Характеристики поршневых 4-тактных

Стр 1 из 5Следующая ⇒

Им. И.И.Ползунова» (АлтГТУ)

Факультет «Энергомашиностроения и автомобильного транспорта»

Кафедра «Двигатели внутреннего сгорания»

А.А. Зуев

Характеристики поршневых 4-тактных

Двигателей внутреннего сгорания

Учебное пособие

Барнаул 2013

УДК 621.431

Зуев А.А. Характеристики поршневых 4-тактных двигателей внутреннего сгорания: учебное пособие /А.А.Зуев; Алт. гос. техн.ун-т им.И.И.Ползунова. – Барнаул; Изд-во АлтГТУ, 2013.-59 с.

Данное учебное пособие призвано помочь студентам в выполнении лабораторных занятий по дисциплине «Автомобильные двигатели» специальности 190601 «Автомобили и автомобильное хозяйство» и по направлению «Эксплуатация транспортно-технологических машин и комплексов». Профиль подготовки 190600.62 - «Автомобили и автомобильное хозяйство (АиАХ)», квалификация: бакалавр - всех форм обучения.

Учебное пособие носит прикладной характер так, как лабораторные работы проводятся на экспериментальных установках, которые смонтированы на кафедре ДВС АлтГТУ им.И.И.Ползунова.

Рассмотрено и одобрено на заседании кафедры «Двигатели внутреннего сгорания» Алтайского государственного технического университета им. И.И.Ползунова

Протокол № 10 от « 17 » февраля 2012 г.

Рецензенты:

Свистула А.Е. д.т.н., профессор, зав. кафедрой «Двигатели внутреннего сгорания» Алтайского государственного технического университета им. И.И. Ползунова.

Балашов А.А. д.т.н., профессор кафедры «Двигатели внутреннего сгорания» Алтайского государственного технического университета им. И.И. Ползунова.

Содержание

Введение 3

1 Общие положения 4

1.1 Цели и задачи 4

1.2 Условия проведения и материально-техническое обеспечение лабораторных

занятий 4

1.3 Права, обязанности и ответственность студента 4

1.4 Организация и проведение лабораторных занятий 5

1.5 Правила техники безопасности 5

2 Объём стендовых испытаний и их классификация 6

2.1 Объем стендовых испытаний 6

2.2 Классификация испытаний 7

3 Основные характеристики поршневых двигателей 8

4 Испытательные стенды 14

4.1 Испытательный стенд с бензиновым двигателем 8Ч 10/9, 5 (ЗИЛ-130) 16

4.2 Испытательный стенд с комбинированным двигателем 6ЧН 15/18 (Д6Н) 18

4.3 Испытательный стенд с дизельным двигателем 8Ч 12/12 (КамАЗ-740) 20

Основные параметры, определяемые при проведении стендовых испытаний

поршневых двигателей 22

5.1 Определение мощности двигателя 22

5.1.1 Измерение крутящего момента двигателя 23

5.1.2 Механические тормоза 24

5.1.3 Гидравлические тормоза 24

5.1.4 Электрические тормоза 27

5.2 Измерение расходов жидкости и газа 27

5.3 Измерение скорости вращения и времени 29

5.4 Измерение давлений 29

5.5 Измерение температуры 30

6 Правила оформления отчёта 31

6.1 Содержание отчёта 31

6.2 Графическое изображение результатов эксперимента 33

7 Оформление протокола испытаний 34

8 Обработка результатов испытаний 35

9 Снятие характеристик 40

9.1 Нагрузочные характеристики ДВС 40

9.2 Скоростные характеристики ДВС 40

9.3 Регулировочная характеристика холостого хода бензинового двигателя

8Ч 10/9, 5 (ЗИЛ-130) 41

9.4 Регулировочная характеристика бензинового двигателя 8Ч -10/9, 5 (ЗИЛ-130)

