Спосіб проведення приймально-здавальних випробувань двигунів внутрішнього згоряння з використанням випробувальної станції іт5-28

1. Спосіб проведення приймально-здавальних випробувань двигунів внутрішнього згоряння, що включає проведення обкатки та регулювання двигуна, підготовку до приймально-здавальних випробувань, здавальні випробування, який відрізняється тим, що до складу випробувань включено випробування на гарантований строк роботи, при 3 рання різного типа. Спосіб передбачає тільки процес обкатки двигуна [2]. Основними недоліками цього аналога є складність конструкції, яка вимагає зміни положень балок, стояків та ложементів у потрібні в залежності від типорозміру двигуна, необхідність точного виставлення у повздовжньому напрямку осей двигунів та навантажувального пристрою, що збільшує витрати часу на проведення випробувань. Крім того, такий стенд потребує додаткового обладнання та додаткового обслуговуючого персоналу, а на проведення у повному обсягу комплексних випробувань не розрахований; проведення приймальноздавальних випробувань двигунів з виміром параметрів роботи не передбачається. В основу корисної моделі поставлена задача удосконалення способу проведення випробувань двигунів внутрішнього згоряння за рахунок використання сучасних методів діагностики, застосування спеціально розроблених управляючих програм для ПЕОМ, що зробить можливим проводити на одному робочому місці випробування двох двигунів внутрішнього згоряння, які працюють на різних видах паливно-мастильних матеріалів, що розширить функціональні можливості випробувального обладнання, дозволить зекономити матеріальні та енергоресурси. Крім того, введення автоматичного контролю параметрів роботи двигуна дозолить звести до мінімального значення вплив "людського фактору" на перебіг випробувань та їх результати. Поставлена задача вирішується тим, що для реалізації способу проведення приймальноздавальних випробувань двигунів внутрішнього згоряння з використанням випробувальної станції ІТ5-28 спеціально розроблені універсальне обладнання для встановлення двигуна на стенд, універсальне обладнання для підводу живлення (палива, мастила, води тощо) та відводу відпрацьованих газів, спеціальне програмне забезпечення для управління процесами випробування та документування параметрів роботи з видачею протоколу випробувань після їх закінчення. Наведені конструктивні особливості підвищують універсалізацію випробувальної станції, причому конструкція установочних елементів для проведення випробувань двигунів різних типорозмірів спрощується; дають змогу одночасно з проведенням приймально-здавальних випробувань двигуна одного типорозміру проводити "холодну" обкатку двигуна іншого типорозміру, що важливо для ремонтно-механічних підприємств, які займаються модернізацією та капітальним ремонтом двигунів внутрішнього згорання, наприклад, дизельних. Крім того, використання випробувальної станції ІТ5-28 дозволяє реалізувати на одному робочому місці проведення випробувань на гарантований строк роботи, а також в автоматичному режимі видавати остаточний протокол всіх проведених випробувань з зазначенням умов проведення випробувань. Проведення випробувань двигуна внутрішнього згоряння складається з трьох головних етапів: - підготовка обладнання та двигуна до проведення випробувань (заправка баків живлення станції, встановлення двигуна на основу станції та 49525 4 його підключення до систем управління та живлення); - приймально-здавальні випробування (обкатка та регулювання двигуна, підготовка до здавальних випробувань, здавальні випробування, додаткові випробування - у разі необхідності); - випробування двигуна на гарантійний строк роботи. Реалізація способу проведення приймальноздавальних випробувань двигуна внутрішнього згоряння після його капітального ремонту або модернізації проводиться наступним чином (варіант випробування капітально відремонтованого згідно «Технічних Умов на капітальний ремонт», ч. 1 05.