СТЕНД БЕЗМОТОРНЫХ ИСПЫТАНИЙ КОМПОНЕНТОВ ГАЗОВЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ

Полезная модель относится к испытательной технике, в частности к стендам для испытания двигателей внутреннего сгорания.
3
Известен стенд для исследования выпускного тракта двигателя внутреннего сгорания, содержащий испытуемую модель с приводом и впускным трактом, фильтры и дозатор запыленности, причем фильтры установлены во впускном тракте, после дозатора перед входом в модель, по меньшей мере один абсолютный фильтр и вакуумный насос, при этом модель выполнена в виде блока цилиндров с гильзами, головками и механизмом газораспределения, а абсолютный фильтр и вакуумный насос подключены последовательно на выходе по меньшей мере из одной гильзы (а.с. SU №1128137, МПК G01M 15/00, опубл. 07.12.1984).
Известен стенд для испытания воздухоохладителя двигателя, содержащий водяную систему для отвода тепла из воздуха, подаваемого в охладитель компрессором воздушной системы, и вспомогательный источник сжатого воздуха, воздушная система которого выполнена в виде замкнутого со встроенным нагревателем кольца, подключенного к вспомогательному источнику (а.с. SU №319868, МПК G01M 15/00, опубл. 02.11.1971).
4
Известен также способ безмоторных испытаний системы выпуска двигателя внутреннего сгорания, заключающийся в том, что подают в систему газ со скоростью, сравнимой с аналогичным показателем в реальном работающем двигателе, создают импульсы давления на входе в систему и измеряют акустические и прочностные параметры системы, при этом импульсы давления создают при помощи пиропатронов, в которых воспламеняют взрывчатое вещество, а в качестве подаваемого в систему газа применяют смесь гелия с более плотным газом (а.с. SU №1255885, МПКG01M 15/00, опубл. 07.09.1986).
Наиболее близким по совокупности существенных признаков является стенд для испытания компрессора двигателя внутреннего сгорания, содержащего технологический компрессор, служащий источником наддувочного воздуха, датчики давления и температуры, установленные на выходе технологического компрессора, коммутатор, блок обработки информации, запоминающее устройство и устройство вывода информации, при этом в стенд дополнительно введена одноцилиндровая установка ДВС, причем датчики температуры и давления наддувочного воздуха установлены на входе в одноцилиндровую установку ДВС, ресиверы с функцией снижения пульсаций давления и поддержания объема наддувочного воздуха, расширительная емкость, фильтр предварительной очистки наддувочного воздуха, фильтр тонкой очистки наддувочного воздуха, микрофильтр, осушитель рефрижераторного типа, контроллер управления технологическим компрессором, расходомер объемного типа, причем датчики давления и температуры наддувочного воздуха установлены на входе и выходе расходомера, блоки регулирования температуры и давления наддувочного воздуха, причем блок регулирования температуры содержит регулирующий электромагнитный клапан, перепускной клапан, фильтр, насос с приводом от электродвигателя и связанный с блоком регулирования температуры бак с трубчатыми электрическими нагревателями и контроллер с функцией управления регулирующим клапаном, а блок регулирования давления содержит контроллер с функцией управления клапанами с мембранным приводом через пропорциональный клапан, при этом ресиверы установлены как на входе блока регулирования давления, так и на выходе из него, контроллер управления блоками регулирования температуры и давления стенда (патент RU №151683 U1, G01M 15/02 (2006.01), опубл. 10.04.2015).
Недостатком указанных стендов является то, что проведение испытаний сопряжено с имитацией и моделированием условий, отличных от реальных, причем при испытаниях привлекаются значительные энергоресурсы.
Была поставлена задача повысить эффективность испытаний путем создания стенда, обеспечивающего испытание компонентов газового двигателя, альтернативного моторным и эксплуатационным испытаниям, снижения затрат на проведение испытаний в целом и конкретного вида испытаний, в частности.