по углу опережения зажигания 42

10 Пример расчёта и графического построения одного из режимов 54

Список использованных источников 56

Приложение А 57

Приложение Б 58

Светлой памяти учителя

Д.Д. Матиевского

посвящается

Введение

Учебное пособие предусматривает ознакомление студентов с методами снятия характеристик двигателей внутреннего сгорания на установках 6 ЧН 15/18 (Д-6), 8 Ч 10/9, 5 (ЗИЛ-130), 8 Ч 12/12 (КазАЗ-740), рассчитано на самостоятельное изучение теоретической части (стендов, приборов и оборудования) и выполнение под руководством преподавателя практических занятий по снятию характеристик (проведение: эксперимента; необходимых расчётов; построение графиков, а также формулирование выводов и оформление отчёта). Приведён пример расчёта и построения графической части одного из режимов, вариант для самостоятельного выполнения.

Общие положения

Цели и задачи

Целью учебного пособия является помощь студенту в освоение содержания изучаемой дисциплины, приобретение навыков практического применения знаний дисциплины с использованием технических средств и оборудования.

К задачам относятся:

· закрепление, углубление и расширение знаний студентов в процессе выполнения конкретных практических задач;

· развитие у студентов профессиональных навыков, практическое овладение методами экспериментальных исследований в соответствующей отрасли науки, техники и технологии, представления результатов проведённых исследований и формирования выводов;

· приобретение умений и навыков использования технических средств, эксплуатации оборудования, конструкций и других объектов.

Условия проведения и материально-техническое обеспечение лабораторных занятий

· лабораторные занятия проводятся в специализированной лаборатории, которая должна соответствовать санитарно-гигиеническим нормам;

· количество оборудованных лабораторных мест должно быть достаточно для достижения поставленных целей обучения;

· материально-техническое обеспечение должно соответствовать современному уровню проведения эксперимента;

· порядок и дисциплина обеспечивается в соответствии с Правилами внутреннего распорядка АлтГТУ и правилами использования данной лаборатории.

1.3 Права, обязанности и ответственность студента

На лабораторных занятиях студент имеет право:

· задавать преподавателю вопросы по содержанию и методике выполнения работы;

· быть оцененным по выполненным лабораторным работам в соответствии с Положением о модульно-рейтинговой системе квалификации учебной деятельности студентов (МРСК).

Студент обязан:

· прибыть на лабораторное занятие во время, установленное расписанием и необходимой подготовкой;

· во время занятия соблюдать требования правил внутреннего распорядка АлтГТУ и правилами пользования данной лабораторией;

· после проведения лабораторной работы оформить отчёт и представить его преподавателю для проверки с последующей защитой.

Студент несёт ответственность за:

· пропуск лабораторного занятия по неуважительной причине;

· неподготовленность к лабораторной работе;

· несвоевременную сдачу отчётов по лабораторной работе и их защиту;

· порчу имущества и нанесение материального ущерба лаборатории.

Организация и проведение лабораторных занятий

Преподаватель имеет право в рамках стандарта учебной дисциплины определять содержание лабораторных работ, выбирать методы проведения лабораторных исследований, наиболее полно отвечающие их особенностям и обеспечивающие высокое качество учебного процесса.

Объём стендовых испытаний и их классификация

Объём стендовых испытаний

Испытание двигателей внутреннего сгорания стандартизированы. Методы стендовых испытаний, основные параметры, общие технические требования при испытаниях нормируются ГОСТом 14846 – 81 (СТ СЭВ 756 – 77) Двигатели автомобильные: Методы стендовых испытаний / Издание официальное. - М: Издательство стандартов, 1981. – 53 с.

Стандарт устанавливает объём стендовых испытаний для определения:

· скоростных и частичных характеристик для двигателей, снабженных ограничителем частоты вращения, скоростные характеристики мощности нетто определяют дважды – с включённым и с выключенным ограничителем;

· нагрузочных характеристик не менее чем при трёх различных частотах вращения коленчатого вала и в том числе при n Мк max.

· показателей на холостом ходу;

· условных механических потерь;

· равномерности работы цилиндров;

· безотказной работы;

· дымности отработавших газов.

