УСТАНОВКА ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ ЗАПУСКА ПРЕДПУСКОВЫХ ПОДОГРЕВАТЕЛЕЙ ДВИГАТЕЛЕЙ АВТОТРАНСПОРТНЫХ СРЕДСТВ В УСЛОВИЯХ МИНУСОВЫХ ТЕМПЕРАТУР

Полезная модель относится к испытательной технике и может быть использована при функциональных, доводочных и ресурсных испытаниях, в частности предпусковых подогревателей двигателей различных автотранспортных средств, с имитацией воздействия внешних климатических факторов и касается определения изменений его показателей надежности запуска в условиях минусовых температур.
Возможны различные варианты испытаний предпусковых подогревателей в условиях минусовых температур:
- выезд со смонтированным предпусковым подогревателем на борту конкретной автотракторной техники в районы крайнего Севера.
- выезд с собранным в моноблок предпусковым подогревателем с соответствующими компонентами сборки: бак охладителя, бак топливный, аккумуляторная батарея на борту иного автомобиля в районы крайнего Севера.
- хладоиспытания в соответствующей большой камере целиком автомобиля со смонтированным в нем предпусковым подогревателем;
Все перечисленные варианты обладают большой стоимостью их реализации.
Известен способ контроля показателей надежности транспортного средства (патент РФ №2129711, МПК G01M 17/00, опубл. 27.04.1999). Изменение показателей надежности определяют путем сравнения в виде разностей или отношений их нормативных значений с фактически реализованными значениями, приведенными к 1-й категории условии эксплуатации (КУЭ) через накопленную величину уровня нагружения и коэффициент суммарного сопротивления движению, соответствующий 1-й КУЭ. По показателям долговечности и безотказности изменение их значений определяют в виде остаточного ресурса и остаточной наработки до отказа, а по показателям ремонтопригодности и сохраняемости - посредством соответственно коэффициентов корректировки периодичности технического обслуживания и трудоемкости устранения отказа и коэффициента, характеризующего снижение сохраняемости в зависимости от остаточного ресурса и срока и условий хранения ТС. При этом 1-я КУЭ выражена числовым значением. Технический результат в том, что в данном способе оценка нагруженности транспортного средства и его агрегатов производится не по величине пробега, а по накопленной величине уровня нагружения, темпы накопления которой зависят от дорожных условий.
Известен многокамерный стенд для сравнительных испытаний нескольких автотракторных изделий (а.с. №1705717, МПК G01M 17/00, опубл. 15.01.1992). Изобретение позволяет расширить функциональные возможности стенда и повысить точности оценки влияния внешних климатических факторов на функциональные параметры и показатели надежности автотракторных изделий. Многокамерный стенд содержит камеры 2 и 3 искусственного климата. В камере 2 поддерживают стандартные условия, а в камере 3 создают условия в зависимости от климатического исполнения и категории изделия, автоматы 12 и 13 варьируют мощность загружающих устройств.
Известен способ подготовки двигателя внутреннего сгорания к испытаниям в условиях низких температур и устройство для его реализации (а.с. №1737302, МПК G01M 15/00, опубл. 30.05.1992), наиболее близкое к заявляемой полезной модели и принятое за ближайший аналог. Изобретение относится к испытаниям двигателя внутреннего сгорания (ДВС) в условиях низких температур и позволяет сократить время подготовки ДВС к испытаниям и уменьшить при этом энергетические затраты. Сущность способа состоит в том, что внутренние полости неработающего двигателя, установленного в специальной камере, имеющей замкнутый объем, при помощи вентилятора с автономным приводом продувают воздухом, охлажденным до температуры, ниже минимальной температуры деталей двигателя. Кроме того, дополнительно прокачивают через топливную систему охлажденное топливо. После установки двигателя в холодильной камере при неработающем двигателе включают холодильные агрегаты и электродвигатели и приводы вентиляторов и топливного насоса. Вентилятор через воздуховод подает холодный воздух, обдувающий радиатор двигателя снаружи. Второй вентилятор производит продувку холодным воздухом внутренних полостей двигателя, температура которого ниже минимальной температуры деталей двигателя. Воздух, проходящий через внутренние полости двигателя, непосредственно охлаждает коленчатый вал, поршни, цилиндры и другие детали двигателя. Насос прокачивает топливо через теплообменник, из которого охлажденное топливо поступает в топливный насос. После охлаждения двигателя до требуемой температуры осуществляется его пуск и испытание. В камере на фундаменте установлен двигатель с топливным насосом высокого давления и радиатором системы охлаждения. Двигатель при помощи вала соединен с балансирной машиной. В камере размещены теплообменники, подключенные к холодильным агрегатам, расположенным вне камеры. В камере также размещены два вентилятора, приводимые автономными электродвигателями, расположенными вне камеры, топливный бак, подкачивающий топливный насос, приводимый электродвигателем и теплообменник. Один вентилятор соединен с воздуховодом, другой вентилятор одним концом соединен с воздуховодом, а другой его конец соединен с внутренними полостями двигателя, с которыми соединен также патрубок для выхода воздуха. Топливный бак, топливный насос, теплообменник и второй топливный насос высокого давления соединены при помощи трубопроводов, образующих замкнутую систему циркуляции топлива. Однако в известном техническом решении точность оценки влияния низкой температуры недостаточна, так как непосредственно испытания проводятся вне камеры и кроме того необходимо использовать стенды для горячих испытаний, что приводит к дополнительным энергетическим затратам.