Технический результат достигается тем, что в стенде безмоторных испытаний компонентов газовых двигателей, содержащем трубопроводы подвода и передачи рабочей среды, ресиверы с функцией снижения пульсаций давления, фильтры очистки рабочей среды, влагоотделитель, датчики давления и температуры, блок обработки информации, запоминающее устройство и устройство вывода информации, электронный блок управления, электронный регулятор давления, в качестве рабочей среды используют сжатый воздух из заводской системы, подвод которого осуществляют через ресивер, оснащенный манометром и клапаном удаления конденсата, при этом стенд дополнительно содержит редуктор, оснащенный электронным регулятором давления, подвод сжатого воздуха к которому осуществляют через фильтр-влагоотделитель, и сопло Вентури, обеспечивающее измерение расхода воздуха после редуктора.
Совокупность существенных признаков, заключающаяся в том, что в качестве рабочей среды, имитирующей топливо - газ, используют сжатый воздух из заводской системы, подвод которого осуществляют через ресивер, оснащенный манометром и клапаном удаления конденсата, при этом стенд дополнительно содержит редуктор, оснащенный электронным регулятором давления, подвод сжатого воздуха к которому осуществляют через фильтр-влагоотделитель, и сопло Вентури, обеспечивающее измерение расхода воздуха после редуктора, позволяет приблизить условия испытаний к реальным условиям, повысить тем самым эффективность испытаний. Кроме того, был максимально автоматизирован процесс испытаний, причем существует возможность дистанционного мониторинга проведения испытаний, в том числе для своевременной оценки и обработки их результатов, снижена трудоемкость и затраты, связанные с испытанием газовых двигателей.
Анализ известных технических решений по научно-технической и патентной документации показал, что совокупность существенных признаков заявляемого решения ранее не была известна, следовательно, оно соответствует условию патентоспособности «новизна».
Заявляемое техническое решение поясняется принципиальной схемой стенда для безмоторных испытаний компонентов газовых двигателей.
Стенд безмоторных испытаний компонентов газовых двигателей предполагает мобильное исполнение в едином корпусе 1, с внешним подводом сжатого воздуха из заводской системы подачи сжатого воздуха с рабочим давлением до 10 бар.
Подвод осуществляют через подводящий трубопровод 2 с краном 3 к ресиверу 4, предназначенному для сглаживания пульсаций давления заводской пневмосистемы. Ресивер оснащен манометром 5 и клапаном удаления конденсата 6. От ресивера сжатый воздух подводится к редуктору 7, оснащенному электронным регулятором давления 8. Подвод воздуха к электронному регулятору давления осуществляется через фильтр-влагоотделитель 9. Расход воздуха после редуктора измеряется при помощи сопла Вентури 10, далее воздух поступает к ресиверу 11, предназначенному для сглаживания пульсаций давления в системе топливоподачи газового двигателя 12. К двигателю воздух передается по трубопроводу 13 через газовый фильтр 14 с установленным на нем датчиком давления и температуры 15. Обеспечение питания электронной системы управления двигателя (ЭСУД) осуществляется с помощью источника питания 16. Считывание информации из блока управления двигателем и установка параметров ЭСУД осуществляется при помощи компьютера 18 со специальным программным обеспечением. Измерение давлений и температур обеспечивается блоком измерения давлений и температур 19. Общее управление параметрами ЭСУД, измерение и поддержание заданных значений давлений, расходов и заданных режимов осуществляется компьютером 20. Для снижения уровня шума от выходящего сжатого воздуха при работе дозаторов системы питания газового двигателя предусматривается применение глушителя шума 21.
Стенд работает на магистральном сжатом воздухе, что позволяет проводить испытания дозаторов газа без непосредственного использования газа. Испытания могут быть направлены на определение статических и динамических расходных характеристик газовых дозаторов, проведение ресурсных испытаний компонентов ЭСУД газового двигателя, проверки работоспособности дозаторов газа, а также предварительной настройки и согласования характеристик газовых дозаторов для электронной системы управления в широком диапазоне давлений газа. Данный стенд позволяет исключить расход газа и значительно снизить время, затрачиваемое на проведение испытаний и калибровочных работ, расширить возможности с повышением безопасности проведения испытаний.
Предлагаемое техническое решение соответствует требованию промышленной применимости и возможно для реализации с использованием компонентов, применяемых в стандартном технологическом оборудовании.