Классификация испытаний

Приёмо-сдаточные испытания проводятся с целью контроля качества изготовления, сборки и регулировки дизелей. Во время этих испытаний определяют мощность и расход топлива на номинальной частоте вращения и полной подаче топлива и при максимальной частоте вращения, включая режим холостого хода.

Периодические кратковременные испытания преследуют целью контроля соответствия основных параметров дизелей, находящихся в производстве, техническим условиям. В состав этих испытаний входят снятие регуляторной характеристики, определение минимально устойчивой частоты вращения холостого хода, выявление расхода масла на угар.

Периодические длительные испытания выполняют для контроля стабильности параметров дизельных двигателей, находящихся в производстве. Эти испытания занимают 800 ч. и состоят из 200 повторяющихся 4-часовых циклов.

Типовые испытания проводят, чтобы проверить эффективность изменений, внесенных в конструкцию или технологию изготовления, которые влияют на параметры дизелей, которые указаны в технических условиях. Эти испытания выполняют по программе периодических кратковременных испытаний и по специальной программе, согласованной с потребителем.

Предварительные испытания проводят с целью контроля качества изготовления опытных образцов или опытных партий дизелей, предъявляемых на ведомственные, межведомственные и государственные испытания.

Испытания проводятся в следующем объёме:

· определение параметров, указанных в технических условиях;

· по программе периодических длительных испытаний;

· по специальной программе, составленной предприятием-изготовителем.

Аттестационные испытания проводят, чтобы определить технический уровень дизелей, находящихся в производстве, и подготовить их к государственной аттестации качества. Испытания ведутся по программе периодических длительных испытаний и по специальной программе, согласованной с потребителем.

Граничные испытания преследуют целью определение границ допустимых значений параметров дизелей при воздействии заданных факторов.

Ресурсные испытания проводят с целью определения и подтверждения ресурса работы, эксплуатации двигателя, который указан в технических условиях на поставку и в техническом описании автомобильного двигателя.

Специальные испытания проводят с вариантными целями, как правило с целью решения вопросов конструкторского – технологического характера и изготовления двигателей или вопросы специфических условий эксплуатации.

Испытательные стенды

В соответствии с ГОСТ 14846-81 «Методы стендовых испытаний» испытательные стенды и аппаратура должны иметь оборудование для измерения следующих показателей:

1). Крутящего момента двигателя с точностью ± 0, 5 % от максимальных показаний, на которые рассчитана измерительная система, или от максимального значения, нанесённого на шкалу динамометра.

2). Частоты вращения коленчатого вала с точностью ± 0, 5 %.

3). Расхода топлива с точностью ± 1 %.

4). Температуры всасываемого воздуха с точностью ± 1°С.

5). Температуры охлаждающей жидкости с точностью ± 2 °С.

6). Температуры отработавших газов с точностью ± 20 °С.

7). Барометрического давления с точностью ± 200 Па.

8). Давления масла с точностью ± 20 кПа.

9). Давления отработавших газов с точностью ± 3 %.

10). Угол опережения зажигания или начала подачи топлива с точностью ± 1° поворота коленчатого вала.

11). Разряжения во впускном трубопроводе. (Дополнить)

12). Давления наддува кПа.

13). Температуры масла с точностью ± 2 °С.

14). Температуры топлива с точностью ± 2 °С.

Таблица 4.1 – Основные технические характеристики двигателей

Наименование параметра	Обозначение	Ед. измерения	8Ч 10/9, 5 (ЗИЛ-130)	6ЧН 15/18 (Д6)	8Ч 12/12 (КамАЗ-740)
Номинальная частота вращения коленчатого вала	n	мин^-1
Число и расположение цилиндров	i	-	8V	6P	8V
Литраж двигателя	Vл	л	5, 966	19, 1	10, 85
Степень сжатия	e	-	6, 5
Диаметр цилиндра	D	мм
Ход поршня	S	мм
Номинальная мощность	Ne	кВт	110, 29	183, 82	154, 3
Частота вращения, соответствующая максимальному крутящему моменту	n	мин^-1
Удельный расход топлива	ge	г/(кВт× ч)
Назначение	-	-	Автом.	Стацион.	Автом.

