Стенд для испытания подогревателей

Полезная модель относится к области испытательной техники в машиностроении и может быть использована для проведения комплексных, в том числе ресурсных испытаний предпусковых подогревателей двигателей внутреннего сгорания.
Известна конструкция стенда для испытания жидкостного подогревателя двигателя внутреннего сгорания (авторское свидетельство СССР № 1444632, МПК G01M 15/00, заявка № 4141082/25-06, опубл. 15.12.1988, бюл. №46), содержащая источник охлаждающей жидкости, трубопроводы для подвода жидкости к подогревателю и отвода жидкости из него, устройство для измерения температуры, устройство для измерения расхода жидкости, жидкостно-жидкостный теплообменник, к одной плоскости которого подключены трубопроводы и расширительный бачок, снабженный пробкой и водомерным стеклом, а к другой полости через вентиль подключен трубопровод. Стенд также содержит сливной трубопровод, запорный кран, манометр, пьезометр, сливные краники, запорное устройство с трубопроводом, стойку, включающую неподвижное основание, неподвижную трубу, плиту, стопорный винт, подвижную трубу, ось, лимб, втулку с призмами и стрелкой и стопорную гайку.
Недостатком конструкции стенда является отсутствие возможности подключения топливной системы к испытуемым подогревателям, что не позволяет проводить комплексные испытания жидкостных подогревателей.
Из уровня техники (патент РФ на полезную модель № 121072,МПК G01M 15/00, заявка №2011137720/06, опубликован 10.10.2012, бюл.№8), известно конструктивное исполнение установки для испытания запуска предпусковых подогревателей двигателей автотранспортных средств в условиях минусовых температур, включающее: морозильную камеру, например, марки VT-408, с внутренним полезным объемом 368 литров, с потребляемой номинальной мощностью 360 вт/ч, с герметичной крышкой и с пультом управления снаружи морозильной камеры; внутри морозильной камеры имеется платформа для установки испытуемого предпускового подогревателя, включающего котел с горелочным устройством, нагнетатель воздуха, насос рециркуляции охлаждающей жидкости, топливный насос, блок управления запуском с программным обеспечением; на платформе, внутри морозильной камеры установлены топливный бак, сообщенный с топливным насосом, емкость с охлаждающей жидкостью, например, типа Arctic, сообщенная с насосом рециркуляции охлаждающей жидкости; также внутри морозильной камеры имеется теплоизолированная 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 МН2 и низкого МН1 давления для замера давления соответственно до редуктора и после него, источник постоянного напряжения, пульт управления, блок управления электромагнитными клапанами, напоромер, например, марки ПРОМА-ИДМ; источник постоянного напряжения и пульт управления связаны между собой вне морозильной камеры и с блоком управления запуском предпусковым подогревателем внутри нее; блок управления электромагнитными клапанами связан вне морозильной камеры с напоромером и с электромагнитными клапанами внутри нее.
Недостатком данной установки является отсутствие возможности проведения испытаний подогревателей в различных климатических условиях, а также невозможность проведения комплексных, в том числе ресурсных испытаний подогревателей: предусмотрена только проверка возможности их запуска.
Известна конструкция стенда для проверки предпускового подогревателя (патент РФ на полезную модель №195346, МПК G01M 15/02, заявка №2019116566, опубликован 23.01.2020), состоящая из емкости рабочей жидкости и топлива, устройства для измерения силы тока и датчиков температуры, блока регистрации, при этом стенд содержит аккумуляторную батарею, шланги подачи рабочей жидкости и топлива, теплообменник, выполненный в виде резервуара, наполненного рабочей жидкостью, помещенного в резервуар большего размера, который имеет входной и выходной патрубки, при этом входной патрубок соединен с предпусковым подогревателем, датчики температуры помещены в область нагрева рабочей жидкости теплообменника и на сопло горелки предпускового подогревателя
и выполнены с возможностью передачи данных на блок регистрации.
Конструкция данного стенда выбрана в качестве прототипа.
Недостатками конструкции данного стенда являются: отсутствие штатной системы вентиляции, вследствие чего данный стенд может эксплуатироваться только в помещениях, оборудованных принудительной системой вентиляции; отсутствие системы измерения контроля расхода топлива, сложность системы измерения теплопроизводительности испытуемого подогревателя (сравнение температуры отработанных газов с градиентом роста температуры рабочей жидкости).
Конструкция стенда не обеспечит проведение ресурсных испытаний, которые связаны с отводом (рассеиванием) всего тепла воспроизводимого подогревателем, так как его система охлаждения для этого не предназначена. Кроме того к недостаткам можно отнести высокозатратную и недостаточно эффективную систему охлаждения, так как требуется подавать и сливать воду из теплообменника или ждать когда она остынет (необходимость наличия системы водопровода и канализации), ввиду этого отсутствие возможности проведения длительных ресурсных испытаний.
Технический результат, достигаемый от использования заявленной полезной модели, заключается в обеспечении возможности проведения комплексных, в том числе ресурсных испытаний различных видов жидкостных подогревателей двигателей внутреннего сгорания с заданными параметрами, в любых климатических условиях, при минимальном участии человека в процессе испытаний и обработке их результатов.
Указанный технический результат достигается за счет того, что заявленный стенд для испытания подогревателей, содержащий раму, размещенные на ней позицию испытаний, бак для охлаждающей жидкости, топливный бак, систему трубопроводов и токопроводов, дополнительно содержит систему измерения расхода топлива при помощи расходомеров, блок калориферов, систему вентиляции, комплекс гидроаппаратуры и датчиков состоящий из топливного контура, охлаждающего контура, регулирующей аппаратуры, электроуправляемых шаровых кранов и датчиков давления.