УТД-20.072УК двигуна УТД-20). Підготовка обладнання станції та двигуна до проведення випробувань Перед початком випробувань необхідно заправити баки відповідними типами палива, масла, охолоджуючою рідиною (наприклад, водою). Якщо у ході випробувань передбачено перехід з одного типу палива (або масла) на інше, додаткові паливні та масляні баки повинні бути заповнені завчасно. Заправку водяного бака проводять із загальної водяної мережі, масляного - із заправочної цистерни, палива - з заправочної машини. Перед включенням масло необхідно прогріти до температури +40...+65°С, нагрівання масла проводиться автоматично. Технічними Умовами на випробування передбачено сепарування масла, масляний сепаратор входить до складу випробувальної станції ІТ5-28. Балони для стислого повітря повинні бути заправлені до необхідного тиску, повітряний компресор повинен бути перевірений та підготовлений до включення. Двигун за допомогою тельфера або підйомника встановлюють на спеціальну підмоторну раму, надійно закріплюють на ній гайками та встановлюють на основу випробувальної станції. Маховик двигуна через проміжний фланець з'єднується з карданним валом, який через проміжний вал з'єднується з валом електронавантажувальної машини. З метою забезпечення безпеки механічний зв'язок двигуна з електронавантажувальною машиною закривається захисним кожухом. Завдяки використанню карданної передачі підвищених вимог до співвісності двигуна та електронавантажувальної машини не надається. Вхідні патрубки всіх систем двигуна з'єднуються з вихідними патрубками відповідних систем забезпечення функціонування двигуна, вихлопні труби двигуна - з трубами системи відводу вихлопних газів, приєднується система повітряного пуску двигуна. Під'єднуються датчики: температури води та масла, тиску, розрядження у картері, електричні провода до генератора та стартера тощо. Підготовка електронавантажувальної машини (гальма), пультів керування та документування параметрів до проведення випробувань проводять згідно з їх відповідною технічною документацією. Приймально-здавальні випробування Перший пуск двигуна проводять стиснутим повітрям, наступні - стиснутим повітрям або за допомогою стартера (в залежності від програми випробувань). 5 49525 Обкатка двигуна проводиться з метою припрацьовування деталей та складальних одиниць двигуна, перевірці якості складання двигуна та всіх його механізмів, остаточного регулювання, вияв 6 лення та усунення можливих дефектів. Обкатку проводять на режимах, передбачених ТУ на відповідний двигун та наведених у Таблиці 1. Таблиця 1 Режими обкатки двигуна № реж. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 Частота обертання, об/с (об/хв.) 15,0 (900) 16,7 (1000) 18,3 (1100) 20,0 (1200) 21,7 (1300) 23,3 (1400) 25,0 (1500) 26,7 (1600) 28,3 (1700) 30,0 (1800) 31,7 (1900) 33,3 (2000) 35,0 (2100) 36,7 (2200) 38,3 (2300) 40,0 (2400) 41,7 (2500) 43.3 (2600) 43,3 (2600) 43,3 (2600) 23,3 (1400) 16,7 (1000) Навантаження, кг 0 18 24 28 34 38 44 48 54 58 64 68 74 78 84 90 94 102 112 102 98 0 Перший пуск двигуна проводять стиснутим повітрям, наступні - стиснутим повітрям або за допомогою стартера (в залежності від програми випробувань). Протягом обкатки роблять перерви для огляду стану стендового масляного фільтру. В залежності від наявності металевої стружки на фільтруючих секціях приймають рішення по продовженню обкатки або її припиненню з метою виявлення та усунення причин, які викликали наявність металевої стружки на секціях фільтру. Зупинка двигуна для огляду можлива тільки після його охолодження, температура масла та охолоджуючої рідини на виході з двигуна повинна бути в інтервалі +65...