Механические тормоза

Устройство и принцип действия механического тормоза, так называемого колодочного типа очень прост. Известны также механические фракционные тормоза других типов. Все они отличаются исключительной простотой, но имеют малую энергоёмкость, вследствие чего ранее их применяли при испытании сравнительно маломощных и тихоходных двигателей.

Гидравлические тормоза

Действие гидравлических тормозов основано на использовании свойств различных гидравлических машин, позволяющих, в частности, создавать сопротивление поступательному или вращательному движению элементов соединяемых с ними других машин. Такую возможность гидромашин широко используют также в целях создания требуемого сопротивления вращению вала двигателей внутреннего сгорания, т.е. для искусственного нагружения или, как говорят, торможения их при стендовых испытаниях.

Гидравлические тормоза обладают высокой энергоёмкостью и допускают глубокое регулирование по нагрузке и числа оборотов вала. По характерным особенностям протекающих в их рабочей полости гидродинамических процессов различают динамические и объёмные гидравлические тормоза.

Объёмного типа тормоза представляют собой поршневые гидравлические машины, в том числе с вращающимися поршнями. В лабораториях двигателей из этой группы тормозов применяют иногда шестерённые (шестерёнчатые насосы).

Динамического типа тормоза по особенностям конструкции разделяют на дисковые, штифтовые, лопастные и др. Для торможения двигателей обычно применяют названные три разновидности динамических тормозов. Мощность, развиваемая двигателем, затрачивается в них на увеличение кинетической энергии струек воды, поступающей в статор, и нагрев её в результате трения в подшипниках и сальниках, возникающего в следствие вращения ротора. В итоге механическая энергия двигателя в гидравлическом тормозе превращается в тепловую.

Опыт эксплуатации гидравлических тормозов показывает, что температуру воды на выходе t_вых следует поддерживать на уровне 50-60°С. Иначе повышенное парообразование, а также возможности возникновения кавитации и отложения накипи могут нарушить стабильность работы тормозной установки. Поэтому подавать воду в тормоз следует в строгом соответствии с поглощаемой им мощностью.

В зависимости от типа и особенностей конструкции тормозов поступающая в них вода заполняет при работе или всю их внутреннюю полость, или только часть её. Поэтому признаку различают тормоза с полным (сплошным) и частичным заполнением водой. Следует, однако, заметить, что такая классификация условна и отражает лишь случаи работы тормозов с полной нагрузкой. На малых нагрузках, как будет сказано далее, тормоза всех типов работают с частичным заполнением водой.

Устройство и принцип действия простейшего динамического гидротормоза можно рассмотреть на примере дискового тормоза рисунок -5.1

Рисунок 5.1

Ротор 1 тормоза выполнен в виде гладкого диска и жёстко закреплён на валу 7, который соединяют с валом испытуемого двигателя. Вал вместе с ротором, состоящим из одного или нескольких дисков, заключают в закрытый кожух-статор, имеющий возможность совершать угловые перемещения на шариковых подшипниках 3. Вода в тормоз, точнее в его статор 6, подаётся через приёмные воронки 2 и отверстия 8. Последние размещают с учётом необходимости ввода воды в зону ступицы ротора. Нагревшуюся при работе воду отводят через регулировочный вентиль 4 и отверстие 5 в плите корпуса тормоза.

При вращении ротора-диска 1 на его плоскостях возникают силы трения, вследствие чего вода увлекается диском и центробежной силой отбрасывается от центра к периферии. В результате давление воды в зазоре между вращающимся диском и неподвижной стенкой статора возрастает пропорционально квадрату расстояния от оси вращения.