Сущность заявленной полезной модели поясняется графическими материалами, где на фиг. 1 показана схема компоновки предлагаемого стенда для испытания подогревателей и на фиг. 2 показана схема гидравлическая принципиальная стенда для испытания подогревателей.
Стенд для испытания предпусковых подогревателей содержит: позицию испытаний 1, раму 2, бак для охлаждающей жидкости 3, топливный бак 4, систему вентиляции 5, комплекс гидроаппаратуры и датчиков 6, блок калориферов 7, систему управления стендом, площадку для обслуживания стенда и систему ограждений (не показаны).
Гидравлическая система стенда имеет два контура: топливный и охлаждающий.
Стенд для испытания подогревателей работает следующим образом.
С помощью крана подогреватель устанавливается на позицию испытаний. К подогревателю подсоединяются трубопроводы и токопроводы. Закрывается система ограждений и проводится весь комплекс испытаний в соответствии с установленными техническими требованиями. После окончания испытаний подогреватель снимается с позиции испытаний.
При включении двигателя Д1 испытуемого подогревателя начинает работать топливный насос Н1 и при открытых электроуправляемых шаровых кранах КШ10, КШ13 и открытом электромагнитном клапане КЭМ топливо из бака Б1 через фильтр Ф1, расходомер РМ3, фильтр Ф3 и фильтр Ф2 изделия поступает к форсунке ФС подогревателя. Перед топливной форсункой ФС подогревателя создается давление, обусловленное настройкой клапана КП2. Топливо распыляется проходя через форсунку ФС и частично сливается через клапан КП2 подогревателя, электроуправляемый шаровый кран КШ12, расходомер РМ2 и электроуправляемый шаровый кран КШ9 обратно в бак Б1.
При открытых электроуправляемых шаровых кранах КШ2, КШ3 охлаждающая жидкость из бака Б2 через калориферы КФ1, КФ2 поступает к водному насосу Н2 испытуемого подогревателя и перекачивается им в котел КТ подогревателя. Котел наполняется, и охлаждающая жидкость поступает в радиатор калорифера РК, откуда через расходомер РМ1 и электроуправляемый шаровый кран КШ1 сливается обратно в бак Б2.
В испытуемом подогревателе при включении свечи накаливания СВ происходит воспламенение топлива и пламя нагревает охлаждающую жидкость в котле КТ подогревателя. При этом нагретая охлаждающая жидкость из котла КТ попадает в радиатор обогревателя РК испытуемого подогревателя, который при включении двигателя Д2 обдувается вентилятором В2 и нагретый обогревателем воздух отводится от подогревателя. Топливные выхлопы отводятся в вытяжную вентиляцию.
Калориферы КФ1, КФ2 обеспечивают отвод излишков тепла от охлаждающей жидкости в системе.
При испытаниях изделия контролируются:
- время испытаний по счетчику импульсов СИ1;
- сопротивление изоляции датчика ДЕ3 по измерителю МО1;
- напряжение на электродвигателе калорифера Д2 по вольтметру ВМ5;
- напряжение на электродвигателе нагнетателя Д1 по вольтметру ВМ2;
- напряжение на электромагнитном клапане КЭМ по вольтметру ВМ3;
- напряжение на свече СВ по вольтметру ВМ4;
- давление топлива перед форсункой ФС по преобразователю давления ПД1 в комплекте с показывающим прибором ИР4;
- расход топлива через форсунку ФС по расходомерам РМ2, РМ3 в комплекте с двухканальным показывающим прибором ИР8;
- перепуск топлива через клапан КП2 по расходомеру РМ2 в комплекте с показывающим прибором ИР1;
- температура топлива на входе в насос Н1 по термопреобразователю сопротивления Т1 в комплекте с показывающим прибором ИР3;
-температура выхлопных газов по термопреобразователю сопротивления Т5 в комплекте с показывающим прибором ИР5;
- ток, совместно потребляемый электродвигателем Д1 и свечой СВ по амперметру СУММАРНЫЙ ТОК МОТОРА НАГНЕТАТЕЛЯ И СВЕЧИ, А и ток, потребляемый ими же по отдельности соответственно по амперметрам А1 и А2;
- ток, потребляемый электродвигателем калорифера Д2 по амперметру А3;
- объемный расход насоса Н2 системы охлаждения по преобразователю расхода РМ1;
- герметичность охлаждающего контура подогревателей по преобразователю давления ПД2 в комплекте с показывающим прибором ИР2.
При опрессовке закрываются электроуправляемые шаровые краны КШ1 и КШ3 для изоляции охлаждающего контура. К редукционному пневмоклапану КР1 подводится сжатый воздух из магистрали. Предохранительный клапан КП1 обеспечивает защиту охлаждающего контура при превышении давления опрессовки. Обратный клапан КО1 предотвращает попадание охлаждающей жидкости в пневмосистему. При открытом электроуправляемом шаровом кране КШ4 сжатый воздух создает подпор охлаждающей жидкости, находящейся в охлаждающем контуре, чем обеспечивается проведение опрессовки. Давление сжатого воздуха обеспечивается настройкой редукционного клапана КР1 и контролируется по манометру МН1.
На АО «НПК «Уралвагонзавод» заявляемая полезная модель используется в цехе механосборочного производства для проведения комплексных, в том числе ресурсных испытаний предпусковых подогревателей двигателей внутреннего сгорания, подтверждающих возможность промышленного применения полезной модели.