振器综合性能试验台根据减振器在机车车辆上的实际安装方向来确定是在水平还是在垂直方向上测试。
由连杆、支座、直线轴承和滑杆组成的组以曲柄轴为支点沿导向滑槽通过手动或液动从水平位置旋转到垂直位置.也可以从垂直位置旋转到水平位置。
这样使水平和垂直方向上的试验共用一套传动系统和偏心轮、连杆、滑杆驱动机构,不需水平和垂直方向之间的过渡换向齿轮,且水平和垂直方向之间的转换非常方便.使试验设备变得精简、紧凑.使用更加可靠,减少了齿轮传动噪声,降低了设备制造成本。
控制系统Js30型铁路油压减振器综合性能试验台通过微机控制变频无级调速及微机自动设定试验速度灏率、行程,只要通过操纵鼠标或键盘或点动控制器上的按钮就能很方便地完成在不同试验速度、频率、行程下的各种试验,操作十分简便。
发动机热试台架的组成磨合试验台主要由台架本体、液压控制装置、排气装置、发动机装夹装置、冷却水供给循环装置、测量装置(含显示、存储、打印装置)、燃油供给装置、试验小车、电气控制系统(含直流电供给装置、起动点火装置、电控柜)等组成。
具体组成:1 中间底座2 中间支承3 绕性自动对接系统4 发动机接送部件5 压紧机构(含接送油缸)6 排烟系统及快接(含机械自锁机构)7 油门执行器及快接8 滑台9 托盘10 尾气排放测试系统(测量欧II标准参数)11 启动装置12 冷却水系统13 燃油系统14 尾气排放装置15 污气排放装置16 消防安全系统17 快接板18 液压站19 PLC电器控制系统(泵站、阀、管路)20 急停系统(含温度压力测量、条码识别)21 上位机系统22 维修备件(工控机、人机界面)23 调试发动机出厂热磨合试验台部件功能简介:1 台架本体:(1)床身能很好抑制震动,防止噪音,具有足够的刚度和强度。
床身须作表面处理。
安装有必要的防震减震块。
(2)所有供水、燃油通过硬管固定在台架本体上后,再通过软管加快换接头与发动机连接。
(3)床身上设试验小车到位检测和夹紧装置,小车夹紧方便、可靠。
(4)台架设有专门的照明灯。
2 冷却水供给装置:(1)冷却水用户采用集中供水方式(待定),负责向所有台架恒压输送工艺要求的冷却液(60℃±10℃),并具有回水处理功能(回水口表压力为零);台架上不考虑单独的小水箱。
(2)冷却水系统在试验台内的配管用软管连接,软管耐压0.5Mpa以上,耐温120℃。
(3)冷却水系统与发动机进出水管的连接采用快换接头连接。
(4)发动机热试验完成后,用压缩空气将发动机内腔的循环水吹净。
(5)供水阀开、闭以及吹水时,对应的操作面板上的指示灯亮。
(6)考虑到发动机水温会出现异常情况,因此要对发动机的进出口温度进行检测。
进水温度为60℃±10℃,不在该范围显示异常,但发动机仍然可点火。
柴油机零部件热模拟试验台综述一、引言柴油机是当前工业生产、民用车辆、农业机械等领域广泛使用的动力机械,其可靠性、耐久性、经济性等指标直接影响着相关行业的发展。
为了保证柴油机的质量和使用寿命,国内外的研究机构和企业开发了各种各样的测试和检测设备和方法。
其中,柴油机零部件热模拟试验台是一种能够模拟柴油机运行过程中各零部件的热负荷和温度变化的实验设备,也是目前国内外研究柴油机质量和寿命的重要手段。
二、柴油机零部件热模拟试验台的概念和组成部分柴油机零部件热模拟试验台是通过电、气、液、冷却水等各种传热媒介,模拟柴油机各零部件工作状态下的热负荷,从而实现柴油机零部件的热模拟试验。