В пограничном слое у поверхности диска угловая скорость движения частиц воды больше, чем в толще её, и в то же время по поверхности диска частицы перемещаются от центра к периферии. На подходе к стенкам, образующим цилиндрическую полость статора, частицы затормаживаются, и радиальный градиент давления начинает преобладать над центробежными силами, вследствие чего в пограничном слое у боковых стенок статора возникает радиальное перетекание частиц в обратном направлении (от периферии к центру). В конечном итоге, в статоре образуется вихревое движение воды по схеме, показанной стрелками на (рисунке 5.1), а ротор оказывается постоянно погруженным частью своей поверхности в толщу кольцевого слоя воды. Чем больше радиальная толщина слоя воды, тем большая часть поверхности диска участвует в активной работе трения о воду и выше эффективность торможения.

Таким образом, в гидравлических тормозах дискового типа поглощение мощности в зависимости от числа оборотов вала теоретически происходит по закону кубической параболы и пропорционально разности примерно пятых степеней наружного и внутреннего диаметров кольцевого слоя воды в статоре.

Указанную теоретическую зависимость, а ровно, и зависимость тормозного момента от числа оборотов вала называют характеристикой тормоза. Различают два вида характеристик: теоретические и действительные.

Теоретическая характеристика гидравлических тормозов динамического типа в общем виде представляет собой параболу и с достаточной точностью может быть выражена уравнением:

Nт » an³, где а – коэффициент пропорциональности, являющийся постоянной величиной для данного тормоза при полном заполнении его водой и неизменном положении регулирующих органов; n – частота вращения вала, (мин^-1).

Действительная характеристика гидротормоза позволяет судить о возможности его применения для торможения конкретного двигателя. Такую характеристику часто называют внешней и изображают в виде графика, описывающего изменения мощности в зависимости от изменения числа оборотов вала, как показано на рисунке 5.2

Рисунок 5.2 – Характеристика гидравлического тормоза

Анализ её свидетельствует, что возможный диапазон поглощения мощности тормозом определяется замкнутым контуром oabcdo. Поэтому при выборе тормоза необходимо строго соблюдать условия, чтобы любая ожидаемая предельная характеристика двигателя, для которой предназначается тормоз, полностью вписываясь в очерченный контур, т. е., располагалась в рабочей области тормоза. Практически с этой целью на график характеристики тормоза наносят внешнюю скоростную характеристику испытуемого двигателя. Если последняя выходит за пределы контурных линий oab или cd, то тормоз быстроходен или, соответственно, тихоходен для данного двигателя. Когда характеристика двигателя располагается выше линии bc, то тормоз вообще не может быть использован, так как не подходит по мощности. Желательно, чтобы характеристика Ne вписывалась, как показано, например, на рисунке.

При полной нагрузке мощность, поглощаемая гидравлическим тормозом, возрастает по параболической кривой oa, показатель степени которой 2, 7 – 3, 0. В точке а нагрузка, создаваемая тормозом, т.е. тормозной момент, достигает наибольшей величины, исходя из которой ведут расчет на прочность его ротора и статора. На участке, ограниченном прямой линией ab характеристики, величина крутящего момента остаётся неизменной и равной его значению в точке а. Увеличение мощности до уровня b происходит за счёт роста числа оборотов вала и ограничивается допускаемой температурой нагрева воды в тормозе. Поэтому на участке bc мощность сохраняется постоянной, а обороты увеличиваются вследствие уменьшения тормозного момента. Точка с соответствует максимально допускаемому числу оборотов ротора, обусловленному его прочностью вследствие действия центробежных сил. Контурная линия cd характеризует уменьшение тормозной мощности при постоянном максимально допускаемом числе оборотов ротора. Нижний предельный участок характеристики, ограничиваемый линией do, соответствует минимальной тормозной мощности, поглощаемой при отсутствии воды в тормозе, и обуславливается сопротивлением воздуха вращению ротора, трением в подшипниках, уплотнениях и т.д. Кривые oa¢, ob¢, oc¢, и od¢ - соответствуют частичному заполнению тормоза водой при различных постоянных положениях его регулировочного органа. Так, изменяя положение этого органа, можно получить мощность, соответствующую точкам a¢, b¢, c¢, d¢, т.е. снять скоростную характеристику двигателя. Линия 1 – 1¢ , 2 – 2¢ соответствуют характеристикам двигателя, снимаемым при постоянных значениях числа оборотов вала или мощности. Таким образом, изменяя положение регулировочного органа тормоза, можно в пределах его рабочей области задавать различные скоростные и нагрузочные режимы, допускаемые для испытуемого двигателя.