Технический результат, на достижение которого направлена заявляемая полезная модель заключается в повышении точности оценки влияния внешних климатических факторов на функциональные параметры и показатели надежности запуска предпусковых подогревателей, уменьшение энергетических затрат.
Технический результат достигается тем, что в установке для испытания запуска предпусковых подогревателей двигателей автотранспортных средств в условиях минусовых температур, включающей морозильную камеру с герметичной крышкой, внутри которой имеется платформа для установки испытуемого предпускового подогревателя, включающего нагнетатель воздуха, насос рециркуляции охлаждающей жидкости, топливный насос, новым является то, что предпусковой подогреватель имеет блок управления запуском с программным обеспечением расположенный внутри морозильной камеры, на вышеупомянутой платформе, кроме того, установлены топливный бак, сообщенный с топливным насосом, емкость с охлаждающей жидкостью, сообщенная с насосом рециркуляции охлаждающей жидкости, также внутри морозильной камеры имеется выхлопная труба, один конец которой подсоединен к выхлопному устройству предпускового подогревателя, а другой конец выведен вне морозильной камеры, баллон со сжатым воздухом с редуктором и электромагнитными клапанами, снаружи морозильной камеры установлены манометры высокого и низкого давления для замера давления соответственно до редуктора и после него, источник постоянного напряжения, пульт управления, блок управления электромагнитными клапанами, напоромер, при этом источник постоянного напряжения и пульт управления связаны между собой вне морозильной камеры и с блоком управления запуском предпускового подогревателя внутри нее, а блок управления электромагнитными клапанами связан вне морозильной камеры с напоромером и с электромагнитными клапанами внутри нее.
Выхлопная труба внутри морозильной камеры выполнена термоизолированной.
Все выводы из морозильной камеры - выхлопной трубы, импульсных линий манометров, электрических проводов пульта управления, электрических проводов блока управления электромагнитными клапанами, электрических проводов источника постоянного напряжения, измерительной трубки напоромера - загерметизированы.
На фигуре представлена схема установки для испытания запуска предпусковых подогревателей двигателей автотранспортных средств в условиях минусовых температур.
Здесь: 1 - морозильная камера; 2 - предпусковой подогреватель; 3 - пульт управления; 4 - насос рециркуляции охлаждающей жидкости; 5 -емкость охлаждающей жидкости; 6 - топливный бак; 7 - баллон сжатого воздуха; 8 - редуктор; 9 - электромагнитный клапан; 10 - выхлопная труба; 11 - источник постоянного напряжения; 12 - напоромер; 13 - блок управления электромагнитными клапанами; 14 - манометры; 15 - импульсные линии манометров 14; 16 - разъемы для подсоединения к блоку управления запуском предпускового подогревателя; 17 - топливный насос; 18 - блок управления запуском предпускового подогревателя; 19 - разъем блока управления электромагнитными клапанами; 20 - нагнетатель воздуха предпускового подогревателя 2.
Установка для испытания запуска предпусковых подогревателей двигателей автотранспортных средств в условиях минусовых температур включает, морозильную камеру 1, например, марки VT-408, с внутренним полезным объемом 368 литров, с потребляемой номинальной мощностью 360 вт/ч, с герметичной крышкой и с пультом управления 3 снаружи морозильной камеры 1. Внутри морозильной камеры 1 имеется платформа для установки испытуемого предпускового подогревателя 2, включающего котел с горелочным устройством, нагнетатель воздуха 20, насос рециркуляции охлаждающей жидкости 4, топливный насос 17. блок управления запуском 18 с программным обеспечением. На платформе, внутри морозильной камеры 1 установлены топливный бак 6, сообщенный с топливным насосом 17, емкость с охлаждающей жидкостью 5, например, типа Arctic, сообщенная с насосом рециркуляции охлаждающей жидкости 4. Также внутри морозильной камеры 1 имеется теплоизолированная выхлопная труба 10, один конец которой подсоединен к выхлопному устройству предпускового подогревателя 2, а другой конец выведен вне морозильной камеры 1, баллон со сжатым воздухом 7 с редуктором 8 и электромагнитными клапанами 9. Снаружи морозильной камеры 1 установлены манометры 14 высокого МН2 и низкого МН1 давления для замера давления соответственно до редуктора 8 и после него, источник постоянного напряжения 11, пульт управления 3, блок управления 13 электромагнитными клапанами 9, напоромер 12, например, марки ПРОМА-ИДМ. Источник постоянного напряжения 11 и пульт управления 3 связаны между собой вне морозильной камеры 1 и с блоком управления запуском 18 предпусковым подогревателем 2 внутри нее. Блок управления 13 электромагнитными клапанами 9 связан вне морозильной камеры 1 с напоромером 12 и с электромагнитными клапанами 9 внутри нее.