它主要由模拟试验台主机、电子控制系统、冷却水循环系统、油路系统、进气管、排气管等组成部分。
三、柴油机零部件热模拟试验台的试验过程和目的在柴油机零部件热模拟试验台上进行热模拟试验的过程通常包括以下几个步骤:选择试验条件、开启试验主机、监测各部件温度和热负荷、停止试验主机、收集数据并进行分析、撤销试验台。
试验的目的主要是通过模拟柴油机各零部件的工作状态和热负荷情况,研究零部件的强度、耐久性、温度分布等参数,进而评价其性能和可靠性,指导其优化设计和制造。
四、柴油机零部件热模拟试验台的应用柴油机零部件热模拟试验台已经成为柴油机质量和寿命研究的重要手段,被广泛应用于柴油机厂家、研究院所、汽车和机械等行业。
它能够对柴油机各零部件的精细测试和评估,提供有力的技术支撑和数据支持,成为有关行业最基础、最重要的设备之一。
五、柴油机零部件热模拟试验台的发展趋势目前,柴油机零部件热模拟试验台已经成熟应用,但在技术和装备方面还存在一些问题,如试验精确度、试验数据采集和处理、试验载荷变换等方面尚待改进和提高。
未来的发展趋势是将越来越多的先进技术应用于试验台的研制和制造,提高试验精确度和操作性,实现在线监测和控制,进一步拓展柴油机质量和寿命研究的领域和深度。
六、结论柴油机零部件热模拟试验台是一种能够模拟柴油机各零部件工作状态下的热负荷和温度变化的重要实验设备,已经成为柴油机质量和寿命研究不可缺少的手段。
一、摘要随着汽车工业的快速发展,发动机作为汽车的核心部件,其性能和可靠性日益受到重视。
发动机实训台作为教学和科研的重要工具,对于培养学生的动手能力和理论联系实际的能力具有重要意义。
本文旨在通过对发动机实训台的研究,分析其结构、功能及在实际教学中的应用,为发动机实训台的设计和改进提供参考。
二、引言发动机实训台是汽车专业教学和科研的重要平台,它能够为学生提供实际操作的机会,帮助他们深入了解发动机的结构、工作原理及维修方法。
通过对发动机实训台的研究,可以提高教学质量,培养学生的实践能力和创新精神。
三、发动机实训台的结构与功能1. 结构发动机实训台主要由以下几部分组成:(1)发动机本体:包括曲轴、连杆、气缸、活塞、缸盖、气门等主要零部件。
(2)配气机构:包括凸轮轴、气门挺杆、气门、气门弹簧等。
(3)润滑系统:包括机油泵、机油滤清器、油底壳等。
(4)冷却系统:包括散热器、水泵、风扇等。
(5)燃油系统:包括汽油箱、燃油泵、燃油滤清器、喷油器等。
(6)电气系统:包括点火线圈、火花塞、蓄电池等。
2. 功能(1)发动机拆装:实训台能够满足发动机各部件的拆装需求,便于学生掌握发动机的拆装工艺。
(2)发动机工作原理演示:实训台能够展示发动机的工作过程,帮助学生理解发动机的工作原理。
(3)发动机性能测试:实训台配备有测试仪器,可以测量发动机的功率、扭矩、油耗等性能指标。
(4)发动机维修与故障诊断:实训台可以模拟发动机常见故障,帮助学生掌握维修和故障诊断方法。
四、发动机实训台在实际教学中的应用1. 发动机拆装与装配教学通过发动机实训台,学生可以亲自动手进行发动机的拆装与装配,加深对发动机结构的理解,提高动手能力。
2. 发动机工作原理教学实训台能够展示发动机的工作过程,使学生更加直观地了解发动机的工作原理,提高学习兴趣。
3. 发动机性能测试与故障诊断教学通过实训台,学生可以学习发动机性能测试和故障诊断方法,为以后从事汽车维修工作打下基础。