+70°С. Під час обкатки на всіх режимах, крім режима максимального навантаження, допускається відхилення числа обертів від вказаного у відповідних ТУ не більше, ніж на ±25об/хв. При задовільній роботі двигуна під час обкатки (при відсутності несправностей) дозволяється перехід на режим регулювання без зупинки двигуна. Після обкатки проводять регулювання двигуна - установлення упорів паливного насоса високого тиску, перевіряють відсутність металевої стружки на щілинних секцій та ротору центрифуги масляного фільтру двигуна, дозатягують анкерні шпильки, перевіряють кут випередження подачи палива, оглядають поверхні розподільчих валів, замки тарілок клапанів, шестерні газорозподіляння та пру Крутний момент, кгм. 13 18 21 24 27 31 34 38 41 46 49 53 56 60 65 68 72 81 72 71 Тривалість режиму, хв. 10 10 10 10 10 10 15 15 15 15 15 15 15 15 20 20 20 10 10 10 5 5 жини клапанів на відсутність дефектів. Також перевіряють затягування гайок кріплення форсунок, при необхідності проводять їх затягування. Після закінчення обкатки та регулювання двигуна проводять огляд двигуна при температурі масла та охолоджуючої рідини на виході двигуна +60...+80°С та частоті обертання колінчастого валу 16,7...20об/с (1000...1200об/хв). Всі виявлені дефекти усувають, та перевіряють якість їх усунення: відсутність протікання масла, палива, охолоджуючої рідини. При задовільних результатах обкатки, огляду та регулювання двигун передається на здавальні випробування. Здавальні випробування проводять для перевірки працездатність двигуна на режимах, які вказані у відповідних розділах ТУ на двигун. Під час здавальних випробувань перевіряють параметри, які характеризують нормальну роботу двигуна: - крутний момент; - частота обертання валу; - витрачання палива годинне; - температура охолоджуючої рідини на вході та виході з двигуна; - температура масла на вході та виході з двигуна; - тиск масла у головній магістралі та в розподільчих валах; - розрідження у картері; 7 49525 - марка та питома вага палива та масла; - температура відпрацьованих газів; - напруга та сила електричного току генератора на навантаженні. Крім того, обов'язково фіксують умови проведення випробувань: - температуру повітря у приміщенні; - відносну вологість повітря; - атмосферний тиск. 8 Вимір вищезазначених параметрів роботи двигуна та параметрів умов проведення випробувань проводять з періодичністю та точністю, які вказують у Технічних Умовах. Під час здавальних випробувань проводять пуск двигуна стиснутим повітрям та стартером. При проведенні підготовки до здавальних випробувань та здавальних випробуваннях роботу двигуна проводять по режимах, зазначених у Таблиці 2. Таблиця 2 Режими здавальних випробувань № реж. Частота обертання, об/с (об/хв.) Навантаження, кг Крутний момент, кгм. 1 2 3 4 5 43,3 (2600) 36,7 (2200) 25-26,7 (1500-1800) 22,5 (1350) Міn та Мах 112-117 *На зовнішній хар-ці 130-147 0 0 81 93-103 Тривалість режиму, хв Підгот. до ЗВ ЗВ 10 5 60 10 5 5 5 5 5 * Зовнішньою характеристикою називають характеристику, яку одержують при повному відкритті дросельної затулки у карбюраторних двигунах або при крайньому граничному положенні важеля управління рейкою насосу високого тиску, що відповідає повній подачі палива у дизельний двигун, тобто зовнішня швидкісна характеристика припускає отримання гранично можливих енергетичних показників двигунів. Перед запуском двигуна блоки циліндрів прогрівають гарячою водою до температури +55...+70°С, прокачують масляну магістраль двигуна маслом, нагрітим до +40...