Все выводы из морозильной камеры 1 - выхлопной трубы 10, импульсных линий 15 манометров 14, электрических проводов пульта управления 3, электрических проводов блока управления 13 электромагнитными клапанами 9, электрических проводов источника постоянного напряжения 11, измерительной трубки напорометра 12 - загерметизированы.
Работает установка следующим образом.
Испытания предпусковых подогревателей проводятся при низких температурах (до -50°) в большей степени на стадии комплексных испытаний разрабатываемых образцов. Наиболее ответственной операцией работы предпускового подогревателя при отрицательных температурах (до -50°С) является их собственный розжиг и вывод на номинальный режим. Розжиг собственно предпускового подогревателя 2, нормальное функционирование комплектующих его изделий и блока управления запуском 18 проверяются при испытаниях их при минусовых температурах.
2
Предпусковой подогреватель 2, включающий котел с горелочным устройством, блок управления запуском 18 с программным обеспечением, нагнетатель воздуха 20, топливный бак 6 с топливным насосом 17, емкость охлаждающей жидкости 5 с насосом рециркуляции охладителя 4, баллон сжатого воздуха 7, заправленный до 20 кг/см с редуктором 8 и электромагнитными клапанами 9 на низкой стороне давления собираются в единый моноблок и помещаются в морозильную камеру 1. На крышке морозильной камеры 1 выполнены соответствующие отверстия: для теплоизолированной выхлопной трубы 10, отводящей продукты сгорания; для ввода электрических проводов пульта управления 3; для ввода электрических проводов от источника постоянного напряжения 11; для ввода измерительной трубки напоромера 12, измеряющего давление воздуха внутри морозильной камеры 1; для ввода электрических проводов от блока управления 13, регулирующего включение и выключение электромагнитных клапанов 9, а также для импульсных линий 15 манометров 14, измеряющих давление в баллоне воздуха 7 перед редуктором 8 и за ним.
Импульсные линии 15 присоединяются для измерения давлений, к манометрам 14 и к штуцерам редуктора 8. Источник постоянного напряжения 11 и пульт управления 3 подсоединяются между собой снаружи морозильной камеры 1 и с помощью разъемов 16 электрическими проводами с блоком управления запуском 18 предпускового подогревателя 2, расположенным внутри морозильной камеры 1. Блок управления 13 электромагнитными клапанами 9 подсоединяется к напоромеру 12 снаружи морозильной камеры 1 и электрическими проводами с помощью разъемов 19 - к электромагнитным клапанам 9 в ее внутренней полости.
2
При открытой крышке морозильной камеры 1 открывается кран баллона воздуха 7, давление в нем регистрируется манометром высокого давления МН2. Редуктором 8 настраивается давление на низкой стороне редуктора, например, 2-3 кг/см и регистрируется манометром низкого давления МН1. Крышка морозильной камеры 1 плотно закрывается. Включается морозильная камера 1 и по индикатору устанавливается необходимое значение отрицательной температуры. Заморозка до -45°С-50°С происходит обычно в течении 5,5-6 часов.
При достижении заданной температуры, которая полностью имитирует условия пребывания пускового подогревателя 2 на борту конкретного автотранспортного средства, нажимается кнопка на пульте управления 3 и пусковой подогреватель 2, через блок управления запуском 18 с программным обеспечением, отрабатывает циклограмму запуска и выхода его на номинальный режим. Воздух, расходуемый из внутреннего объема морозильной камеры 1 на горение в предпусковом подогревателе 2, компенсируется расходом из баллона 7, сжатый воздух в котором так же находится при заданной минусовой температуре. Регулирование расхода воздуха в баллоне 7 осуществляется при помощи системы автоматики, включающей: напоромер 12; блок управления 13 электромагнитными клапанами 9; электромагнитные клапана 9. Прохождение запуска предпускового подогревателя и выхода его на номинальный режим контролируется на табло пульта управления 3. Для повторения следующего цикла необходимо заправить баллон воздуха 7 и повторить все операции снова.
Таким образом, предлагаемая установка для испытания запуска предпусковых подогревателей позволяет с наименьшими энергетическими затратами набрать статистику по надежности запуска и выхода на режим любого разрабатываемого предпускового подогревателя на стадии подготовки его к серийному производству и позволяет с высокой точностью оценить влияние минусовых температур на функциональные параметры и показатели надежности запуска предпусковых подогревателей и их систем управления, так как испытания проводятся непосредственно в морозильной камере, в которой имитируются реальные климатические условия.