目录一1100KW柴油机试验台 (2)1、设备结构概述 (2)2、试车中间底座 (2)3、试验小车 (3)4、精定位导轨及压紧机构 (4)5、接送机构 (6)6、挠性传动轴 (7)7、发动机起动装置 (8)8、急停装置 (8)9、液压系统 (8)10、水力测功器 (9)11、油门执行器及油门联接 (10)12、NCK2000发动机测试控制台 (10)12.1、系统组成: (10)12.2、测量控制系统的主要功能 (11)12.3、控制柜 (14)13、HZB2000油耗仪 (14)14、大屏幕显示仪 (15)15、传感器及集线箱 (15)16.电气控制系统 (16)二.试验台结构系统 (17)1、试验台大底板及减震器 (17)2、发动机三维支架及专用支架 (17)3、试验台传动轴及防护罩 (18)4、发动机起动装置及启动电源 (19)5、测功器 (19)6、测量控制系统 (21)设备结构描述一1100KW柴油机试验台1、设备结构概述快装试验台架由试车底座、精定位导轨、压紧机构、接送机构、试验小车、水油气管道快接、扰性传动轴及联接机构、液压系统、烟度仪、油门执行器及油门联接、水力测功器、安全防护罩、PLC电气控制系统、NCK2000测试控制系统等组成,设备布置见附图所示。
2、试车中间底座采用钢结构焊接箱式结构,外形全封闭.其上装有测功器和扰性传动轴。
前左右两侧设有检修窗,侧装有液压控制分站,底座后端集中布管,底座内装有小车接送油缸和线管等,箱内走线整齐,所有线集中于底座后侧线盒内。
底座内所有管路严格按长寿命标准设计选材:发动机循环水管采用钢质扰性管,不仅耐高温而且又具有补偿位置度能力,改进以往采用易老化橡胶管的做法。
机油、出水温度等管路采用钢丝编织的耐油扣压胶管。
底座内电器线缆全部布置在镀锌线槽中,接口处采用防水接头和热缩管保护.强弱电分开布置,接线盒布置在底座后端。
所有管路的布置在试验台格栅网以下,整体布置整齐美观。
3、试验小车试验小车为发动机的承载体,设计载重量大于5T,小车体为钢结构焊接件,能满足各种变型发动机安装测试需要,不同机型采用更换发动机工艺支脚和工艺联接盘方式来实现定位和联接。
发动机定位采用飞轮壳工艺支脚定位方式小车体上设前后定位支承,后定位支承上定位销为精定位,前定位支承定位销为导向用;不同机型采用更换发动机工艺支脚,以定位销为定位元件,发动机的前后轴向变化通过调节定位支承轴向位置,每种机型对应一种位置并标记,在小车体上设置相应的定位孔.更换快速方便,对轴向变化不大的机型不采用调整定位支承位置,而直接采用工艺支脚实现。
发动机前定位支脚采用发动机本身的自带支承进行定位和支承,为方便不同机型更换安装,小车体上的支承座设计成多副式能方便快捷进行更换。
试验小车和试验台的初定位采用现有台架T型槽内侧面为定位面,预埋轨道的外侧面T型槽内侧面对应,试验小车体底部内侧装有免润滑车轮,与轨道接触,两侧间隙控制在3~4mm,实现小车进出台架输送,其对称中心与发动机曲轴轴线中心在同一条线上,重合误差小于1 mm。
发动机对接时的小车精定位以底部外侧平导轨和V型导轨来实现,具有较高的定位精度。
小车和台架对接精定位后,小车车轮和轨道的脱离间隙保证在3~5 mm内。
在预装工位上,发动机吊装到小车上,操作工完成工艺接头同发动机相应接口的联接。
4、精定位导轨及压紧机构精定位导轨组件在发动机与测试台架对接时,实现对小车及发动机与台架的精确定位,一侧为平导轨副,另一侧为90°V形导轨副,该导轨副表面高频淬火,硬度达HRC55-60;长时间使用不影响定位精度,导轨座采用钢结构焊接,刚性好,承载能力大。