+80°С, при цьому утворюється тиску головній магістралі не менш 0,3МПа, з одночасним прокручуванням колінчастого валу повітрям (5...6 обертів за допомогою повітряного пускового пристрою). Попередньо, до початку вимірів, двигун повинен пропрацювати до досягнення нормального теплового режиму (температура масла та охолоджуючої рідини на виході - не нижче +65°С). Підтікання масла та охолоджувальної рідини не допускається, можливе виступання масла без утворення підтікання по манжеті вала відбирання потужності. Зупинку двигуна необхідно проводити після поступового зниження кількості обертів та навантаження за термін не менше 5 хвилин після зменшення температури охолоджуючої рідини на виході до +65°С. Різке зниження температури рідини та масла не допускається, категорично забороняється зупиняти двигун при температурі рідини та масла на виході більше за +80°С. У разі вимушеної зупинці двигуна при температурі рідини та масла вище +80°С проводять його запуск, на протязі 2...3 хвилин зменшуючи температуру рідини та масла нижче +80°С. Температура охолоджуючої рідини на вході повинна бути не нижча за +65°С, на виході +80...+100°С. Короткочасно (не більше, ніж на 10 хвилин) допускається не більше +125°С. Перепад температур охолоджуючої рідини (між входом та виходом з двигуна) не повинен перевищувати 15°С, різниця температури між правим та лівим блоками циліндрів повинна бути не більше 5°С. Температура масла на всіх режимах випробувань двигуна повинна бути не нижче +65°С, рекомендована температура +80...+100°С. Максимальна температура масла на виході не вище +120°С, короткочасно (не більше, ніж на 10 хвилин) допускається не вище +125°С. Перепад температур масла (між входом та виходом з двигуна) не більше 30°С. Тиск масла після фільтра (у головній магістралі) при усталеній роботі на експлуатаційному режимі повинен бути 0,7...1,05МПа, у розподільчих валах 0,1...0,2МПа. Допустима різниця тиску у розподільчих валах лівого та правого блоків циліндрів не більше 0,05МПа. Розрідження газів у картері на режимах роботи двигуна від 14,9 до 43,3об/с (від 900 до 2600об/хв.) повинно бути від 5 до 350мм водяного стовпа. Температура відпрацьованих газів на режимі максимальної потужності повинна бути +500...+620°С, різниця температур між правим та лівим блоками не повинна перевищувати 60°С. Перевірка максимальної частоти обертання колінчастого валу на холостому ходу проводять не більше трьох раз, при чому максимальна частота обертання повинна бути не більше 47,0об/с (2880об/хв), перевірка мінімальної частоти обертання колінчастого валу на холостому ходу проводять з розвантаженим гальмом на протязі 3...5хв. на одній із точок, нижче 11,6об/с (700об/хв). Коливання частоти обертання допускається в межах ±33об/с (20об/хв). Перед фіксуванням максимальної та мінімальної частот обертання двигун повинен пропрацювати на зазначеному режимі не менше 20с. Пропуски подачі палива однією або кількома форсунками на мінімальній або максимальній час 9 49525 тоті обертання колінчастого валу не є ознакою несправності при умові задовільної роботи двигуна на всіх інших режимах з навантаженням та при сталій роботі на мінімальній частоті обертання валу на холостому ходу. У випадку, коли робота на цих режимах викликає сумнів, перевірку роботи 10 циліндрів проводять методом послідовного відключення форсунок. Додаткові випробування двигуна проводять у разі заміни деталей або складальних одиниць двигуна по нормам, наведеним у Таблиці 3. Таблиця 3 Норми додаткових випробувань Назва деталі, складальної одиниці Обкатка Блок-картер Втулка циліндра Поршень Кільце поршневе Підшипники корінні Шатуни Вал колінчастий Голівка блока Направляючі клапанів Клапани впуску або випуску Вал розподільчий Кільце ущільнююче колінчастого валу Насос водяний Генератор Насос масляний Насос паливний Повітрярозподілювач В усіх випадках, які зв’язані з розкриттям газового стику, проводять попередню обкатку тривалістю 120хв., режимну роботу тривалістю 30хв., доопрацювання двигуна та обкатку двигуна тривалістю 60хв. При заміні будь-якої шестерні передачі без розкриття газового стику двигуна проводять обкатку та режимну роботу протягом 30 та 20хв. відповідно. При заміні повітрярозподілювача пуск двигуна проводять стиснутим повітрям або стартером. При заміні розподільчого валу під час обкатки при частоті обертання валу двигуна 36,7об/с (2200об/хв) проводять вимір тиску масла у розподільчих валах. При заміні паливного насосу проводять регулювання двигуна. В разі заміни деталей або вузлів, які не передбачені у Таблиці 3, додаткова обкатка та додаткові випробування двигуна не призначають, якщо ці заміни не носять систематичного та масового характеру. 