Электрические тормоза

Современные тормоза этого типа представляют собой электрические машины в балансирном исполнении, вал которых соединяют с валом испытуемого двигателя.

Механическая энергия двигателя в таких тормозах преобразуется в электрическую. Но, поскольку электрические машины обратимы, то в случае питания электроэнергией от внешнего источника тока они превращаются в электрический двигатель и преобразуют электрическую энергию в механическую. Благодаря этим свойствам электрические тормоза выгодно отличаются от гидравлических и других тормозных устройств.

Электрические тормоза позволяют прокручивать вал испытуемого двигателя, проводить холодную приработку его после сборки, пускать в ход без использования стартера, определять величину механических потерь в нём и т. д.

Для торможения двигателей используют машины как переменного, так и постоянного тока, называя их, соответственно, тормозами переменного и постоянного тока.

Тормоза переменного тока – это асинхронные или синхронные электрические машины, регулируемые с помощью реостатов и различных машинных преобразователей.

Регулирование реостатами применяют в асинхронных машинах с фазным якорем, в цепь которого включают управляемое сопротивление. Чтобы обеспечить сравнительно плавное регулирование, применяют жидкостные реостаты. Последние отличаются громоздкостью и не совсем удобны в эксплуатации, а главное, не обеспечивают нужных пределов регулирования. Поэтому тормоза переменного тока с реостатным регулированием находят ограниченное применение, например, для торможения при обкатке двигателей, сдачи их после ремонта и для других аналогичных испытаний.

Тормоза постоянного тока базируются на машинах с независимым смешанным возбуждением и одновременном регулировании силы тока в цепи якоря. Такие тормоза отличаются плавностью хода и широкими пределами регулирования скоростных и нагрузочных режимов. Поэтому они находят преимущественное применение особенно для исследовательских целей.

При работе электрической балансирной машины в моторном режиме в результате взаимодействия магнитных полей якоря и статора на последнем возникает реактивный момент, который, будучи направлен в сторону, противоположную вращению якоря, стремиться повернуть статор около оси якоря. Поэтому крутящий момент, затрачиваемый на прокручивание вала испытуемого двигателя, измеряют по реакции статора. При этом реактивные моменты от трения в подшипниках и от трения щёток о коллектор направлены в сторону вращения якоря, вследствие чего суммарная величина их Мтр, действуя на статор, автоматически уменьшает его реактивный момент Мс.

При работе балансирной машины в режиме генератора в обмотке якоря возникает электродвижущая сила, которая вызывает ток в цепи якоря. Ток своим магнитным полем противодействует вращению якоря, а следовательно, и вращению вала испытуемого двигателя.

Для включения машины на моторный или генераторный режимы служит выключатель и осуществляется по определённой схеме. При верхнем положении его машина работает в моторном режиме, при нижнем – в генераторном (тормозном). Параллельную обмотку возбуждения включают рубильником.

Характеристика электрического тормоза, т.е. зависимость поглощаемой им мощности от числа оборотов вала машины, определяется наибольшей силой тока в цепи якоря, которая может быть допущена нагревом обмотки якоря при полном возбуждении машины. Иными словами, нагрев электрической тормозной машины, как и в других типов тормозов, служит ограничением ее предельной мощности, поглощаемой на заданном скоростном режиме.

Измерение давлений

Давление жидкостей и газов в ёмкостях и потоках измеряют различными указывающими, самопишущими и сигнализирующими приборами, называемыми в общем манометрами.