在压紧力和发动机负荷作用下不变形。
小车由人工推入台架,按动接送按钮,小车在接送机构作用爬上V形导轨,使小车脱离轨道,实现精定位。
小车送回轨道动作相反.该导轨定位精度高,小车进出台架方便,使用合理可靠。
合理控制好车轮脱离轨道间隙能有效防止小车进出台架对轨道的冲击。
在导轨端部进行倒锥角处理,防止小车在轻轨上进入试验台时和精定位导轨干涉。
压紧机构采用液压驱动斜楔自锁型机构,分别安装于导轨支座内,通过“T”拉杆将小车压紧。
该结构紧凑,使用安全可靠。
压紧和松开位置上均装有无触点接近开关,向控制系统发送压紧和松开状态信号。
该机构设有多种自锁保护措施:压紧控制阀选用双电控自锁阀,在意外失电的情况下保持原位压紧机构采用液压驱动斜楔机构, 该斜楔具有自锁角压紧机构中“T”拉杆,确保压紧机构万无一失主要技术指标:1)精定位精度±0.25 mm2)压紧速度小于1S3)单杆压紧力> 800 Kg 四杆合力>3200Kg5、接送机构接送机构采用油缸驱动接送小车实现试验小车在精定位导轨上的滑移和管路及传动系统的自动对接。
油缸为双作用液压活塞油缸,活塞杆端装有关节头,和接送小车摆动联接,油路配双向节流调速阀,可自由调节接、送速度,确保小车平稳输送,无卡阻爬行现象。
油缸座出厂时直接安装固定在试车中间底座上,有利于保证安装精度。
接送小车轮采用免润滑轴承,接送小车导轨表面高频淬火处理,确保使用精度和寿命。
主要技术指标:1)接送行程480 mm2)接送速度5~15m/mim3)最大拉力2500 Kg4)最大推力3000 Kg6、挠性传动轴挠性传动轴挠性结构上采用高弹性联轴器,高弹性联轴器内设花键套,可在轴上滑动,在试验小车拉到位后,人工可将弹性联轴器向发动机侧滑移,可轻松实现联接。
轴系旋转件均设钢质安全防护罩。
在中间防护罩易观察处设置观察孔,用以定期观察联轴器的运行情况。
高弹联轴器其吸振、缓冲效果好。
测功器与辅助支承之间采用梅花型弹性联轴器。
试验台传动轴技术指标:轴向最大伸缩量为:40mm最大径向位移:3.5mm最大角位移:1°不同轴度许用范围±2.5 mm最大额定传递扭矩:8000N.m最大许用转速: 2600r/min7、发动机起动装置发动机起动采用直流电机方式, 台架提供硅整流启动电源。
8、急停装置操作间设置急停按钮,通过控制燃油电磁阀切断燃油供应实现紧急停车。
9、液压系统液压系统采用总站蓄能保压供油方式,一个试验台用一个液压总站,总站输出压力具有上下限自动控制、超压安全保护、蓄能缓冲和内泄漏补偿功能。
总站输出压力上下限自动控制采用压力变送器实现。
泵站采用立卧式电机,高压油泵设在油箱上,便于维护和调试。
畜能器和总站一体安装。
分站安装于试车中间底座侧部,采用品牌液压叠加阀集成安装,根据试验台功能分别实现小车的接送、小车的压紧、辅助对接、轨道交换台换向(预留位置)的控制等功能。
主要技术指标:系统最高压力10 MPa工作压力上限范围4~8 MPa最大流量16 L/min3)油箱容积不小于180L4) 液压油牌号N46号抗磨液压油5) 使用油温不超过55℃10、水力测功器为确保增压中冷发动机功率覆盖范围,根据试验台的要求,试验台采用Y1900水涡流测功器。
该测功器引进德国策尔纳公司先进技术,具有控制稳定性好、响应速度快、测量精度高及结构紧凑等优点。
测功器安装上采用低中心距大底座直接安装。