120 120 120 120 120 120 30 30 Тривалість випробування, хв. Режимна робота В обсязі програми В обсязі програми В обсязі програми В обсязі програми 30 30 30 30 30 30 Обкатка 60 60 60 60 60 60 30 20 30 30 30 Обкатку двигуна та його режимну роботу при проведенні додаткових випробувань проводять по окремих спеціальних програмах, яки надаються у ТУ на капітальний ремонт відповідного двигуна. Випробування на гарантійний строк роботи. Для перевірки роботи під навантаженням надійності роботи деталей та складальних одиниць, технічних характеристик двигунів та оцінки якості проведеного капітального ремонту або модернізації двигуни піддають випробуванням на гарантійний строк роботи. Випробування на гарантійний строк роботи проводять на стенді випробувальної станції ІТ5-28 окремими етапами по 10 годин кожний, з обов'язковими зупинками не менше, ніж на 20хв. для охолодження двигуна до температури довколишньої середи, а також обслуговування стенду та двигуна. Кількість етапів визначається гарантованим строком роботи двигуна. Характеристика десятигодинних етапів наведена у Таблиці 4. Перелік параметрів роботи двигуна при випробуваннях на гарантований строк роботи, надано у розділі "Приймально-здавальні випробування". 11 49525 12 Таблиця 4 Характеристика десятигодинного етапу № реж. Режим роботи Навантаження на гальмі, кг 1 2 3 4 Максимальна потужність По зовнішній характеристиці По зовнішній характеристиці По зовнішній характеристиці Максимальний крутний момент Навантаження визначається величиною опору на впуску та випуску 5 Під час випробувань двигун повинен працювати з розрідженням на впуску та протитиску на випуску. Розрідження на впуску встановлюється на режимі максимальної потужності та повинно бути 0,03МПа (0,3кгс/см2) на всіх етапах. Розрідження, на впуску вимірюють по вісі впускного колектора на відстані не більше 100мм від зрізу колектору. Протитиск на випуску вимірюють по вісі випускного колектору кожного блоку на відстані не більше 100мм від фланця випускних колекторів. Кожний десятигодинний етап випробувань двигуна починають виконанням десяти пусків та перевіркою роботи двигуна без навантаження при троєкратному повільному збільшенні обертів валу від мінімально можливого до максимального. На всіх непарних етапах пуск здійснюють стартером, на всіх парних - повітряним пусковим пристроєм. Між пусками витримують інтервал часу 2...3 хвилини. Під час роботи двигуна через кожну годину роботи зменшують подачу палива до мінімально стійких обертів валу, двигун працює 2...3хв. на цих обертах та знову збільшують подачу палива до виходу на відповідний режим випробування. На першому, сімнадцятому, тридцять п'ятому десятигодинних етапах знімають зовнішню характеристику двигуна, проводять вимірювання витрат масла на режимі 36,7об/с (2200об/хв..), проводять перевірку роботи двигуна на мінімально стійких обертах валу на холостому ходу та на максимальних обертах. Вказані етапи проводять без опору на впуску та випуску при температурі охолоджуючої Частота обертання валу, об/с (об/хв..) 43,3 (2600) 38,3 (2300) 36,7 (2200) 33,3 (2000) Тривалість, год. 1 3 1 4 24,9...26,7 (1500...1600) 1 рідини та масла на виході з двигуна +90...