По назначению приборы измерения давлений строго разделяют на манометры масла, топлива, воды, воздуха, кислорода, ацетилена и т.д., а по принципу действия их чувствительных элементов (датчиков, приёмников), передающих и регистрирующих звеньев – на механические и электромеханические. Среди этих групп выделяют: жидкостные, пружинные, поршневые и другие манометры, а также манометры с электрическими преобразователями.

Выбор нужных приборов измерения давлений определяется назначением и принятой методикой исследования, желаемой точностью измерения и диапазоном измеряемых давлений. В лабораториях для испытания приборы давлений применяют при настройке двигателей на заданный режим испытаний, для контроля за работой их систем и определения давления в окружающей среде, а также в устройствах, измеряющих расход жидкостей и газов. Этим целям вполне отвечают обычные указывающие жидкостные и пружинные приборы различных модификаций.

Так, микроманометрами, манометрами и пьезометрами измеряют избыточное давление; мановакуумметрами – давление ниже атмосферного; барометрами - давление в окружающей среде. Наиболее широко применяют жидкостные манометры, обладающие универсальностью и высокой точностью.

Величины давлений выражают в единицах градуировки существующих лабораторных приборов: кгс/см², мм вод. ст., мм рт.ст. и МПа.

Необходимыми условиями эффективного использования любого из перечисленных приборов являются правильное ориентирование их в пространстве, надёжная защита от вибраций, толчков и соблюдений норм подключения к местам замера. Если рабочее положение прибора вертикальное или горизонтальное, то это неукоснительно должно выполняться. Правильное подключение приборов к месту замера особенно важно при измерении давлений в потоках.

Измерение температуры

Определение температуры тела особенно сложный и трудоёмкий процесс измерения, основанный на теплообмене между телами и на изменении физических свойств тел при нагреве. Чтобы определить степень нагретости тела, его вводят в тепловой контакт с другим телом, называемым термометром, по показаниям которого судят о тепловом состоянии изучаемого тела, или же сопоставляют его нагретость с нагретостью термометрического вещества бесконтактным способом.

Для измерения температуры применяют различные указывающие и регистрирующие приборы – термометры местного и дистанционного контроля температуры, если необходимо, с сигнализацией предельных её значений.

По принципу действия термометры, так же как и приборы давления, разделяют на механические, электромеханические и электрические. В каждую группу входят свои разновидности термометров с общими характерными особенностями термометрического вещества.

К механическим относят термометры, действие которых основано на тепловом расширении твёрдых и жидких тел, на изменении давления газов или жидкости и её паров в замкнутых системах, вызывающих механическое перемещение или изменяющих давление, преобразуемое в механическое перемещение, пропорциональное нагреву. Наиболее распространены из этой группы жидкостные и манометрические термометры.

К электромеханическим и электрическим относят разнообразные термометры сопротивления, в которых используют свойства проводниковых и полупроводниковых термосопротивлений, термометры с полупроводниковыми диодами и триодами в качестве чувствительных элементов, а также термоэлектрические термометры, позволяющие измерять тепловое состояние среды по изменению термоэлектродвижущей силы в термоэлектрической паре проводников. Из названных разновидностей термометров чаще всего применяют электрические.

Без тщательного измерения температур окружающей среды, теплового состояния двигателя и используемых материалов нельзя получить достоверных результатов, сравнить одни испытания с другими и т.д. Выбор нужного для этого типа термометра определяется назначением, необходимой точностью измерений и пределами температур в планируемой зоне измерения.

Так, жидкостные термометры расширения применяют для измерения температуры окружающей среды теплового состояния потоков воздуха и жидкостей в трубопроводах и для контроля других приборов измерения температур; термометры давления или манометрические термометры – для измерения температуры охлаждающей жидкости и картерного масла двигателя; термометры сопротивления – для измерения температуры воды, воздуха, картерного масла, топлива и т.д., термоэлектрические термометры – для измерения температуры отработавших газов, тепловой напряжённости деталей двигателя и других горячих объектов.