排水执行器采用第四代更新型,选用脉宽调制稀土直流力矩电机作控制电机,合理的结构设计确保其高可靠性。
排水阀门的响应速度应小于2秒(阀门从全开到全闭的时间)。
测功机和发动机之间应有中间支承座以保护测功机的精度不易受到损害。
考虑到长期在高温环境使用,测功器内部不可避免存在积水垢的情况,测功器运动密封零件已按照改进设计制作,可保证测功器长期运行免维护.Y1900技术指标:最大吸收功率:1900Kw;最大测量扭矩:17200N.m最高许用转速:3000rpm扭矩测量精度:±0.2%FS转速测量精度: ±0.05%11、油门执行器及油门联接油门执行器是NCK2000控制系统用于隔室控制油门的主要执行机构。
主要特点:适用于油门开环及闭环控制,具有响应速度快,控制精度高特点。
性能指标:角行程0-90度最大输出扭矩25Nm全行程响应时间:< 2s定位精度:优于0.2%FS驱动电源:±24V/3A油门联接可采用钢丝绳或二端带关节轴承的刚性调节杆。
12、NCK2000发动机测试控制台12.1、系统组成:我公司优化开发成功的发动机测试控制系统,由发动机测量控制仪、数据采集系统、上位计算机系统,系统含测量控制系统软件,各测量传感器。
采用17英寸显示器,所有显示操作在计算机屏幕上进行,配置工业控制计算机。
如下图所示:12.2、测量控制系统的主要功能1 )测量参数及精度基本测量参数:序号测量参数测量范围测量精度传感器1 转速200-9999r/min±0.05%FS磁电式转速传感器2 扭矩0-1600N.m ±0.2%FS 应变式负荷传感器3 功率0-1900KW 测量范围可设定4 油耗率0-999.9g/KW.h±0.2%FS 油耗变送器5 机油温度0-150℃±1%FS RTDPT1006 冷却进出水温度0-100℃±1%FS RTDPT1007 排气温度0-1000℃±1%FS K分度热电偶8 进气温度0-100℃±1%FS RTDPT1009 机油压力0-1000KPa ±0.5%FS 进口压力变送器10 中冷器前进气温度0-200℃±1%FS RTDPT10011 中冷器后进气温度0-100℃±1%FS RTDPT100软件预留6通道参数的显示,硬件预留安装位置。
只要配上模块和传感器就能使用。
所有的测量参数均可同时在计算机屏幕上显示。
显示方式:数字显示和曲线显示。
扭矩、功率和油耗可以由计算机自动校正,校正公式可以按机型自动选择(按国标GB/T18297-2001)。
2)控制功能●控制器类型:测功器及发动机油门双回路直接数字PID控制;●控制方式:测功器:恒位置、恒扭矩、恒转速;发动机:恒位置、恒扭矩、恒转速;●控制方式切换:无扰动随机动态切换;●工况改变方式:虚拟仪器界面操作;自动程序控制。
3)控制精度●控制精度:转速控制精度:±2r/min;●扭矩控制精度:±0.2% FS;●过渡时间:≤30S;●转速控制超调量:≤阶跃量的0.5%;●扭矩控制超调量:≤阶跃量的1%;●执行器定位精度:≤0.1%。
4)记录功能自动保存数据到网络数据库,在网络数据库故障时暂时保存数据到本地数据库,在适当的时候再转储到网络数据库5)报警保护功能:测量控制系统具有三级报警和保护功能,每个测量参数均可由用户在计算机设定每级报警的动作方式(一级报警:声光报警,系统不动作,由人工进行干预;二级报警:声光报警,系统动作,发动机工况自动降至怠速;三级报警:声光报警,系统动作,通过紧急停车机构使发动机停车。