+95°С. При зніманні зовнішніх характеристик двигуна завантаження генератора не проводять. При зніманні зовнішньої характеристики тривалість роботи двигуна на кожному режимі повинна бути не менше 5 хвилин. Різні режими роботи двигуна здійснюють зміною навантаження на двигун за допомогою електричного гальма. На кожному етапі при зніманні зовнішньої характеристики двигуна проводять не менше двох вимірів. Кожну зовнішню характеристику знімають, починаючи від найбільшого числа обертів до найменшого, а після цього, для контролю - від найменшого до найбільшого. Перед початком кожного десятигодинного. етапу випробувань проводять прогрів двигуна з поступовим підвищенням обертів та навантаження до режиму, відповідаючого максимальній потужності, на протязі не менш 15хв., при цьому в кінці прогріву температури охолоджуючої рідини та масла на виході з двигуна повинні бути не нижче +55°С. Після закінчення прогріву перевіряють мінімально стійкі оберти валу двигуна і після встановлення на протязі 5 хвилин початкового режиму проводять зняття зовнішньої характеристики. При перевірці мінімально стійкої та максимальної частоти обертання валу двигуна навантаження з генератора знімають. При випробуваннях двигуна на кожному десятигодинному етапі проводять навантаження генератора у відповідності до Таблиці 5. Таблиця 5 Режими навантаження генератора Частота обертів валу двигуна, об/с (об/хв.) 43,3 (2600) 38,3 (2300) 36,7 (2200) 33,3 (2000) 26,7 (1600) Навантаження, кВт Тривалість режиму, год. 2,5 5 5 4 1 2 2 4 1 В кінці кожного десятигодинного етапу випробувань двигун переводять на холості оберти, на протязі двох хвилин перевіряють мінімально стійку та максимальну частоту обертів валу. Після зни ження температури охолоджуючої рідини та масла на виході не вище +70°С двигун зупиняють. В процесі випробувань на гарантований строк роботи витримують наступний тепловий режим двигуна: 13 49525 - температура охолоджуючої рідини та масла на вході двигуна на всіх непарних десятигодинних етапах не нижче +65°С; - температура охолоджуючої рідини та масла на виході двигуна на всіх парних десятигодинних етапах не вище +110...120°С. Під час проведення випробувань проводять періодичні огляди та технічне обслуговування двигуна у відповідності з Технічними умовами на відповідний двигун. Дозволяється усувати несправності шляхом підтягування або заміни деталей у номенклатурі та кількості комплекту двигуна, а також заміна не більше однієї форсунки. Двигун, який проходить випробування на гарантований строк роботи, обов'язково випробують на весь термін гарантійного строку. Двигун зараховують як витримавший випробування при умові, якщо витримані вимоги програми випробувань до потужності, крутному моменту, частоті обертання колінчастого валу, витрат паливно-мастильних матеріалів, температурам охолоджуючої рідини та масла, тиску масла у масляних магістралях, якщо за термін випробувань двигун не мав дефектів, які потребували заміни складальних одиниць або деталей. Контрольовані параметри роботи двигуна на приймально-здавальних випробуваннях та випро Комп’ютерна верстка А. Крулевський 14 буваннях на гарантований строк роботи автоматично реєструються апаратурою випробувальної станції ІТ5-28, розробленою згідно з патентом України № 29903. Після закінчення циклу випробувань автоматично друкується протокол випробувань із зазначенням величин контрольованих параметрів роботи двигуна та умов проведення випробувань (температури довколишнього середовища, відносної вологості повітря, атмосферного тиску). Використання даного способу проведення приймально-здавальних випробувань двигунів внутрішнього згоряння з використанням випробувальної станції ІТ5-28 дозволяє проводити випробування більш об'єктивно, без втручання "людського фактору" та скоротити терміни проведення випробувань завдяки управлінню процесами випробувань, виміру параметрів роботи двигуна, їх документування у ручному або у напівавтоматичному режимах та зберіганню інформації. Джерела інформації: 1. Описание изобретения к патенту Российской Федерации RU 2139999 С1, 1998.04.07. 2. Описание изобретения к патенту Российской Федерации RU 2107175 С1, 1996.07.04. Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601