Отечественные приборы для измерения температуры размечают в градусах Цельсия (°С), являющихся единицей температуры международной практической температурной шкалы, реже – в электрических единицах измерения, которые переводят потом в градусы по тарировочным графикам.

6 Правила оформления отчёта

Содержание отчёта

Отчёт по лабораторным работам оформляется индивидуально каждым студентом и содержит следующее:

1. Название лабораторной работы

2. Описание цели работы

3. Определение характеристики

4. Порядок снятия характеристики

5. Таблица 1- «Протокол измеренных величин»

6. Таблица 2 -«Протокол расчётных величин»

7. Пример расчёта одного из режимов

8. Построение графиков изменения параметров работы двигателя

9. Анализ полученных данных

Рисунок 6.1 – Графическое сглаживание экспериментальных данных:

1 – экспериментальные данные;

2 – плавная сглаживающая кривая

Рисунок 6.2 – Графическое сглаживание экспериментальных данных:

1 – кривая по результатам измерений;

2 – плавная сглаживающая кривая

Все листы отчёта должны быть скреплены в папку формата А4. На титульном листе обложки указывается (Приложение А). Штампы на первых листах и текстовой части каждой лабораторной выполняются согласно требованиям стандарта СТП 12 400 – 04 (Приложение Б). Текст отчёта оформляют на листах в рамке: поле слева – 20 мм, справа, сверху и снизу – 5 мм.

Масштабы, по возможности, выбирают кратным числу клеток миллиметровой бумаги стандартного формата, на котором удобнее всего строить графики. При этом следует рациональнее использовать поле формата, не допускать скученности кривых и по возможности избегать излишних линий. В каждом конкретном случае принятый масштаб должен способствовать возможно полному выявлению действительной взаимосвязи между обследуемыми величинами.

Оформление протокола испытаний

В процессе проведения лабораторной работы каждый студент фиксирует данные на одном из рабочих мест и затем заносит на доску в единицах системы СИ. После проведения расчётов всех режимов и окончания лабораторной работы протокол испытаний переписывается всеми студентами. Графическая часть выполняется самостоятельно каждым студентом (см. п. 6.2).

Определяемые параметры сформулированы согласно ГОСТ 14846 – 81, максимально допустимая погрешность измерений или расчёта параметров - по ГОСТ 10448 – 80 представлены в таблице 7.1.

Таблица 7.1 – Погрешность измерений параметров при испытаниях

Крутящий момент	± 1, 5%	Температура отработавших газов	± 4 град.
Расход топлива	± 1 %	Частота вращения Коленчатого вала	± 1 %
Барометрическое давление	± 0, 5 %	Давление во впускном коллекторе	± 1, 5
Давление в выпускном коллекторе	± 5 %	Давление в цилиндре	± 3 %
Температура окружаю- щей среды	± 2 град.	Расход воздуха	± 5 %

Крутящий момент

8.1.1 Для ЗИЛ–130, Д6Н

Мк = Ртор. × L × 9, 81, (Н× м):

где, Ртор. – усилие на плече тормоза, кг;

L – плечо весового устройства м, (0, 7162).

8.1.2 Для КамАЗ–740

Мк – определяется непосредственно по цифровым показаниям прибора значений момента (Н× м) нагрузки на двигатель или по значениям силы тока и напряжения, для соответствующих режимов испытания двигателя.

Измеряемые величины

n – частота вращения коленчатого вала, мин^-1;

Ртор – усилие на плече тормоза, кг; для электротормоза, Н× м;

Тм – температура масла на выходе из двигателя, К;

Тв – температура воды на выходе из двигателя, К;

Рм –давление масла в главной магистрали двигателя, МПа;

DGт – навеска топлива, г;

Dtт – время расхода навески топлива, с;

а – число тарировочных делений по шкале микроманометра, на которое поднимается уровень жидкости, мм. вод. столба;

k – число микроманометра для определенного угла наклона;

Тк – температура воздуха после компрессора, К (для Д6Н);

12 3 4 5 Следующая ⇒