Стенд для проведения лабораторных работ по снятию нагрузочных характеристик для двигателей внутреннего сгорания

Стенд для проведения лабораторных работ по снятию нагрузочных характеристик двигателя внутреннего сгорания
При выполнении лабораторных работ по снятию нагрузочных характеристик двигателей внутреннего сгорания появилась необходимость в компактном передвижном стенде.
Предлагаемая полезная модель относится к стендам, применение которых в учебном процессе позволяет наглядно, с достаточной точностью и с минимальными затратами выполнять лабораторные работы по дисциплине «Теория силовых установок».
Известно: устройство для измерения технических характеристик передвижных электростанций с приводом от двигателей внутреннего сгорания (А.с. Российская Федерация №180991 от 03.07.2018 г.), содержащее передвижную электростанцию, состоящую из генератора и двигателя внутреннего сгорания. К двигателю внутреннего сгорания подсоединен вынесенный топливный бак через расходомер посредствам топливопровода, который оснащен установкой для подогрева подаваемого из топливного бака топлива. К генератору подключен имитатор нагрузки, позволяющий ступенчато задавать уровень нагрузки. Значения технических характеристик двигателя внутреннего сгорания и генератора выводятся на блок снятия характеристик. Для защиты от поражения электрическим током приборы снабжены трансформатором тока. Решение позволяет обеспечить возможность определять технические характеристики генератора с приводом от двигателя внутреннего сгорания, обеспечивая возможность оптимального подбора биотоплива для работы передвижной электростанции в условиях пониженных температур окружающей среды. Недостаток: устройство не позволяет выполнять лабораторные работы по снятию нагрузочных характеристик двигателя.
Известно: стенд системы управления инжекторным двигателем (А.с. 180157 от 05.06.2018), содержащий специализированное диагностическое оборудование (диагностический сканер-тестер, адаптер KKL-линии диагностики, диагностические программы для ПК). На данном стенде можно имитировать различные ошибки, изучать работу электронной системы управления инжекторным двигателем. В полезной модели стенда добавлен специально разработанный блок имитации режимов работы двигателя, а также дополнительный блок имитации выходных напряжений, датчика массового расхода воздуха и датчика положения дроссельной заслонки. Блок имитации режимов работы двигателя состоит из схемы управления частотой вращения электродвигателя стенда, выполненной на базе регулятора с широтно-импульсной модуляцией и органов управления в виде переключателей на 20 положений, а также резисторно-диодной матрицы, имитирующей выходные напряжения датчиков положения дроссельной заслонки и массового расхода воздуха. Для имитации режимов необходимо иметь исходные данные для настройки разработанной электрической схемы. Параметрами, необходимыми для настройки схемы и снятие нагрузочных и скоростных характеристик, являются положение дроссельной заслонки, измеряемое в процентах, частота вращения коленчатого вала двигателя, n, об/мин, часовой расход воздуха, Gв, кг/час, эффективная мощность имитируемого двигателя Ne, кВт. В результате применяемых узлов и дополнительного оборудования на стенде обеспечивается возможность имитации различных режимов работы инжекторного двигателя и снятие нагрузочных и скоростных характеристик. Недостатки: стенд предназначен для диагностирования только инжекторных двигателей; громоздкость конструкции, сложность изготовления.
Прямых аналогов предлагаемого стенда из источников информаций не выявлено.
Задачей, на решение которой направлена полезная модель, является выполнение лабораторных работ по снятию нагрузочных характеристик двигателя внутреннего сгорания при минимальных затратах.
Технический результат достигается и заключается в конструкции предлагаемой полезной модели. Конструкция полезной модели (фиг. 1) содержит: - двухуровневую раму 1, изготовленную из уголковой стали, для размещения на первом уровне: электроагрегат 2, состоящий из двигателя внутреннего сгорания 3, мощностью 2,4 л.с., и электрогенератора 4 (HT1000L); на втором уровне: распределительный щиток 5 на десять электровыключателей, документация, десять ламп накаливания 6 по 100 Вт, закрепленные в стандартных патронах; амперметр 7; вольтметр 8; топливопровод с мерной емкостью 9, в качестве которой применен корпус медицинского шприца емкостью 10 мл; электрические кабели и провод заземления 10; стол для документации 11; два колеса 12, установленные на отдельных кронштейнах в нижней части рамы для удобства передвижения.
Практичность использования приспособления достигается тем, что предлагаемая конструкция, за счет изготовления из уголковой стали, имеет достаточную прочность, сохраняет работоспособность после перемещения из одной аудитории в другую.
Предлагаемая полезная модель иллюстрируется фотографиями (фиг. 1, фиг. 2, фиг. 3). На фиг. 1 показан общий вид стенда в сборе, на фиг. 2 показан участок топливопровода с мерной емкостью 9 на 10 мл, на фиг. 3 показан распределительный щиток 5 на десять электровыключателей.
Стенд для проведения лабораторных работ по снятию нагрузочных характеристик двигателя внутреннего сгорания применяют следующим образом.
После пуска двигателя внутреннего сгорания и возбуждения электрогенератора устанавливаем устойчивый характер работы электроагрегата при постоянной частоте вращения коленчатого вала двигателя, используя показания амперметра и вольтметра.
Набираем в мерную емкость 10 мл бензина, перекрываем топливопровод от топливного бака к карбюратору, засекаем время выработки топлива из мерной емкости, постоянно подключенной к карбюратору. Время выработки топлива заносим в таблицу.
Включаем одну электролампу, набираем 10 мл бензина, перекрываем топливопровод от топливного бака к карбюратору, засекаем время выработки топлива из мерной емкости при постоянной частоте вращения коленчатого вала двигателя. Время выработки топлива вновь заносим в таблицу.
Повторяем порядок действий последовательно с остальными девятью электролампами, не выключая предыдущие, тем самым увеличивая нагрузку на электроагрегат.
На основании полученных данных о времени работы электроагрегата на фиксированном количества топлива при изменяемой нагрузке производим вычисление эффективного и часового расходов топлива двигателем внутреннего сгорания электроагрегата. Полученные данные позволяют изобразить графически нагрузочную характеристику исследуемого двигателя внутреннего сгорания.